«ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДВУХЭТАПНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ ОБШИРНЫХ ДЕФЕКТОВ ТРАХЕИ СЕТЧАТЫМ ПРОТЕЗОМ диссертация на соискание учной степени кандидата медицинских наук по ...»

ГБОУ ВПО «КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

На правах рукописи

Горяинов Дмитрий Александрович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДВУХЭТАПНОГО

ЗАМЕЩЕНИЯ ОБШИРНЫХ ДЕФЕКТОВ ТРАХЕИ СЕТЧАТЫМ

ПРОТЕЗОМ

диссертация на соискание учной степени кандидата медицинских наук

по специальности 14.01.17. - хирургия Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Бежин А.И.

Доктор медицинских наук, профессор Иванов А.В.

Курск – Список сокращений БФ – базофил ГКИТ – гигантская клетка инородного тела ИВЛ – искусственная вентиляция лгких КИ – клеточный индекс МЦ – моноцит МФ – макрофаг МЦР – микроциркуляторное русло НФ – нейтрофил ПВСТ – плотная волокнистая соединительная ткань ПЯЛ – полиморфноядерный лейкоцит РВСТ – рыхлая волокнистая соединительная ткань СПС – собственная пластинка слизистой ФБ – фибробласт ФЦ – фиброцит ЭФ – эозинофил Оглавление стр.

Введение

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Реконструктивные операции на трахее 1.2. Синтетические протезы трахеи 1.3. Сетчатые протезы

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Дизайн исследования 2.2. Техника выполнения оперативного вмешательства 2.3. Техника выполнения операции по замещению дефектов трахеи различного объма лавсановым протезом 2.4. Техника выполнения операции по замещению циркулярного дефекта трахеи разработанным протезом 2.5. Описание средств, приборов, оборудования и методики проведения экспериментов по исследованию механических свойств трахеи животного и эндопротеза 2.6. Методы исследования

ГЛАВА III. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТРАХЕИ ЖИВОТНОГО И

ЭНДОПРОТЕЗА

ГЛАВА IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ

ЗАМЕЩЕНИИ ДЕФЕКТОВ ТРАХЕИ РАЗЛИЧНОГО ОБЪЁМА

ЛАВСАНОВЫМ ПРОТЕЗОМ В ТКАНЯХ ЖИВОТНОГО

- Серия №1 (моделирование окончатого дефекта трахеи животного 1,51,5 см) - Серия №2 ( замещение дефекта хрящевых полуколец трахеи животного 41,5 см) - Серия №3 (замещение циркулярного дефекта трахеи животного 1,5 см)

ГЛАВА V. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ

ЗАМЕЩЕНИИ ЦИРКУЛЯРНЫХ ДЕФЕКТОВ ТРАХЕИ

РАЗРАБОТАННЫМ СЕТЧАТЫМ ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫМ

ПРОТЕЗОМ - Серия №1 (2 недели экспозиции протеза в тканях животного) - Серия № 2 (4 недели экспозиции протеза в тканях - Серия №3 (8 недель экспозиции протеза в тканях

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В настоящее время отмечается тенденция к увеличению случаев длительной ИВЛ, что сопряжено с развитием уровня реанимационного жизнеобеспечения [9, 32, 35, 36, 41, 59]. На третьи сутки ИВЛ в хрящевых полукольцах трахеи наблюдаются секвестрации, некроза, следствием этих патологических процессов является потеря хрящами опорной функции, что в дальнейшем приводит к сужению просвета трахеи [77, 94, 148]. Частота возникновения рубцового сужения трахеи после проведения реанимационных мероприятий, сопровождающихся длительной ИВЛ, а в дальнейшем и трахеостомией, по данным разных авторов, составляет от 1 до 20% [16, 38, 44, 69, 75, 144, 152].

При трахеостомии, особенно повторной, сопровождающейся нагноением окружающих тканей с гнойным расплавлением трахеальных хрящей, образуются большие дефекты стенки трахеи [72, 126, 142, 143, 191].

ограничивает его социальные возможности и приводит к инвалидизации [74, 101, 155, 166, 178, 179, 195].

ранговые места среди причин смертности населения России (12,5%), также могут являться причиной сужения просвета трахеи и вести к формированию обширных е дефектов [2, 4, 8, 11, 14, 19, 20, 24, 49, 54, 58, 66, 67, 83, 84, 87, 89, 95, 107, 131, 138, 139, 140].

стенозами трахеи являются радикальные и паллиативные операции [7, 13].

Результатом паллиативных операций является дилятация просвета органа и поддержание его просвета [10, 15, 42].

Лучшие анатомические и функциональные результаты лечения стенозов трахеи достигаются проведением радикальной резекции стенозированного участка трахеи с формированием прямого анастомоза «конец в конец» [12, 37, 76, 80, 81, 82].

Однако такое вмешательство производится преимущественно при ограниченных по протяженности стенозах и небольших дефектах трахеи [88]. Сама операция сопряжена с повышенным риском развития тяжелых гнойных осложнений и несостоятельности швов анастомоза, трахеостомы и гнойного трахеобронхита [47, 48]. В исследованиях некоторых авторов установлено, что формирование прямого анастомоза трахеи возможно лишь при длине резецируемого участка менее 30% от е длины, что может быть выполнено при сегментарном стенозе или непротяженной форме воронкообразного сужения [33, 57].

При обширных дефектах трахеи и склеротических изменениях е стенки такие восстановительные операции с формированием анастомоза технически невозможны [39, 50, 51]. Для восстановления непрерывности дыхательной трубки и е функции прибегают к реконструктивнопластическим операциям [40].

исключительно высокой социально-экономической значимостью [6, 17, 23, 34, 68, 91].

Следует отметить, что использование аутотканей для замещения обширных дефектов трахеи, а также аллопластика, не нашли широкого применения в современной реконструктивной хирургии трахеи. В настоящее время не существует синтетического протеза для замещения обширных дефектов трахеи.

восстановительной хирургии полых органов шеи, по-прежнему отсутствует способ, материал и протез для замещения обширных дефектов трахеи. Данная проблема имеет также большое социальное значение, так как основной контингент подобного рода пациентов – это люди трудоспособного возраста.

Цель настоящего исследования: разработать конструкцию нового эндопротеза и на основе экспериментального исследования реакции тканей стенки трахеи обосновать возможность двухэтапного замещения обширных циркулярных дефектов.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Изучить в эксперименте на животных динамику клинических и морфологических изменений в области лавсанового протеза при моделировании дефектов трахеи различного объма.

2. Разработать конструкцию протеза на основе полипропиленовой нити, изучить его механические характеристики в сравнении с трахеей экспериментального животного.

Изучить динамику формирования соединительнотканной капсулы вокруг протеза при экспозиции его в тканях шеи животного.

4. Изучить в эксперименте на животных динамику клинических и морфологических изменений стенки разработанного протеза трахеи при двухэтапной его имплантации для замещения циркулярных дефектов трахеи.

5. Изучить характер изменений лгких экспериментальных животных при замещении дефектов трахеи лавсановым и разработанным протезом.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые проведено сравнительное изучение реакции тканей стенки трахеи на замещение лавсановыми протезами дефектов различного объма. Предложена двухэтапная операция по замещению дефекта трахеи, одним из этапов которой является предварительная экспозиция разработанного полипропиленового протеза в тканях шеи животного. Получены новые данные о реакции тканей стенки трахеи на двухэтапную имплантацию вновь разработанного полипропиленового протеза. Впервые доказаны возможность и необходимость создания соединительнотканной основы в стенке протеза для последующего заселения клетками многорядного реснитчатого эпителия дыхательных путей.

механических характеристик трахеи лабораторных животных и механических свойств разработанного протеза.

экспериментальном обосновании возможности двухэтапного замещения больших по протяженности циркулярных дефектов стенки трахеи синтетическими протезами с сохранением каркасных свойств и способности проводить воздух в нижележащие отделы дыхательной системы. На практике подтверждена гипотеза возможности создания условий для заселения большой по площади поверхности эндопротеза клетками многорядного реснитчатого эпителия.

Проведенные исследования помогут дать комплексную оценку усовершенствованный способ замещения дефектов трахеи в сочетании с вновь разработанным полипропиленовым протезом, уменьшит количество осложнений и улучшит качество жизни пациентов в отдалнном послеоперационном периоде.

диссертации опубликовано 11 работ, 5 из которых в изданиях, определенных ВАК РФ. Имеется 1 свидетельство на патент Российской касающейся темы диссертации. Основные положения и выводы внедрены в учебный процесс кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии и кафедры гистологии, эмбриологии, цитологии ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедры общей хирургии ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И.Разумовского» Министерства здравоохранения Российской Федерации. Результаты работы были использованы для выбора оптимального материала и обоснования промышленного производства нового протеза для восстановительной хирургии на ООО «Линтекс» (г. Санкт-Петербург). Материалы диссертации используются на практических занятиях на кафедре теоретической механики и мехатроники ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет».

Личный вклад автора. Лично автором составлены план и дизайн исследования, проведен анализ литературы по теме диссертации, лично биологических тканей, проводились морфологические исследования.

Диссертант самостоятельно обрабатывал, анализировал и обобщал морфологические и инструментальные данные, полученные в условиях литературными данными результаты собственных исследований. Доля автора в совместных публикациях по теме диссертации, в том числе в изданиях, определнных ВАК, составила 85-95%. Вклад автора является определяющим и заключается в непосредственном участии на всех этапах исследования.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы. Изложена на 144 страницах машинописного текста, иллюстрирована 17 таблицами и 87 рисунками, включающими диаграммы, графики и микрофотографии. Указатель литературы содержит 196 источников, из них 152 – отечественных и иностранных авторов.

Апробация работы. Материалы диссертационного исследования докладывались на 75-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых учных с международным участием: Молоджная наука и современность, посвященная 75-летию КГМУ (Курск, 2010); X Всероссийской университетской научно-практической конференции молодых учных по медицине (Тула, 2011); 77-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых учных с международным участием:

Молоджная наука и современность (Курск, 2012); 78-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых учных с международным участием: «Молоджная наука и современность», посвященная 78летию КГМУ и 80-летию со дня рождения члена-корреспондента РАМН проф. А.В.Завьялова (Курск, 2013); 79-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых учных с международным участием:

«Молоджная наука и современность», посвященная 79-летию КГМУ (Курск, 2014).

Положения, выносимые на защиту.

1. Одноэтапное применение лавсанового протеза для замещения дефектов хрящевых полуколец трахеи у всех животных приводит к деформации и стенозу протеза; хронический воспалительный процесс тормозит формирование соединительнотканной капсулы и слизистой оболочки протеза трахеи; в отдалнные сроки у части животных наблюдается его отторжение.

2. Разработанный нами сетчатый полипропиленовый протез с возможность замещения циркулярного дефекта любого диаметра трахеи.

характеристикам трахеи животного.

4. При 8-и недельной экспозиции протеза в тканях шеи животного соединительнотканная капсула, состоящая из более зрелой плотной волокнистой соединительной ткани, обеспечивающая устойчивый каркас, герметичность и условия для эпителизации внутренней поверхности протеза.

5. Двухэтапное замещение дефектов трахеи подготовленным наблюдения, что предупреждает развитие лгочных осложнений.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Реконструктивные операции на трахее Развитие реконструктивной хирургии трахеи включает два основных направления — совершенствование хирургической техники и предупреждение осложнений, а также профилактику стенозирования в раннем и позднем послеоперационном периодах [18, 21, 43, 45, 55, 95, 98, 116, 133, 149, 168, 170, 171, 185, 190, 197, 198].

Существующие виды реконструктивных операций в зависимости от характера патологического процесса и тактики хирургического лечения, делят на две основные группы: временную и постоянную.

Основными типами хирургического вмешательства являются радикальные и паллиативные операции [61, 70, 90, 127, 150, 157, 158, 169, 173, 175, 183, 186].

Наиболее распространенным паллиативным лечением стенозов и дефектов трахеи является разработанный А.Ф. Ивановым способ, основанный на дилатационном методе, который во многих случаях остается единственным способом лечения данной патологии в настоящее время.

Менее опасным и простым является эндоскопическое удаление грануляций и фиброзной ткани, суживающих просвет трахеи [30, 73, 79, 92, 118,, 120, 122, 137, 189]. Производят иссечение стенозирующей трахею фиброзной ткани, электрическую и лазерную коагуляцию, бужирование трахеи для восстановления е просвета [52, 71, 119]. Но этот метод лечения применим преимущественно на ранних стадиях развития стеноза трахеи [97, 104, 136, 145, 197]. Главный же недостаток эндоскопических вмешательств обычно развиваются рестенозы трахеи [109, 112, 117, 146].

иссечение патологически изменнного участка, что в дальнейшем ведет к необходимости замещения образующихся дефектов [53, 93]. Дефекты трахеи могут быть окончатыми и циркулярными, малыми и большими [167]. При обширных дефектах трахеи, вследствие радикального хирургического лечения и травматического повреждения трахеи, для восстановления целостности органа прибегают к реконструктивнопластическим операциям с использованием дополнительных материалов [99, 100, 110].

В соответствии с принятой в 1967 году международной терминологией выделяют несколько видов пластики:

1. Аутопластика (использование тканей, взятых в пределах организма реципиента).

2. Аллопластика (использование тканей, взятых в организме одного с организмом реципиента вида).

3. Ксенопластика (использование тканей, взятых в организме иного, чем организм реципиента, вида).

4. Эксплантация или имплантация (применение небиологических тканей).

5. Комбинированная пластика (сочетанное использование биологической и небиологической ткани).

В качестве материала для аутопластических операций на трахее различными авторами использовались такие материалы, как кожа, аутотрансплантат, сегменты толстого и тонкого кишечника, твердая мозговая оболочка [114, 121, 151, 163]. Недостатком таких оперативных вмешательств является отсутствие адекватного кровоснабжения трансплантата, что приводит к его некротическим изменениям.

Использование хрящевых трансплантатов в реконструктивной хирургии трахеи, по мнению Паршина В.Д., пользуется наибольшей популярностью. При этом возможны явления регенерации, постепенное замещение трансплантата тканью того же вида, гибель трансплантата, его рассасывание и замещение рубцовой тканью.

В случае замещения дефекта трахеи аутотрансплантатом на сосудистой ножке выполнялись дополнительные микрохирургические вмешательства с формированием анастомоза с веточками сонной или лицевой артерии, при этом в раннем послеоперационном периоде отмечались удовлетворительные результаты [78, 102, 103]. В дальнейшем фиксировалось прогрессирующее сужение просвета трахеи за счт разрастания соединительной ткани или деформации трансплантата из-за недостаточной каркасной функции [106]. Все это приводило к нарушению дренажной функции, развитию хронического воспаления в лгких и в конечном итоге к летальному исходу.

Теоретически для аутопластики окончатых дефектов наиболее оправданно использование трахеального или бронхиального лоскута, а также бронхиальной «заплаты» на ножке [134, 153]. Учитывая их малый размер, необходимость забора материала из соседних отделов трахеи или бронха, а также плохую устойчивость к инфекции, применение этих трансплантатов получило ограниченное распространение.

В настоящее время свободную кожу, широкую фасцию бедра, стенку вены или пищевода практически не используют в связи с тем, что эти лоскуты не имеют достаточной ригидности и лишены кровоснабжения, подвержены дегенерации и некрозу [164]. Результатом этого является разрастание соединительной ткани, возникновение рестеноза трахеи, возможно пролабирование лоскута в просвет дыхательных путей.

В целях улучшения ригидности этих тканей в них имплантировали различные синтетические материалы: стекло, стальные, титановые, серебряные пластины, а также силикон, марлекс, пластмассу и т.д. Но, несмотря на проводимые меры, в отдалнные сроки происходил избыточный рост грануляций, возникали пролежни и кровотечения. В результате имплантаты удаляли.

Использование свободных каркасных аутотканей в виде участка инфекционных осложнений со стороны неваскуляризированного и лишнного эпителиального покрова трансплантата [123, 154, 175, 176, 180, 182, 196]. В основном эти операции применяются в педиатрической экспериментальный характер и применяются на животных [177].

окружности) использовались аутоткани, армированные спиралью из серебра или нержавеющей стали [65, 113, 130]. Такие способы пластики зачастую заканчивались деформацией и стенозом трахеи. В связи с этим в качестве каркаса стали использовать сетки из жсткого материала, например, металла, пластмассы, а также из упругих биологических тканей.

В своих работах Swift и соавт. показывает, что в сравнении фасциального лоскута, укреплнного аутохрящевыми рберными предпочтительными результаты оказались в первом случае, так как во втором — отмечалось прорезывание танталовой сетки через фасцию.

Несмотря на то, что результаты пластических операций при замещении окончатых дефектов трахеи аутотрансплантатами считаются относительно благоприятными, клинический опыт доказывает, что этот способ лечения чреват различными осложнениями, связанными с образованием грануляций, нарушением эпителизации протезированного участка трахеи и стенозированием, гнойными осложнениями, кровотечением, отторжением и миграцией трансплантата.

Для замещения обширных циркулярных дефектов дыхательной трубки различными авторами в качестве аллопластического материала использовались консервированные и лиофилизированные препараты трахеи с дополнительным армированием или без него [26, 27, 28, 29, 60, 85, 86, 135, 159]. Подобные эксперименты не увенчались успехом из-за развития таких осложнений, как хронические воспалительные процессы трахеи, развитие грануляционной ткани и обструкции верхних дыхательных путей. Серьзными осложнениями при данном виде хирургических вмешательств могли быть перфорации и аррозивные кровотечения. Принципиальной особенностью аллотрансплантатов является их антигенная активность, что приводит к развитию иммунной реакции организма и осложнений в послеоперационном периоде.

аллотрансплантат были выполнены попытки использования иммуносупрессивных препаратов, денервации селезнки, спленэктомии и комбинации этих методов [128, 181, 194]. Ни в одном эксперименте аллотрансплантата трахеи.

И.М. Бондарь (1973) использовал для закрытия окончатых дефектов трахеи аллотрахею, консервированную в 0,5% растворе формалина. Было установлено, что при данном виде оперативного вмешательства происходит не только восстановление проходимости органа, но и сохранение каркаса и регенерации эпителия со стороны просвета. Положительный результат автор связывает со снижением антигенных свойств аллотрансплантата при воздействии раствора формалина.

Ещ одним направлением в изучении способов замещения окончатых дефектов трахеи стало использование неоднородных алло- и ксенотрансплантатов, таких как фрагмент нижней полой вены, консервированный в цитратной крови, консервированная фасция, депротеинизированная твердая мозговая оболочка, консервированный мышечно-рберно-плевральный аллотрансплантат [128, 129]. В результате этих исследований наблюдалось сужение просвета трахеи в месте протезирования. Кроме того, при замещении обширных дефектов необходимо укреплять трансплантат танталовой или нейлоновой сеткой.

Применение биологических протезов и донорской трахеи без сохранения е полноценного кровоснабжения сопряжено с высоким риском развития послеоперационных осложнений и не может быть рекомендовано для использования в клинической практике [160, 161, 165, 184, 187].

Трансплантация трахеи в различных вариантах в настоящее время медицинскую практику [156, 172, 174]. Однако первые успехи пересадки трахеощитовидного комплекса, при которой реваскуляризация трансплантата осуществляется через сосуды щитовидной железы, позволяет усовершенствовать данную методику и проводить дальнейшее экспериментальное изучение возможности трансплантации трахеи и обоих лгких единым комплексом. В настоящее время в клинике при остеопластической трахеобронхопатии в терминальной стадии существует потребность в таких операциях, так как раздельная пересадка этих органов не принест желаемого результата.

Следует отметить, что, несмотря на высокую биологическую совместимость, замещение дефектов аутотканью при отсутствии питающей сосудистой ножки практически всегда заканчивалось безрезультатно ввиду того, что происходил лизис аутотрансплантата с формированием грубой соединительной ткани, стенозирующей просвет трахеи [162, 192, 193].

материалом для замещения обширных окончатых дефектов трахеи считаются собственные ткани организма, в частности аутотрахея и бронхи, но риск развития рецидива злокачественных новообразований, ограниченность размеров пересаженного участка, а также низкая регенерация хрящевой ткани и недостаточное кровоснабжение трансплантата ограничивают применение этих тканей в клинической дополнительным объмом оперативного вмешательства и возможными осложнениями. В случае гибели трансплантата возникает необходимость повторного взятия материала. Использование гомологичных тканей, например хряща, не всегда возможно из-за малого числа так называемых «тканевых банков».

целесообразно только при незначительных е дефектах. Общеизвестно, что при обширных дефектах необходимо дополнительное укрепление жсткими конструкциями, что, в свою очередь, усложняет техническое выполнение операции и в конечном итоге может привести к осложнениям в послеоперационном периоде.

аллотрансплантатами показали, что использование биологических тканей нецелесообразно, поскольку они подвержены резорбции и замещению фиброзной тканью, что приводит к стенозированию протезированного участка трахеи. В результате происходящих аутолитических процессов ткань трахеи постепенно замещается на рубцовую, в конечном итоге возникает рецидив стеноза.

Безуспешные результаты исследований по замещению дефектов трахеи биологическими тканями определили поиск и создание новых пластических материалов синтетической природы, обладающих наименьшей антигенной активностью, с помощью которых возможно будет производить менее травматичное восполнение недостающих структур и проводить коррекцию рубцово-фиброзного процесса.

Все протезы трахеи представляют собой трубчатые конструкции, предназначенные для связи организма с окружающей средой и обеспечивающие дыхательную и голосообразующую функции. Все виды протезов можно разделить на съмные (многоразового использования) и постоянные, которые фиксируются в просвете полого органа и извлекаются после окончания лечения. В качестве материалов для замещения дефектов трахеи в различные годы использовались неорганические вещества, а также их комбинации с биологическими тканями [56, 115].

С развитием физики, химии, биохимии в реконструктивной хирургии трахеи стали использоваться такие материалы, как красный каучук, акрилаты, пластмасса, тефлон, стиакрил и др. [3, 46].

В случае имеющегося дефекта трахеи в двух плоскостях В.А.

Целищев и др. успешно применяли протез из никелидтитанового сплава, обладающего памятью формы. Из его достоинств были отмечены адекватная трахее каркасная функция, инертность, способность принимать приданную ему форму при температуре тела человека.

Конструкция представляет собой 4-х угольную перфорированную, согнутую под углом 70-80 град. пластину постоянной толщины 0,6мм.

При этом протез изготавливался заранее в полном соответствии с удаляемой частью трахеи [124].

Непрекращающийся поиск материала для пластики дефектов гортани и трахеи определил преимущество Т-образной трубки из силикона [147].

Применение е в клинике показало высокую биологическую инертность материала, а так же хорошие результаты операции, эффективность и безопасность данной методики [58, 62].

Выпускаемые в США фирмой «Dow Corning» с середины 60-х годов и в СССР с конца 80-х годов дыхательные трубки из силиконовой резины с фиксационными манжетами, соответственно, из дакронового велюра и лавсанового полотна после экспериментальной апробации с определенным успехом используются в клинике [125]. Однако и их конструкция имеет ряд недостатков (ограниченность фиксации, непрорастание стенок соединительной тканью и др.), требующих дальнейшего совершенствования данной методики. Разработанные протезы не решают проблемы замещения обширных дефектов трахеи и главного бронха, возникающих вследствие пульмонэктомии с резекцией бифуркации трахеи, выполненной, как правило, по поводу рака легкого.

Большее распространение получил марлекс. Использованию марлекса в востановительных операциях способствовали такие его качества, как инертность к тканевым жидкостям, отсутствие выраженной воспалительной реакции, а также память формы. Однако, по данным В.Г.

Зенгера, лишь прорежение на 1/2-2/3 марлексовой сетки можно использовать в качестве каркаса для замещения дефекта трахеи.

В клинической практике предпринимались попытки создания стенок гортани и трахеи, используя пластинки НМАСС-12, капроновую сетку, тантал, полипропилен. Анализ отдаленных результатов наблюдений от 2-х до 15-ти лет показал отторжение материалов в связи с развитием воспалительного процесса и нагноения.

травмирования слизистой приводит к постоянному формированию грануляционной ткани и стенозированию трахеи, а также осложняется пролежнями, кровотечениями, перфорацией, гнойно-воспалительными процессами, формированием трахеопищеводных свищей [63].

Для достижения положительных результатов при протезировании дефектов трахеи синтетическими протезами необходимо выполнить три основные задачи:

1. Учитывать не только химические, но и физико-механические характеристики трансплантата в зависимости от места и цели его применения в организме.

2. Мобилизовать возможности организма к регенерации и компенсации функций.

3. Направить процессы регенерации в нужное русло и защитить формирующиеся ткани от воздействия агрессивных сред.

Следует подчеркнуть необходимость индивидуального протезирования и учета компенсаторных реакций у пациента, которые вырабатываются при помощи проводимой специальной терапии на функциональной основе, а также различных медикаментозных средств и физических методов лечения.

Обязательными требованиями, предъявляемыми к протезам, должны быть: отсутствие токсичности, их инертность к внутренним средам организма, а также достаточная эластичность. Немаловажная роль принадлежит высокой самоочищаемости.

В связи с тем, что использование трубчатых протезов для замещения дефектов трахеи оказалось неудачным, поиски оптимального способа и материала для реконструкции трахеи были направлены на испытание сетчатых протезов, а также их комбинаций с биологическими тканями.

В настоящее время сетчатые протезы нашли широкое применение в ненатяжной герниопластике. Причиной выбора именно этого способа является способность сетчатого протеза прорастать собственной тканью.

Сочетание сетчатого протеза и вновь сформированной соединительной ткани является оптимальным вариантом замещения дефектов брюшной стенки в силу своих каркасных свойств и низкой антигенной активности [22].

Протезы различаются по материалу, из которого они состоят (полипропилен, полиэфиры, политетрафторэтилен и др.), характеру используемого материала, толщине, текстуре, характеру поверхности, прозрачности и электропроводным качествам, по величине пор или ячеек [31].

Наиболее распространнными в настоящее время материалами политетрафторэтилена, поливинила, полиамида, полиэфира, полиглактина 910, полигликолевой кислоты [132].

Сетки из политетрафторэтилена (РТРЕ, Соrе-Тех) отличаются от других протезов минимальным размером ячеек и имеют вид плнок.

После имплантации плнка не прорастает соединительной тканью и прочно не фиксируется. Размер ячеек (20-25 мкм) способствует попаданию в них микроорганизмов (размер стафилококка — 1 мкм), в то же время делает невозможным проникновение макрофагов (диаметр 18- характеристики приводят к низкой устойчивости трансплантата к инфекции из-за значительного затруднения фагоцитоза внутри протеза, при инфицировании сетка должна незамедлительно удаляться. Чтобы промышленность начала выпускать сетки с большими ячейками. В последнее десятилетие активно производятся так называемые двойные сетки, у которых с одной стороны микропоры до 3 мкм, а с другой — интраперитонеальном его размещении. Хотя механическое испытание результаты, с годами появляются признаки биодеградации материала [132].

Полиэфиры, вследствие своей конструкции из полифиламентных нитей, являются очень лгкими и гибкими.

изготовленные из монофиламентных нитей. Подобная полиэфиру волнистости и складчатости имплантата, скопление серозной жидкости возникновении нагноения раны удаляться не должен.

Для определения пригодности той или иной сетки важными также являются такие текстильные параметры, как прочность на разрыв при растягивании, величина пор, степень восстановления исходной формы материала после его сжатия, прочность на разрыв, прочность в шве, а также эластичность и жсткость.

Сетчатые протезы, используемые для замещения дефектов трахеи, противостоять инфекции трахеобронхиального дерева, которой приходится уделять особое внимание в связи с крайней устойчивостью госпитальной микрофлоры, иметь эпителиальную выстилку, которая может служить барьером, сходным с интактной слизистой дыхательного пути.

В целях повышения герметичности сетчатых протезов на первом этапе их имплантировали в большой сальник, между кожей и фасцией бедра, покрывали гемостатической губкой, затем герметизировали при помощи коллагенового материала и фибринового геля.

Использование сетчатых протезов в сочетании с ауто- и аллотканями для восстановления участка трахеи, как правило, осложняется пролежнями, кровотечениями, перфорацией, формированием трахеопищеводных свищей, гнойно-воспалительных процессов.

Следует отметить, что данные способы замещения циркулярных дефектов трахеи имеют серьзные недостатки. Отмечается низкая биологическая совместимость, недостаточная ригидность и упругость синтетических материалов, сложность техники применения и конструктивные недостатки, недостаточная герметичность и отсутствие эпителия со стороны просвета трахеи. Все это приводит к развитию в послеоперационном периоде осложнений в виде деструкции синтетического материала, локального воспаления, паратрахеальных трахеобронхиального дерева, разрастания грануляционной ткани. При проведении хирургического вмешательства по данной методике возможны миграция протеза, возникновение трахеопищеводных свищей, пневмоторакса, а также профузного аррозивного кровотечения из плечеголовной артерии.

В целях получения положительных результатов, а также учитывая результаты проведенных в последние годы исследований, протезы трахеи должны быть герметичны, биологически совместимы с тканями реципиента, иметь способность к стерилизации и прорастанию собственными тканями и эпителизации со стороны просвета трахеи.

Важным моментом для протеза является его способность обладать адекватной каркасной функцией, а также сохранять достаточную дренажную функцию. Несмотря на то, что любой из существующих в настоящее время протезов способен в той или иной степени выполнять воздухопроводимость, в настоящее время не существует протезов, удовлетворящих всем перечисленным требованиям.

Наиболее перспективными, на наш взгляд, для замещения участка трахеи являются пористые синтетические материалы, обладающие памятью формы, способные прорастать соединительной тканью и эпителизироваться со стороны просвета трахеи.

Таким образом, для решения проблемы замещения дефектов трахеи сетчатым протезом необходимо использовать материал с низкой антигенной активностью, протез по своим физико-механическим характеристикам должен быть максимально приближен к трахее. Выбор области для предварительной имплантации позволит создать прочную соединительнотканную капсулу вокруг нитей протеза, которая придаст протезу дополнительные каркасные свойства и герметичность. Кроме того, капсула, состоящая из зрелой соединительной ткани, будет способствовать развитию многорядного реснитчатого эпителия дыхательных путей на поверхности протеза и препятствовать инфекционным осложнениям со стороны протезированного участка трахеи и лгких.

Анализ литературы показал, что наиболее распространнными в определнные преимущества, по сравнению с монолитными. В них гораздо быстрее прорастают соединительнотканные волокна, образуя более прочный каркас. При применении монолитных протезов зачастую происходит их отторжение ввиду того, что они не прорастают соединительной тканью. Указанные типы протезов отличаются между собой по применяемому материалу (полипропилен, полиэфиры, политетрафторэтилен и др.), характеру нитей (монофиламентные и полифиламентные), величине пор, электропроводным качествам, и др.

В настоящее время при хирургических вмешательствах чаще стали использовать протезы из полипропилена, политетрафторэтилена, поливинила, полиамида, полиэфира, полиглактина, полигликолевой кислоты.

политетрафторэтилена является минимальный среди всех материалов размер пор. Это не исключает попадание в них микроорганизмов, но делает невозможным проникновение макрофагов и лейкоцитов. Высокие адгезивные свойства углеродных материалов и, как следствие, высокая вероятность быстрого утяжеления состояния пациента при возникновении инфекционного процесса могут ограничивать область применения протезов из политетрафторэтилена. Они малоприменимы в трахеобронхиальнгого дерева по вышеуказанным причинам.

Важным моментом является то, что при изготовлении сетчатых протезов из полипропилена используют монофиламентные нити. С одной стороны, это способствует развитию более или менее выраженной воспалительной реакции окружающих тканей, может инициировать скопление серозной жидкости, в редких случаях после имплантации встречаются изменения протеза в виде волнистости и складчатости. Но в отличие от других материалов, полипропилен более устойчив к инфекции.

При выборе протеза весьма важным является соответствие механических характеристик аналогичным параметрам протезируемого органа. В первую очередь, это касается эластичности, жсткости протеза, реже — его прочности на разрыв, а также возможности восстановления исходной формы после его деформации. Этим условиям в большей степени удовлетворяют используемые в настоящее время протезы из таких пластических материалов, как углеродная ткань, рассасывающиеся синтетические полимеры, никелидтитановые сплавы с эффектом «памяти формы», а также протезы из полипропилена. Тем не менее, по данным ряда авторов, частота развития ранних послеоперационных осложнений после применения всех перечисленных материалов составляет до 31,8% [10, 21, 30, 46]. Это делает актуальным изучение условий, необходимых для эффективного протезирования трахеи, показаний для выбора типа протеза и вида материала протеза. Изучению этих проблем посвящается данная работа.

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование по замещению дефектов трахеи выполнено в два этапа. На первом этапе (диаграмма 1, блок I) выполняли замещение дефектов трахеи различного объма лавсановым протезом.

Диаграмма 1. Группы экспериментального исследования Одноэтапное замещение дефектов трахеи лавсановым протезом окончатого Замещение дефекта На втором этапе (диаграмма 1, блок II) дефект трахеи был замещн разработанной нами методике. Техника операции была отработана на органокомплексах трахеи, взятых у беспородных собак.

Эксперименты блока I выполнены на 27 беспородных собаках массой 10-15 кг. Распределение животных по сериям представлено в таблице 1.

Распределение животных по сериям экспериментов и срокам наблюдения при замещении дефектов трахеи различного Наименование серии экспериментов 1. Окончатый дефект передней части двух полуколец трахеи (1,51,5 см) с последующим протезированием лавсановым протезом (1-я серия) 2. Дефект двух хрящевых полуколец трахеи (41,5 см) с дальнейшим протезированием лавсановым протезом (2-я серия) 3. Циркулярный дефект трахеи (1,5 см) лавсановым протезом (3-я серия) Эксперименты блока II выполнены на 45 беспородных собаках массой 10-15 кг. Распределение животных по сериям представлено в таблице 2.

Распределение животных по сериям экспериментов и срокам наблюдения при замещении циркулярных дефектов трахеи разработанным протезом в два этапа (блок II) Наименование серии экспериментов Выбор собак в качестве экспериментальных животных обусловлен следующими причинами:

1. Относительно крупные размеры тела, по сравнению с другими лабораторными животными, а, следовательно, – большие размеры диаметра трахеи (что больше всего соответствует размерам трахеи человека). Максимальное подобие трахеи экспериментального животного трахее человека является непременным условием для моделирования оперативного вмешательства.

2. Достаточно высокое положение собаки в филогенетическом ряду, что обусловливает сходство биологических реакций организма на повреждение у собаки и человека.

2.2. Техника выполнения оперативного вмешательства Опыты проводились в соответствии с конвенцией «О защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных целях», принятой Советом Европы (Страсбург, 1986г.), и директивой Совета 86/609/еес от 24.11.86г., по согласованию законов, правил и административных распоряжений стран-участниц в отношении защиты животных, используемых в экспериментальных и других научных целях.

Перед введением в эксперимент все животные находились на двухнедельном карантине в экспериментально-биологической клинике (виварий), в течение которого были сформированы экспериментальные группы, рандомизированные по полу и весу.

В день выполнения оперативного вмешательства корм собакам не давали. За 30 минут до введения в наркоз проводилась премедикация.

По истечении этого времени собаку фиксировали за лапы на специальном операционном столе в положении лжа на спине.

Волосяной покров в области оперативного вмешательства удаляли при помощи безопасного лезвия, закреплнного в станке. Далее животное вводили в наркоз с помощью воздушно-эфирной смеси, подаваемой через маску. Операционное поле двукратно обрабатывали 1% раствором йодопирона, однократно – 95% раствором этилового спирта и укрывали стерильным операционным бельм.

Блок I. Производили разрез кожи длиной 5 – 7 см по средней линии шеи, мобилизовали трахею, после чего моделировали дефекты трахеи различного объма и замещали их лавсановым протезом. Полость раны промывали растворами антисептиков. Выполняли тщательный гемостаз.

Послойно ушивали рану.

Блок II. На первом этапе производили разрез кожи длиной 5 – 7 см по средней линии шеи, тупым и острым способом мобилизовали трахею.

Устанавливали вокруг трахеи разделительную плнку, сверху которой устанавливали протез.

На втором этапе (через 2, 4 и 8 недель) производили разрез кожи 7 – 8 см по средней линии шеи с иссечением послеоперационного рубца.

После вскрытия внутришейной фасции мобилизовали интактные проксимальный и дистальный участки трахеи. Извлекали плнку и выполняли циркулярную резекцию участка трахеи, расположенного под подготовленным протезом. Формировали анастомозы между протезом и проксимальным и дистальным концами трахеи. Полость раны промывали растворами антисептиков. Выполняли тщательный гемостаз.

Послойно ушивали рану.

Сразу после операции и перед выводом из эксперимента всем животным выполняли трахеоскопию на предмет состоятельности анастомозов при помощи эндоскопической видеосистемы ЭЛЕПС НПФ, ООО (Россия).

Животных выводили из эксперимента в установленные сроки (таблица 1, 2) методом передозировки эфира масочным способом, после предварительной премедикации.

2.3. Техника выполнения операции по замещению дефектов трахеи Эксперименты выполнены в трех сериях опытов: в первой — моделировали окончатый дефект передней части двух полуколец трахеи (1,51,5 см) с последующим протезированием лавсановым протезом, протез фиксировали простыми узловыми атравматическими швами к кольцевидной связке (рис. 1 а, б).

Во второй серии моделировали дефект двух хрящевых полуколец трахеи (41,5 см) с сохранением мембранозной части. Лавсановый протез фиксировали к мембранозной части трахеи обвивным непрерывным атравматическим швом с обеих сторон (рис. 2 а, б) и простыми узловыми атравматическими швами к кольцевидной связке (рис. 3 а, б).

Рисунок 1. Замещение окончатого дефекта трахеи лавсановым протезом. а – схема, б – фото. 1 – лавсановый протез.

Рисунок 2. Фиксация лавсанового протеза к мембранозной части трахеи. а – схема, б – фото. 1 – мембранозная часть трахеи, 2 – лавсановый протез.

Рисунок 3. Фиксация лавсанового протеза к кольцевидной связке трахеи. а – схема, б – фото. 1 – лавсановый протез.

В третьей серии опытов моделировали циркулярный дефект двух полуколец (1,5 см). Лавсановый протез фиксировали к мембранозной части проксимального и дистального концов трахеи обвивным непрерывным атравматическим швом (рис. 4 а, б) и простыми узловыми атравматическими швами к кольцевидной связке (рис. 3 а, б).

Рисунок 4. Фиксация лавсанового протеза к мембранозной части трахеи. а – схема, б – фото. 1 – мембранозная часть трахеи, 2 – лавсановый протез.

Сразу после операции проводили трахеоскопию и динамическое наблюдение за животными. Через 2, 4, 8 недель после операции животных выводили из эксперимента.

2.4. Техника выполнения операции по замещению циркулярного дефекта трахеи разработанным сетчатым полипропиленовым Совместно с фирмой ООО «Линтекс» (г. Санкт-Петербург) были разработаны протез для замещения циркулярных дефектов трахеи и техника выполнения оперативного вмешательства.

Протез представляет собой часть полипропиленового сетчатого полотна. Формоустойчивость обеспечивает комбинированное переплетение, при этом остовы петель образованы из двух систем нитей.

Цельновязаные края, образованные замкнутыми петлями из одной системы нитей, позволяют исключить операцию раскроя полотна, тем самым предотвращают осыпание фрагментов нитей и придают устройству атравматичность и мягкость. Дополнительно протез укреплн меандровой полипропиленовой спиралью.

Термическая обработка при температуре 150-160°С в течение 10- минут закреплнного на политетрафторэтиленовой оправке устройства обеспечивает ему устойчивую трубчатую форму.

Основные характеристики устройства для замещения циркулярных дефектов трахеи приведены в таблице 3.

Характеристики разработанного протеза для замещения Плотность вязания по горизонтали, пет./см 4- Расстояние между выступающими наружу петлями, мм 2,0-2, Расстояние между рядами выступающих наружу петель, мм 8,0-10, Разделительная плнка из полипропилена толщиной 0,05-0,07 мм.

Проведены 3 серии опытов по замещению циркулярных дефектов трахеи подготовленным протезом в 2 этапа. На первом этапе устанавливали вокруг трахеи разделительную плнку, сверху которой устанавливали протез (рис. 5 а, б; 6 а, б). На втором этапе замещали циркулярный дефект трахеи подготовленным протезом. В 1-й серии:

экспозиция протеза – 2 недели; во 2-й серии: экспозиция протеза – недели; в 3-й серии: экспозиция протеза – 8 недель.

Рисунок 5. Установка разделительной плнки вокруг трахеи. а – схема, б – фото. 1 – разделительная плнка.

Рисунок 6. Установка протеза вокруг разделительной плнки. а – схема, б – фото. 1 – разделительная плнка, 2 – протез.

При выполнении второго этапа (через 2, 4 и 8 недель), после оперативного доступа извлекали разделительную плнку и выполняли циркулярную резекцию участка трахеи, расположенного под протезом (рис. 7 а, б). Формировали анастомозы между подготовленным протезом и проксимальным и дистальным концами трахеи (рис. 8 а, б). Всех животных выводили из эксперимента через 1, 2, 4 недели после замещения циркулярного дефекта трахеи подготовленным протезом.

Рисунок 7. Извлечение разделительной плнки и резекция участка трахеи. а – схема, б – фото. 1 – протез, проросший собственными тканями, 2 – резецированный участок трахеи.

Рисунок 8. Формирование анастомозов между подготовленным протезом и неизменнными проксимальным и дистальным концами трахеи. а – схема, б – фото. 1 - неизменнные проксимальный и дистальный концы трахеи, 2 – протез, проросший собственными тканями.

2.5. Описание средств, приборов, оборудования и методики проведения экспериментов по исследованию механических свойств экспериментальных исследований – испытания на растяжение в осевом направлении и испытания на сжатие в радиальном направлении. Под «испытаниями на растяжение в осевом направлении» здесь и далее понимаем экспериментальное исследование, целью которого является получение данных об изменении геометрических свойств образца при воздействии на него силы в осевом направлении, в том числе изучение остаточных деформаций. Под «испытаниями на сжатие в радиальном направлении» здесь и далее понимаем экспериментальное исследование, геометрических свойств образца при воздействии на него силы в деформаций. В обоих случаях сила прикладывалась в виде некоторой распределнной нагрузки к участку поверхности образца.

Стенд, используемый для проведения испытаний на растяжение в осевом направлении (рис. 9), состоит из следующих элементов: станины, фиксаторов опытного образца, линейной передачи, преобразующей вращение входного вала механизма в поступательное движение исполнительного звена, на котором закреплн один из фиксаторов опытного образца, связанный с исполнительным звеном через упругий элемент. Источником вращения входного вала может быть управляемый сервопривод; также возможна ручная регулировка положения вала.

Измерение удлинения образца можно производить, используя как лазерный дальномер, закреплнный на одном из фиксаторов опытного образца, так и с помощью ручных измерительных инструментов.

Стенд, используемый для проведения испытаний на сжатие в радиальном направлении (рис. 10), состоит из следующих элементов:

станины, панели установки опытного образца, линейного электропривода, блока управления электроприводом. На штоке электропривода установлена контактная панель, перемещение которой деформирует опытный образец. В качестве линейного электропривода используется мехатронный модуль, в состав которого входят электродвигатель постоянного тока, шарико-винтовая передача и концевые выключатели. Управление электродвигателем осуществляется с помощью драйверной схемы, управляемой микроконтроллером.

Рисунок 9. Фотография стенда, используемого для проведения испытаний на растяжение в осевом направлении; стрелкой показано место закрепления испытуемого образца. 1 – линейная передача, 2 – фиксаторы опытного образца, 3 – станина.

Рисунок 10. Фотография стенда, используемого для проведения испытаний на сжатие в радиальном направлении; стрелкой показано место закрепления испытуемого образца. 1 – контактная панель, 2 – линейный электропривод, 3 – направляющие, 4 – станина.

В обоих стендах усилие, создаваемое электроприводами, прикладывалось к некоторому упругому элементу заранее заданных свойств, который был связан с одним из фиксирующих элементов или контактной панелью. Фиксация изменений геометрических свойств упругих элементов позволяла определить величину усилия, приложенного к опытному образцу.

Испытания каждого образца на растяжение в осевом направлении проводились в 3 этапа. На первом этапе образец фиксировали с помощью фиксирующих элементов, при этом механизм приводится в положение, когда упругие элементы оказываются недеформированными.

На втором этапе исполнительное звено линейной передачи перемещается на некоторое расстояние x, что приводит к деформации как упругого элемента, так и опытного образца. Производится измерение этих деформаций. На третьем этапе исполнительное звено линейной передачи перемещается на расстояние x1 в обратном направлении, при этом измеряется остаточная деформация упругого элемента. Действия, произведнные на втором и третьем этапах, повторяются N 1 раз, причм для i-й интеграции исполнительное звено линейной передачи будет перемещаться на расстояние i x1.

Испытания каждого образца на сжатие в радиальном направлении проводились в 3 этапа. На первом этапе образец устанавливали между панелью установки опытного образца и контактной панелью, при этом механизм приводится в положение, когда упругие элементы оказываются недеформированными. На втором этапе линейный электропривод перемещает свой шток и жстко связанную с ним часть механизма на некоторое расстояние x 2, что приводит к деформации как упругого элемента, так и опытного образца. Производится измерение этих деформаций. На третьем этапе линейный электропривод перемещает свой шток и жстко связанную с ним часть механизма на расстояние в обратном направлении, при этом измеряется остаточная деформация упругого элемента. Действия, произведнные на втором и третьем этапах, повторяются N 2 раз, причем для i-й интеграции исполнительное звено линейной передачи будет перемещаться на расстояние i x.

1. Клинические методы При динамическом наблюдении в послеоперационном периоде оценивали активность животных, изменение дыхания и нарушение глотания.

При физикальном обследовании проводилось пальпаторное исследование области хирургического вмешательства на предмет наличия и степени выраженности несостоятельности кожных швов, эмфиземы, дополнительных образований (гематома, серома, абсцесс).

В качестве инструментального метода исследования проводилась трахеоскопия в послеоперационном периоде для определения состоятельности анастомозов, наличия сужений, стенозов, слизистой со стороны просвета протезированного участка трахеи.

проходимость протезированного участка трахеи, наличие деформаций, разрастание рубцовой и грануляционной ткани, выраженность воспалительного процесса в области вмешательства, наличие слизистой со стороны просвета, наличие сужений, определяли степень обструкции трахеи по классификации Cotton R.T., а также изменения со стороны лгкого.

2. Морфологические методы Для морфологического исследования иссекали участки стенки трахеи с фрагментами эндопротеза. Материал фиксировали в 10% водном растворе нейтрального (кальциевого) формалина. Заливку в парафин и микротомирование осуществляли по стандартным прописям.

Срезы толщиной 10 мкм подвергали окраске гематоксилин-эозином по общепринятым прописям [111].

После юстировки оптической системы микроскопа Leica-CME с сфотографированы интересующие участки препаратов при 100 и кратных увеличениях. На цифровых микрофотографиях по кариологическим признакам определяли соотношение разных типов клеток в грануляционной ткани, формирующейся вокруг эндопротеза.

Для объективизации формирования заключения о состоянии процесса воспаления вокруг нитей протеза мы использовали метод подсчта клеточного индекса по следующей формуле:

Клеточный индекс (КИ) = клетки резиденты – общее количество МФ, ФБ и ФЦ; клеткинерезиденты – общее количество гранулоцитов (все три вида) и моноцитов, рекрутированных в очаг воспаления.

Полученные значения трактовали следующим образом: при значениях КИ менее 0,5 состояние ткани оценивали как экссудативную фазу воспалительной реакции; 0,5 – 1,0 – переход от экссудативной стадии к пролиферативной; при значениях КИ выше 1,0 – как пролиферативную.

Рисунок 11. Оптическая система из микроскопа Leica-CME и окулярной фотонасадки DCM-510.

3. Статистические методы С целью подтверждения статистической значимости расхождений средних величин в блоке I и в блоке II нами в соответствии со стандартами ИСО 3534-3-99, а также ГОСТ Р 50779.10-2000 (ИСО 3534после определения типа распределения данных был выбран метод оценки достоверности отличий по расхождению доверительного интервала. Решение принято на основании высоких значений скоса и эксцесса графиков распределения данных, что свидетельствует о высоком отклонении от кривой Гауссова распределения. Учитывая низкую чувствительность методики определения доверительного интервала к типу распределения, а также допустимый для экспериментальных медико-биологических исследований уровень P 0,05, для подтверждения статистической гипотезы был выбран именно такой уровень значимости. Все вычисления выполнялись с помощью аналитического пакета приложения Excel Office 2010, лицензией на право использования которой обладает ГБОУ ВПО КГМУ Минздрава РФ. Уравнения аппроксимации строились с использованием пакета программ Mathcad, лицензия на который принадлежит ФГБОУ ВПО ЮЗГУ.

ГЛАВА III. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТРАХЕИ

ЖИВОТНОГО И ЭНДОПРОТЕЗА

Для исследования были взяты фрагменты трахеи собаки длиной 50мм. Во время испытания образцов на растяжение до разрыва в продольном направлении, при повышении приложенной силы от 40 до 80 Н – образцы не меняют своей длины, при этом 80 Н являет собой максимально допустимую для данных образцов нагрузку, при превышении которой образцы подвергаются необратимым механическим повреждениям (табл. 4).

(испытания на растяжение в осевом направлении образца трахеи) Номер измерения Приложенная сила, Н Полученное удлинение, м аппроксимирующую функцию, определяющую зависимость деформации образца трахеи от приложенного усилия. Данная функция имеет Используя средства математического пакета Mathcad, находили значения коэффициентов a и b уравнения (1).

Полученная аппроксимирующая функция:

С целью определения возможности возникновения остаточной деформации образца трахеи проведено исследование образцов протеза трахеи длиной 100 мм на растяжение по градиенту приложенной силы с шагом в 10 Н и измерением длины образца. Установлено, что уже с деформации (табл. 5, рис.12).

Экспериментальные данные (испытания на растяжение в осевом направлении образца протеза трахеи) Номер измерения Приложенная сила, Н Полученная деформация, м Рисунок 12. График зависимости удлинения фрагмента трахеи животного и протеза трахеи от приложенной силы, где: 1 – аппроксимация зависимости удлинения протеза трахеи от приложенной y ( x) 4 10 x 7,55 10 x ; 2 – аппроксимация зависимости удлинения образца трахеи от приложенного усилия; аппроксимация производилась При исследовании образцов трахеи длиной 50 мм на сжатие в радиальном направлении установлено, что остаточная деформация также возникает после каждого сеанса нагрузки, но график функции, описывающей этот процесс, приближается к графику линейной зависимости. Такой вывод следует из результатов наблюдений, представленных в таблице 6.

Экспериментальные данные (испытания на сжатие в радиальном направлении образца трахеи) Номер измерения Приложенная сила, Н Полученная деформация, м Похожая динамика накопления остаточной деформации установлена и при исследовании на сжатие образца протеза трахеи в радиальном направлении (табл. 7, рис. 13).

Экспериментальные данные (испытания на сжатие в радиальном направлении образца протеза трахеи) Номер измерения Приложенная сила, Н Полученная деформация, м Рисунок 13. Графики зависимости деформации образцов от усилия, приложенного в радиальном направлении (1 – для образца протеза, 2 – для образца трахеи), зависимости остаточной деформации от максимального усилия, которое было приложено к образцам до момента образования этой деформации (3 – для образца трахеи, 4 – для образца протеза). По оси абсцисс отложена приложенная сила, в Ньютонах, по оси ординат – полученная деформация в метрах.

Заключение. Несмотря на различие значений коэффициентов a и b в аппроксимирующей функции зависимости удлинения исследуемых образцов от приложенного усилия на растяжение, тип кривых для образца трахеи собаки и протеза оказывается одинаковым. Это говорит о том, что при одинаковых условиях трахея и протез будут вести себя одинаково. То есть, при повторяющихся продольных растяжениях двух сравниваемых образцов динамика накопления остаточной деформации будет приблизительно одинаковой. Тем не менее, образец протеза оказался менее эластичным, о чем свидетельствует более низкое расположение кривой на графике (рис.12).

Анализируя полученные зависимости при нагрузках на сжатие в радиальных направлениях, так же можно обратить внимание на визуальное сходство графика, полученного для образца протеза трахеи, с графиком, полученным для образца трахеи. Разновысотность кривых объясняется разными эластическими характеристиками образцов. Но следует иметь в виду, что на практике нагрузка на сжатие в радиальном направлении маловероятна, поэтому некоторыми обнаруженными отличиями физико-механических характеристик сравниваемых образцов при нагрузках на сжатие в последующих исследованиях можно пренебречь.

ГЛАВА IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ

ЗАМЕЩЕНИИ ДЕФЕКТОВ ТРАХЕИ РАЗЛИЧНОГО

ОБЪЁМА ЛАВСАНОВЫМ ПРОТЕЗОМ В ТКАНЯХ

ЖИВОТНОГО

При анализе клинической картины у животных после замещения лавсановым протезом дефектов трахеи различного объма таких осложнений, как гематома, серома, эмфизема, несостоятельность швов трахеи и абсцесс не наблюдалось. После операции все животные 1-й и 3-ей серии выжили, 3 собаки 2-й серии умерли в отдалнные сроки (через 16-20 недель после операции). Со вторых-третьих суток собаки проявляли активность. У животных 2-й и 3-й серий отмечался кашель со вторых-третьих суток после операции, который сохранялся до момента выведения из эксперимента. Характер послеоперационных осложнений и смертность животных представлены в таблице 8.

- Серия №1 (моделирование окончатого дефекта трахеи животного При трахеоскопии и макроскопии (на аутопсии) животных 1-й серии эксперимента у всех животных через 2, 4, 8 недель после операции наблюдали эпителизацию поверхности протеза со стороны просвета соединительнотканной капсулы вокруг протеза заканчивался к 14 суткам (рис. 14, 15).

Анализ послеоперационных осложнений после замещения дефектов трахеи различного объма лавсановым протезом № серии Рисунок 14. 1-я серия исследования. 14 суток после протезирования окончатого дефекта стенки трахеи. Опыт №5.

Трахеоскопия. Поверхность протеза покрыта грануляциями (стрелки).

Рисунок 15. 1-я серия исследования. 14 суток после протезирования окончатого дефекта стенки трахеи. Опыт №5. Препарат трахеи после фиксации в формалине. Поверхность протеза, покрытая эпителием указана стрелкой.

Исследование гистологических препаратов от животных 1-й серии исследования показало, что на 14-е сутки после выполнения операции по замещению окончатого дефекта стенки трахеи протез окружн капсулой, состоящей из РВСТ (рис. 16), которая имеет разный уровень пространственной организации по обе стороны протеза. Так, со стороны просвета трахеи капсула представлена РВСТ, в которой отчетливо различимо повышение плотности клеточных элементов по мере приближения к протезу. Непосредственно вокруг протеза формируется клеточный слой капсулы, в котором преобладают ФБ различной степени зрелости (табл. 9). Следует отметить, что на краях протеза, а также в местах переплетения его нитей отмечаются скопления МФ, МЦ и ГКИТ (рис. 17). Это свидетельствует о продолжающемся процессе образования (перестройки) соединительнотканной капсулы протеза.

Рисунок 16. 1-я серия исследования. 14 суток после протезирования окончатого дефекта стенки трахеи. Продольный срез стенки трахеи через зону стояния протеза. Короткими стрелками отмечена адвентициальная оболочка. Длинными стрелками – РВСТ, покрывающая протез со стороны просвета трахеи. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Рисунок 17. Фрагмент рисунка 16. Клеточный инфильтрат у нижнего края протеза. ГКИТ (указаны короткими стрелками) в окружении клеток фибробластического ряда. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

Состав клеточного инфильтрата в адлюминальной части капсулы протеза после замещения окончатого дефекта стенки к-во недель n=3 31,00±2,94 13,00±2,58 6,20±0,50 25,20±1, n=3 35,50±2,64 20,50±2,64 5,70±1,70 15,70±2, n=3 32,70±2,21 22,50±4,20 11,50±2,08 4,50±1,29 10,20±2,21 4,00±0,81 14,50±2,64 2, Примечание: 2, 4, 8 – наличие статистически значимых отличий при р0,05 с соответствующим сроком наблюдения.

На противоположной стороне протеза степень пространственной организации элементов капсулы выше. Здесь не только снижается видимая плотность клеточных элементов в клеточном слое капсулы, но и в более наружной е части можно отметить упорядочивание пучков коллагеновых волокон, которые приобретают продольное направление (рис. 16).

С увеличением срока наблюдения до 28 суток наиболее поверхности протеза: на периферии зоны окончатого дефекта поверх РВСТ, покрывающей сам протез, появляется узкая полоса вновь образованного эпителия за счт пролиферации камбиальных клеток, окружающих зону дефекта, сохранившихся участков многорядного эпителия (рис. 18).

Рисунок 18. 1-я серия исследования. 28 суток после протезирования окончатого дефекта стенки трахеи. Явление краевой эпителизации. Зона вновь образованного эпителия указана короткими стрелками. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 200.

Рисунок 19. 1-я серия исследования. 28 суток после протезирования окончатого дефекта стенки трахеи. РВСТ, покрывающая протез со стороны просвета трахеи, инфильтрирована лимфоцитами и полиморфно-ядерными лейкоцитами. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

преобладают клеточные элементы фибробластического ряда. Тем не менее, в участках, не покрытых эпителием, отмечается большое количество ПЯЛ и лимфоцитов (рис. 19, табл. 9).

Дальнейшее увеличение срока наблюдения до 8 недель не приводит к каким-либо принципиальным отличиям. Так же, как и на сроке наблюдения 4 недели, сохраняется выраженная диффузная инфильтрация РВСТ, покрывающей адлюминальную поверхность протеза ПЯЛ и лимфоцитами; соотношение типов клеток в инфильтрате несколько изменяется в сторону относительного увеличения количества макрофагов, но статистически достоверными являются лишь относительное увеличение количества ФЦ и относительное уменьшение количества НФ (табл. 9).

- Серия №2 (замещение дефекта хрящевых полуколец У всех животных 2-й серии отмечалась деформация стенки протеза, приводящая к обструкции трахеи I – II степени (табл. 10), что, по-видимому, связано с особенностью протеза (отсутствие каркаса).

Деформация протеза во всех опытах приводила к нарушению дыхания.

При трахеоскопии мы наблюдали отсутствие эпителия на адлюминальной поверхности протеза. Об отсутствии значимого слоя грануляционой ткани на поверхности протеза говорит тот факт, что даже невооруженным глазом отчетливо видна плетная структура протеза.

Указанные факты имеют место на всех сроках наблюдения – 2, 4, недель после операции (рис. 20, 21). Следует отметить, что с увеличением сроков наблюдения соответственно увеличивается степень деформации просвета трахеи. Это в ряде случаев приводило к обструкции трахеи III-IV степени (табл. 10) и смерти животных через 16-20 недель после операции.

Рисунок 20. 2-я серия исследования. 14 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Опыт № 17.

Трахеоскопия. Отсутствие эпителия на адлюминальной поверхности протеза. Деформация протеза и изменение формы просвета трахеи.

Чрные стрелки указывают на лавсановый протез, белая стрелка указывает на мембранозную часть трахеи.

Рисунок 21. 2-я серия исследования. 8 недель после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Опыт № 11.

Трахеоскопия. Протез покрыт слизью (белые стрелки), стенка протеза деформирована. Чрная стрелка указывает на мембранозную часть трахеи.

Степень стеноза трахеи при замещении дефекта е хрящевых Примечание: статистически значимые отличия отсутствуют, р0, При патологоанатомическом вскрытии трупов животных 2-й серии, умерших через 16 – 20 недель после операции, отмечается деформация трахеи в области хирургического вмешательства по типу «песочных часов». В просвете трахеи визуализируется лавсановый протез, полностью обтурирующий просвет трахеи. В просвете трахеи также определяются сгустки крови, проксимальнее и дистальнее протеза. В плевральных полостях серозно-геморрагическая жидкость с множественными некротическими очагами. Предположительная причина смерти – асфиксия вследствие обтурации просвета трахеи деформированным лавсановым протезом.

При микроскопии гистологических препаратов от животных 2-й серии исследования в блоке I обнаружено, что на 14-е сутки после выполнения операции по замещению дефекта хрящевых полуколец трахеи на границе интактной части трахеи и зоны стояния протеза находится мощный инфильтрат, распространяющийся позади протеза каудально (рис. 22).

Рисунок 22. 2-я серия исследования. 14 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Градиент нарастания плотности клеточных элементов инфильтрата в каудальном направлении показан длинной стрелкой. Короткие стрелки показывают на сохранный слой многорядного эпителия на границе стояния протеза.

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Среди клеток инфильтрата преобладают нейтрофильные лейкоциты (табл. 11). На большом увеличении отчтливо видно, что большую часть из них составляют палочкоядерные клетки (рис. 23 а, б), что говорит о высокой интенсивности экссудативной стадии септического воспаления. Несмотря на продолжающуюся миграцию клеток-нерезидентов в зону стояния протеза, выраженный отк РВСТ, слияние очагов лейкоцитарного инфильтрата и распространение его во все слои стенки трахеи, при исследовании препаратов лгких существенных изменений, свидетельствующих об их тяжлом поражении, не обнаружено. Так, в прикорневых отделах можно определить очаги повышенной воздушности лгочной паренхимы, что для этих участков нетипично (рис. 24). В то же время на периферии органа эмфизематозные очаги крупнее и перемежаются участками уплотнения лгочной ткани с пониженной воздушностью, утолщнными межальвеолярными перегородками (рис. 25). Указанный комплекс нарушением проводимости воздуха по верхним дыхательным путям.

Рис. 23. 2-я серия исследования. 14 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. а – отк РВСТ, расширение и полнокровие венозных сосудов МЦР, инфильтрация ПВСТ нейтрофилами, б - выраженный нейтрофильный инфильтрат РВСТ.

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

Состав клеточного инфильтрата в адлюминальной части капсулы протеза после замещения дефекта хрящевых полуколец к-во недель n=3 11,00±3,36 8,20±2,50 9,20±1,25 4,50±1,29 46,20±4,27 6,70±1,89 14,00±1,41 0, n=3 12,70±3,20 14,70±1,89 12,20±1,89 6,50±1,29 36,00±4,16 5,70±1,25 12,00±0,81 0, n=3 18,70±4,92 14,70±1,89 13,20±1,70 6,50±1,29 26,20±3,59 6,00±3,46 14,50±2,08 0, Примечание: 2, 4, 8 – наличие статистически значимых отличий при р0,05 с соответствующим сроком наблюдения.

Рисунок 24. 2-я серия исследования. 14 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Бронх малого калибра в прикорневом отделе лгкого. Скопление слущенных эпителиоцитов и слизи в просвете бронха. Перибронхиальные очаги повышенной воздушности лгочной паренхимы. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

Рисунок 25. 2-я серия исследования. 14 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Периферия лгкого. Очаг повышенной и пониженной воздушности органа. В местах компрессии лгочной ткани – межальвеолярные перегородки утолщены.

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

При изучении препаратов от животных после 4 недель наблюдения обнаружено, что получить срез, в котором находится протез, невозможно. Волокна протеза удаляются из среза лезвием микротома во время резки. Тем не менее, в препаратах можно оценить состояние тканей, формировавших ложе протеза (рис. 26). При исследовании пограничных с зоной стояния протеза участков стенки трахеи, включая е мембранозную часть, обнаружено, что собственная пластинка слизистой интенсивно инфильтрирована лейкоцитами, лимфоцитами и МФ (рис. 27, 28). Соотношение клеток инфильтрата представлено в таблице 11. Обращает на себя внимание статистически значимые по сравнению с предыдущим сроком наблюдения: снижение относительного количества НФ в инфильтрате и повышение относительного количества ФЦ. Многорядный реснитчатый эпителий в указанных участках стенки трахеи лишн ресничек. Эпителиальный пласт дезинтегрирован, истончается, вплоть до полного исчезновения над зоной стояния протеза.

Рисунок. 26. 2-я серия исследования. 28 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Остаточная полость от протеза видна в левой части снимка. Остатки волокнистой капсулы видны в виде оксифильного участка (указано стрелками). По всей площади снимка наблюдается выраженный лейкоцитарный инфильтрат. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Рисунок 27. 2-я серия исследования. 28 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Выраженная инфильтрация СПС лейкоцитами. Микрофото. Окраска гематоксилинэозином. Ув. 100.

Рисунок 28. 2-я серия исследования. 28 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Мембранозная часть трахеи. Лимфоциты в субэпителиальном слое СПС, между эпителиоцитами и на поверхности эпителия трахеи. Микрофото.

Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

Исследование участков стенки трахеи, лежащих в мембранозной части ближе к адвентициальной оболочке, показало, что реакция на оперативное вмешательство и последующее за этим септическое воспаление прослеживается и со стороны сосудов МЦР: уже не только капилляры и собирательные венулы представляются расширенными, но и отмечаются извилистость артериол и неравномерное утолщение их стенки (рис. 29), что свидетельствует о повышении давления в сосудах МЦР указанного бассейна (зона стояния протеза и прилегающие участки стенки трахеи). Аналогичная реакция сосудов МЦР отмечается и в строме лгких (рис. 30).

Рисунок 29. 2-я серия исследования. 28 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Мембранозная часть трахеи. Участки утолщения стенки артериолы указаны стрелками.

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

Рисунок 30. 2-я серия исследования. 28 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Поперечный срез артериолы в строме лгкого. Неравномерность толщины стенки артериолы. Утолщения показаны стрелками. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

При макроскопическом исследовании органов грудной клетки и средостения на этом сроке наблюдения обращает на себя внимание наличие у животных участков ателектаза долей лгкого (рис. 31), а также кровоизлияний. Красный цвет очагов кровоизлияний говорит об их прижизненном и недавнем по сроку происхождении, поэтому для последующего гистологического исследования были взяты все патологически изменнные участки лгких (с ателектазами и кровоизлияниями).

Рисунок 31. 2-я серия исследования. 28 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Опыт № 14.

Чрные стрелки указывают на ателектаз долей лгкого, белые стрелки – на очаги кровоизлияний.

В лгких, по сравнению с предыдущим сроком наблюдения, картина морфологических изменений значительно утяжеляется. Как уже описывалось выше, венозные сосуды расширены, а артериальные сосуды МЦР приобретают извилистый ход и неравномерно утолщнную стенку (рис. 32). Наблюдаются очаги скопления активных МФ. Между очагами пневмосклероза отмечаются расширенные фрагменты ацинусов.

Рисунок 32. 2-я серия исследования. 28 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Прикорневой отдел лгкого. Артерия, имеющая извитой ход. Сливные очаги пневмосклероза. Очаги скопления макрофагов указаны стрелками.

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

В участках лгочной паренхимы с видимыми кровоизлияниями при микроскопировании обнаруживаются очаги кровоизлияний в строму органа (межальвеолярные перегородки, паравазальную и перибронхиальную ткань) (рис. 33).

Рисунок 33. 2-я серия исследования. 28 суток после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Периферия лгкого. Край участка кровоизлияния. Свежие и лизированные эритроциты. Макрофаги с гемосидериновыми включениями.

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Исследование гистологических препаратов от животных после 8-и недельного наблюдения показало, что протез окружн капсулой, состоящей из 2 отделов: наружного и адлюминального. Последний состоит из РВСТ и инфильтрирован лимфо-, плазмо- и гистиоцитами (рис. 34). Встречающиеся единичные лимфоузлы реактивно изменены, всегда имеют огромный по площади реактивный (герминативный) центр и узкий ободок мантии (рис. 35), что свидетельствует об их реакции на септический воспалительный процесс.

Рисунок 34. 2-я серия исследования. 8 недель после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Край протеза в окружении ПВСТ (отмечено короткими стрелками) и РВСТ, инфильтрированной лифоцитами и гистиоцитами (отмечено длинными стрелками). Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Рисунок 35. 2-я серия исследования. 8 недель после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Реактивный лимфатический узелок в СПС. Диаметры герминативного центра указаны стрелками. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув.

100.

В то же время в смежных с зоной стояния протеза участках стенки трахеи наблюдается разрежение эпителиального пласта (рис. 36) и интенсивная инфильтрация субэпителиального слоя лимфоцитами и НФ (рис. 37).

Рисунок 36. 2-я серия исследования. 8 недель после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Разрежение эпителиального пласта. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув.

100.

Рисунок 37. 2-я серия исследования. 8 недель после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Инфильтрация СПС клетками-нерезидентами. Микрофото. Окраска гематоксилинэозином. Ув. 400.

В лгких животных обнаруживается утолщение межальвеолярных перегородок за счт пролиферации клеток соединительнотканной стромы (рис. 38) в участках ателектаза, поэтому в рядом расположенных участках органа или же там, где явлений ателектаза нет, отмечается появление эмфизематозно изменнных участков.

Рисунок 38. 2-я серия исследования. 8 недель после протезирования дефекта хрящевых полуколец трахеи. Утолщение межальвеолярных перегородок. Микрофото. Окраска гематоксилинэозином. Ув. 100.

- Серия №3 (замещение циркулярного дефекта трахеи животного У животных 3-й серии при трахеоскопии было обнаружено, что адлюминальная поверхность протеза во всех случаях покрыта слизью.

Также наблюдается незначительная деформация протеза и соответственно формы просвета трахеи на всех сроках наблюдения в этой серии – 2, 4, 8 недель (рис. 39, 40).

Рисунок 39. 3-я серия исследования. 14 суток после протезирования циркулярного дефекта стенки трахеи. Опыт № 26.

Трахеоскопия. Протез указан стрелкой.

Рисунок 40. 3-я серия исследования. 8 недель после протезирования. Опыт № 30. Трахеоскопия. Поверхность протеза покрыта слизью (черные стрелки указывают на лавсановый протез).

В препаратах животных, выведенных из эксперимента через недели наблюдения, позади протеза обнаруживается капсула, состоящая из ПВСТ (рис. 41). В то же время между соседними нитями протеза и на его адлюминальной поверхности имеется РВСТ (рис. 41), интенсивно инфильтрированная ПЯЛ.

Рисунок 41. 3-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Окружность показывает ложе нити протеза. Короткие стрелки – ПВСТ на наружной поверхности протеза, длинные стрелки – РВСТ на адлюминальной поверхности и в ячейках протеза. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

На границе протеза с проксимальным и дистальным участками трахеи морфологическая картина реакции тканей стенки трахеи более сложная. Во-первых, здесь рядом с истончнным слоем эпителия, непосредственно на адлюминальной поверхности протеза находится полоса регенерирующей соединительной ткани, чья пространственная организация напоминает пространственную организацию грануляций.

Удатся чтко определить слои вертикальных сосудистых петель, сосудистый слой (рис. 42). Причем инфильтрат, состоящий преимущественно из ПЯЛ, достигает слоя вертикальных сосудистых петель (рис. 43).

Рисунок 42. 3-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. А – созревающий слой;

Б – слой вертикальных сосудистых петель; В – сосудистый слой; Г – поверхностный лейкоцитарный слой. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Рис. 43. 3-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Микрофото. Окраска гематоксилинэозином. Ув. 400.

Об интенсивности воспаления в стенке трахеи свидетельствует интенсивное образование ГКИТ из мигрирующих сюда МЦ. Но основная часть ГКИТ находится не рядом с нитями протеза, а в непосредственной близости от нитей шовного материала (рис. 44).

Рисунок 44. 3-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. ГКИТ указаны короткими стрелками. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

кровоизлияний. Кровоизлияния в просвет бронхиального дерева и ацинусов, а также в строму межальвеолярных перегородок продолжались длительное время, о чем свидетельствует наличие участков лизированной крови и часто встречающиеся МФ, чья цитоплазма нафарширована гранулами с включениями гемосидерина (рис. 45). Участки кровоизлияний отмечаются как в прикорневых отделах лгких, так и на его периферии (рис. 46).

Рисунок 45. 3-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Цельная и лизированная кровь в просвете ацинусов и строме лгкого. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Рисунок 46. 3-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Цельная и лизированная кровь в просвете ацинусов и строме лгкого. МФ в субплевральном слое.

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

Спустя 4 недели после операции на адлюминальной поверхности протеза удатся обнаружить выраженный слой грануляций, истончающийся от крав протеза (проксимального и дистального) к его центральной части (рис. 47 а). Грануляции на всю толщу до протеза воспалительного инфильтрата представлено в таблице 12.

протезирования циркулярного дефекта трахеи. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. а – грануляционная ткань, покрывающая адлюминальную поверхность протеза. Ув. 100, б – ПЯЛ в инфильтрате.

Состав клеточного инфильтрата в адлюминальной части капсулы протеза после замещения циркулярного дефекта трахеи к-во недель n=3 13,20±5,12 9,00±1,82 12,70±1,70 11,20±2,50 32,70±2,75 5,20±1,50 15,70±2,62 0, n=3 13,50±2,88 9,00±1,82 13,20±2,50 13,00±2,50 31,70±2,21 3,00±1,82 16,50±2,08 0, n=3 16,70±4,78 14,50±3,69 14,70±2,62 9,70±1,70 28,20±3,40 3,50±2,51 12,50±2,64 0, Примечание: 2, 4, 8 – наличие статистически значимых отличий при р0,05 с соответствующим сроком наблюдения.

Проксимальнее и дистальнее мест фиксации протеза к стенке соответствующих участков трахеи морфологические признаки экссудативной фазы воспаления обнаруживаются и в собственной пластинке слизистой оболочки и даже глубже – в фиброзно-хрящевой оболочке (рис. 48). Причм, состав инфильтрата здесь несколько отличается от инфильтрата в грануляциях, покрывающих сам протез.

Отличия заключаются в относительно меньшем количестве НФ и относительном возрастании количества лимфоцитов в инфильтрате в этой зоне.

Рисунок 48. 3-я серия исследования. 4 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Зона экссудации лейкоцитов указана короткими стрелками. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

В лгких продолжается реорганизация стромы. В прикорневых отделах и на периферии (рис. 49 а, б) предсуществующие очаги утолщения межальвеолярных перегородок сливаются. В них исчезают вентилируемые (и имеющие просвет) ацинусы (рис. 49 б). В соседних с такими участками ацинусах размеры альвеол, наоборот, возрастают.

Рисунок 49. 3-я серия исследования. 4 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Пролиферация соединительной ткани в перибронхиальном и паравазальном пространствах прикорневых отделов (а) и периферии лгких (б).

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Рисунок 50. 3-я серия исследования. 4 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Пролиферация ФБ и выход мононуклеаров в участок фиброзного перерождения лгочной стромы. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

На большом увеличении в таких участках отмечается большое количество пролиферирующих ФБ различной степени зрелости (рис. 50).

Наряду с этим здесь же определяются МФ и лимфоциты. Неодинаковая степень оксифилии пучков коллагеновых волокон говорит о том, что они были образованы на протяжении достаточно большого промежутка времени.

Увеличение срока наблюдения в 3-й серии блока I до 8 недель практически не приводит к изменению морфологической картины реакции тканей стенки трахеи по сравнению с предыдущим сроком наблюдения. Так, капсула вокруг протеза также имеет две части – наружную (из ПВСТ) и внутреннюю, адлюминальную, состоящую из РВСТ. Так же, как в предыдущем сроке наблюдения, адлюминальная часть капсулы инфильтрирована лейкоцитами (соотношение разных типов клеток в этой части капсулы представлено в таблице 12). Наиболее значимой отличительной особенностью является появление признаков начавшегося ремоделирования соединительной ткани. Это проявляется снижением плотности ядер механоцитов в отдельных участках ПВСТ и появлением в них большого количества активных МФ, проявляющих свойства фиброкластов (рис. 51).

Как уже ранее отмечалось, у животных 2-й и 3-й серий блока I во время аутопсии при вскрытии грудной клетки отмечали патологические изменения лгких различной степени выраженности, проявляющиеся резкой гиперемией, полнокровием, отком пораженной доли (долей).

Лгкие целиком или несколько долей имели цвет от тмно-красного до серого, при пальпации – уплотнены. Макроскопически определялись очаги кровоизлияний различного объма и давности наступления, на плевре отмечены значительные фибринозные наложения. Поверхность лгкого на разрезе имеет зернистый вид и неоднородную консистенцию, с не стекает мутная жидкость (рис. 52).

Рисунок 51. 3-я серия исследования. 8 недель после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Снижение плотности клеток в участке ПВСТ. Стрелками указаны активные МФ. Микрофото.

Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400.

Рисунок. 52. 3-я серия исследования. 8 недель после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Опыт № 23.

Заключение. По данным клинико-инструментальных методов обследования животных, после замещения дефектов трахеи различного объма лавсановым протезом следует отметить, что у животных 1-й серии (замещение окончатого дефекта трахеи) отсутствуют какие-либо осложнения со стороны трахеи и лгких. При замещении лавсановым протезом дефектов трахеи большего объма (дефект хрящевых полуколец, циркулярный дефект) со 2-х суток после операции у всех животных отмечается кашель, сохраняющийся до окончания эксперимента. У животных 2-й серии (замещение дефекта хрящевых полуколец) отмечается деформация протеза, приводящая к стенозу трахеи, вплоть до полной е облитерации. Подобное явление, на наш взгляд, является следствием конструкционных особенностей лавсанового протеза, а именно – отсутствие армирующих элементов.

Сравнение степени тяжести морфологической картины реакции тканей стенки трахеи на замещение е дефектов различного объма лавсановым протезом позволяет сделать следующие выводы: во всех случаях вокруг протеза происходит образование соединительнотканной капсулы, состоящей из адлюминальной и наружной частей. С увеличением объма моделируемого дефекта морфологические отличия частей капсулы нарастают. Так, при моделировании циркулярного дефекта или чуть менее объмного – дефекта хрящевых полуколец (с сохранением мембранозной части) – более всего заметны тканевые отличия между указанными частями капсулы, позволяющие дифференцировать РВСТ (адлюминальная часть капсулы) от ПВСТ (наружная часть). То есть степень пространственной организации капсулы и степень зрелости соединительной ткани обратно коррелируют с объмом моделируемого дефекта стенки трахеи. Возможность и скорость реэпителизации также обратно коррелируют с объмом моделируемого дефекта. Степень тяжести и объм патологических изменений в лгких находится в прямой зависимости от объма моделируемого дефекта стенки трахеи.

ГЛАВА V. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ

ЗАМЕЩЕНИИ ЦИРКУЛЯРНЫХ ДЕФЕКТОВ ТРАХЕИ

ЖИВОТНОГО РАЗРАБОТАННЫМ СЕТЧАТЫМ

ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫМ ПРОТЕЗОМ

После I и II этапов операций все животные выжили. Со вторых третьих суток собаки проявляли активность. При анализе клинической картины у животных после замещения дефектов трахеи подготовленным протезом таких осложнений, как кашель, гематома, серома, эмфизема, несостоятельность швов анастомозов, абсцесс, стеноз, не наблюдалось.

Характер послеоперационных осложнений и размеры трахеи до протезирования и перед выводом из эксперимента представлены в таблице 13, 14.

Анализ послеоперационных осложнений после 2-х этапного протезирования циркулярных дефектов трахеи разработанным сетчатым полипропиленовым протезом № серии Размеры трахеи при замещении е циркулярных дефектов разработанным сетчатым полипропиленовым протезом (М ± m) 1-ая серия 2-ая серия 3-я серия 20 2,00±0,25 1,45±0,15 1,80±0,25 1,40±0, Примечание: статистически значимые отличия отсутствуют, р0, При трахеоскопии и макроскопии протезированного участка трахеи при аутопсии у животных 1-й, 2-й, 3-й серий отмечали отсутствие признаков сужения и деформации просвета трахеи на всех сроках послеоперационного наблюдения (1, 2, 4 недели после замещения участка трахеи разработанным протезом). Протез покрыт биологической тканью со стороны просвета уже ко 2-й неделе после II этапа эксперимента (рис. 53, 54).

Рисунок 53. 2-я серия исследования. 2 недели после замещения пророщенным протезом участка трахеи. Опыт № 58. Трахеоскопия (чрные стрелки указывают на проросший протез).

Рисунок 54. 3-я серия исследования. 2 недели после замещения пророщенным протезом участка трахеи. Опыт №73. Препарат трахеи (чрная стрелка указывает на проросший протез).

эксперимента, согласно схеме его проведения, показало, что у всех животных 1-й, 2-й и 3-й серий лгкие были обычного цвета, обычной эластичности. В полости плевры несколько миллилитров прозрачной серозной жидкости. Каких-либо патологических изменений со стороны лгких и плевры не наблюдали (рис. 55).

Рисунок 55. 3-я серия исследования. 4 недели после замещения пророщенным протезом участка трахеи. Опыт №79.

- Серия №1 (2 недели экспозиции протеза в тканях животного) Анализ препаратов от животных, выведенных из эксперимента через 1 неделю, при замещении циркулярного дефекта стенки трахеи протезом после его 2-х недельной экспозиции в тканях животного показал, что по обе стороны протеза находится соединительнотканная капсула, чья адлюминальная поверхность покрыта мощным слоем грануляционной ткани (рис.56).

Рисунок 56. 1-я серия исследования. 1 неделя после протезирования циркулярного дефекта трахеи. А – лейкоцитарнонекротический слой; Б – слой горизонтальных фибробластов.

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Соотношение разных типов клеток в слое зрелых грануляций представлено в таблице 15 и соответствует фазе пролиферации воспалительной реакции.

Исследование гистологических срезов лгких не выявило какихлибо патологических изменений в них.

Состав клеточного инфильтрата в адлюминальной части капсулы протеза после замещения циркулярного дефекта трахеи у к-во недель n=5 34,00±3,65 30,00±3,31 7,10±2,11 6,57±1,61 12,00±2,00 3,40±1,27 6,80±2,85 2, n=5 34,00±1,91 34,10±2,67 5,70±1,38 3,50±1,27 6,40±1,90 3,40±1,81 12,70±2,56 2, n=5 37,60±3,55 37,30±1,96 5,80±1,16 2,80±0,75 6,30±2,16 3,10±1,47 6,80±1,72 4, Примечание: 1, 2, 4 – наличие статистически значимых отличий при р0,05 с соответствующим сроком наблюдения.

организации капсулы вокруг протеза. И адлюминальная, и наружная поверхности покрыты ПВСТ. Но степень зрелости пучков коллагеновых волокон разная. Так, на адлюминальной поверхности расположены менее оксифильные волокна. Здесь же отмечается более высокая плотность ядер клеток фибробластического ряда (рис. 57). Тем не менее поверх капсулы из ПВСТ, на адлюминальной поверхности, находится идентификации отдельные слои. Следует отметить, что в ячейках между волокнами протеза обнаруживаются лимфоцитарно-гистиоцитарные Рисунок 57. 1-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. А – адлюминальная поверхность протеза; Б – наружная поверхность протеза. Микрофото.

Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Рисунок 58. 1-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. В овале – лимфоцитарногистиоцитарный инфильтрат. Микрофото. Окраска гематоксилинэозином. Ув. 100.

Рисунок 59. 1-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. ГКИТ (указана стрелкой).

Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

В лгких лабораторных животных этой серии исследования обнаруживаются распространнные очаги утолщения межальвеолярных перегородок (рис. 60) с признаками усиленной пролиферации клеток соединительнотканной стромы. В перибронхиальных участках стромы обнаруживаются лимфоцитарно-гистиоцитарные инфильтраты, не имеющие чтких границ (рис. 61). Как правило, в подобных местах находятся скопления активных МФ. При больших увеличениях микроскопа удатся определить фиброкластические эффекты таких групп фагоцитирующих клеток. Учитывая отсутствие признаков инфекционного воспаления, по-видимому, вышеописанные факты иллюстрируют процесс морфологической реорганизации стромы лгкого.

Рисунок 60. 1-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Утолщение межальвеолярных перегородок. Овалом выделено скопление макрофагов. Снижение «воздушности» лгочной ткани. Микрофото.

Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Рисунок 61. 1-я серия исследования. 2 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Лимфоцитарногистиоцитарный инфильтрат в строме лгкого. Скопление активных МФ. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Дальнейшее (до 4 недель) увеличение срока наблюдения за состоянием капсулы протеза после его предварительной 2-х недельной экспозиции в тканях животного приводит к выраженной организации капсулы на адлюминальной стороне протеза: слой зрелых грануляций составляет основную часть толщины капсулы на адлюминальной поверхности; сосудистый слой, содержащий горизонтально идущие пучки коллагеновых волокон (рис. 62), покрыт истонченным лейкоцитарным слоем, который, в свою очередь, на краях протеза покрыт тонким слоем эпителия.

Рис. 62. 1-я серия исследования. 4 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. А – сосудистый слой; Б – лимфоцитарный инфильтрат, распространяющийся в глубокие слои СПС, тонкий слой регенерирующего эпителия показан короткими стрелками. Микрофото.

Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 100.

Эпителизация грануляций происходит за счет наползания камбиальных клеток с соседних участков сохранного эпителия (рис. 63).

С наружной стороны протеза капсула состоит из ПВСТ, в которой абсолютное большинство составляют фибробласты (рис. 63, табл. 15).

Рисунок 63. 1-я серия исследования. 4 недели после протезирования циркулярного дефекта трахеи. Наружная часть капсулы протеза. Микрофото. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 200.