HISTORY OF RECONSTRUCTIVE AND REGENERATIVE SURGERY OF THE LOWER RESPIRATORY TRACT.pdf ВВЕДЕНИЕ В последние годы число заболеваний, ведущих к стойкому сужению просвета нижних дыхатель- ных путей, неуклонно растет. Превалирующая доля рубцовой деформации возникает при дли- тельной интубации и искусственной вентиляции легких, ларинготрахеостомии, ожогах, рецидиви- рующих инфекциях, туберкулезе, онкологических заболеваниях, как дыхательных путей, так и опухо- лях соседних органов, вызывающих компрессию извне [1, 2]. Хирургическое лечение таких паци- ентов в конечном итоге всегда сводится к пробле- ме закрытия дефекта воздухоносных путей. Прак- тика показывает, что универсальной техники за- мещения протяженных дефектов не разработано. Казалось бы, трансплантация - это единственный и последний шанс на спасение и дальнейшую пол- ноценную жизнь таких пациентов, однако мо- рально-этические аспекты, проблема иммунного конфликта при внедрении чужеродного материа- ла и, безусловно, дефицит донорских органов спо- собствуют развитию новых методов лечения. На сегодняшний день вопрос остается дискуссион- ным и требует радикального подхода к решению проблемы. История медицины 67 Вопросы реконструктивной и пластической хирургии № 3 (66) сентябрь’ 2018 ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ РЕКОНСТРУКТИВНОЙ ХИРУРГИИ НИЖНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ История хирургии нижних дыхательных пу- тей уходит своими корнями в глубокую древ- ность. Первые оперативные вмешательства вы- полняли еще до нашей эры в Древнем Египте и Индии. Однако реконструктивная хирургия воз- духоносного тракта начала развиваться гораздо позднее [8]. Ф.Ф. Амиров в становлении восстановитель- ной хирургии дыхательных путей выделяет два периода. Первый (вторая половина XIX в. - 1940 г.) ознаменован трудами оториноларин- гологов в области реконструкции гортани и шей- ного отдела трахеи (Т. Gliick, А. Zeller, F. Konig, H. Levit, E. Hacker, А.Т. Бондаренко, А.Ф. Ива- нов, Н.А. Ильяшенко, В.И. Воячек, Я.С. Бокштейн, А.Э. Рауэр, Н.Н. Усольцев, Ф.М. Хитров и др.). Во второй период (1940-1962 гг.) активно развивается пластика грудного отдела трахеи и бронхов (M. Taffel, R.А. Daniel, R.М. Bucher, В.Н. Evans, F.G. Kergin, W.A. Hopkins, W.С. Sealy, Ф.Ф. Амиров и др.) [2]. Продолжателем традиций, заложенных Ф.Ф. Амировым, стал известный советский и российский торакальный хирург М.И. Перельман. Профессор М.И. Перельман Так как для закрытия дефектов гортани опе- ративные вмешательства в объеме резекций имели ограниченные показания, а ларингэкто- мии (впервые выполнил J.A. Watson в 1866 г.) способствовали инвалидизации пациентов, со- хранялась необходимость поиска альтернатив- ных вариантов лечения. При дефектах передней стенки гортани и трахеи получил способ Бокштейна - трехслой- ное закрытие дефекта кожно-мышечным-кож- ным лоскутом. На базе Московского научно- исследовательского института уха, горла и носа была разработана методика закрытия дефекта кожно-хрящевым лоскутом, иногда со слизи- стой оболочкой, которая предварительно пе- ресаживалась на капсулу хряща со щеки. При дефектах задней стенки гортани В.С. Погосов пользуется пластикой кожным лоскутом по способу Хитрова (1963), при котором увели- чивают высоту задней и боковой стенки опро- кидываемым лоскутом слизистой оболочки гортани или мышечной лентой, проводимой от одной боковой стенки к другой между рассло- енными листками слизистой оболочки гортани и глотки в области края дефекта. Пластику де- фектов боковых стенок гортани и трахеи осу- ществляют мягкими тканями, иногда в сочета- нии с хрящом. Для увеличения высоты боковых стенок используют дубликатуру прямоугольного кожного лоскута либо спирального лоскута (способ Проскурякова, 1965) [3]. Культовая фраза с более полувековой исто- рией цитирования, впервые озвученная осново- положником хирургии трахеи R. Belsey: «Трахея - последний орган в организме человека, успеш- ная реконструкция которого после обширной резекции ознаменует завершение эры “экспан- сионизма” в истории хирургии» [15], не теряет своей актуальности. В настоящее время при рубцовом стенозе трахеи и бронхов операцией выбора является циркулярная резекция (рис. 1). Вмешательство носит радикальный характер и позволяет уда- лить пораженный сегмент с последующим вос- становлением целостности органа, но в случае с протяженными дефектами данная техника не применима [8, 28, 31]. Рис. 1. Циркулярная резекция В ХХ в. активно применялись протезы (W.Р. Longmire, E.J. Jarvis, В.В. Лазо, А.И. Гош- кина, А.Г. Губанов и др.) [2]. С ростом популяр- ности методики протезы эволюционировали от солидных до пористых и силиконовых [34, 40, 45]. Свое дальнейшее развитие хирургия горта- ни, трахеи и бронхов получила с внедрением аутотрансплантатов (аорта, полая вена, пище- вод, тонкая кишка, стенка мочевого и желчного пузыря). В силу большой травматичности эти методики стали лишь достоянием истории [10, 11, 18, 42]. 68 Денисова А.В., Сафронова Е.И. № 3 (66) сентябрь’ 2018 Вопросы реконструктивной и пластической хирургии Новый этап реконструкции - использование кадаверного материала в качестве биопротеза. Одной пациентке с полной гибелью хрящей гор- тани (следствие хондроперихондрита) А.Э. Рау- эру восстановил просвет органа, пересадив хря- щи от трупа. Подобную операцию выполнил Я.С. Бокштейн у двух пациентов с частичной гибелью хрящей (последствия огнестрельного ранения). E.J. Propst описал успешную пере- садку донорской трахеи у десяти детей. После среднего периода наблюдения выживаемость составила 90% [33]. Так как имплантируемый орган представлял собой лишь хрящевой каркас, то предприни- мался целый ряд попыток по реваскуляризации нижних дыхательных путей: обертывание алло- трансплантата фасцией предплечья реципиента, большим сальником, васкуляризованным мио- фасциальным лоскутом [19, 26, 43]. С.С. Дыдыкин предложил методику донор- ского забора тиреотрахеального комплекса c щитовидными и бронхиальными артериями, щи- товидными венами с фрагментом плечеголовной вены (рис. 2). Рис. 2. Схема операции - резекция трахеи, транс- плантация тиреопаратиреотрахеального комплекса, реваскуляризация трансплантата Препарирование органокомплекса проводи- лось in situ, затем трансплантат извлекался. Со- гласно этой методике, впервые в 2006 г. пациенту с рубцовым стенозом трахеи в ВНЦХ им. Б.В. Петровского (г. Москва) выполнена алло- трансплантация тиреотрахеального комплекса. При операции на реципиенте накладывались трахеотрахеальный и сосудистые анастомозы между донорским комплексом и структурами реципиента. Данная методика получила призна- ние и дальнейшее развитие, хотя и столкнулась с такими проблемами, как дефицит донорских ор- ганов и пожизненный прием иммуносупрессив- ных препаратов. Первый пациент на момент написания статьи (2018), через 12 лет после проведенной операции жив и осуществляет профессиональную деятельность, работая учи- телем физкультуры [6]. КЛЕТОЧНО-ИНЖЕНЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ В ХИРУРГИИ ОБШИРНЫХ ДЕФЕКТОВ Апогеем в развитии хирургии нижних дыха- тельных путей стало внедрение клеточно- инженерных конструкций в регенеративную медицину [1, 27]. Регенеративная медицина, как принципи- ально новый подход в лечении пациентов, пред- ставляет большой интерес не только для хирур- гии дыхательной системы. В настоящее время остро востребованы биосовместимые материалы в сердечно-сосудистой и тканевой хирургии, урологии, травматологии, стоматологии. Вы- полняется много экспериментальных работ, посвященных поиску новых материалов из син- тетических и органических компонентов для замещения дефектов. Основными требованиями, предъявляемыми к имплантируемым материалам, являются: био- совместимость, отсутствие вероятности вызы- вать воспалительный процесс, способность со- хранять физические свойства исходного мате- риала, отсутствие канцерогенного эффекта. Постепенно требования расширяются, а наи- больший интерес для тканевой инженерии пред- ставляют трехмерные матриксы. Пилотное исследование Y. Liu и соавт. пока- зало, что имплантация 10 собакам коллаген- конъюгированного трахеального протеза около 5 см в длину себя оправдала, так как при гисто- логическом исследовании было отмечено час- тичное покрытие внутренней поверхности ис- кусственной трахеи псевдомногослойным рес- нитчатым эпителием [29]. В эксперименте на базе НИЦ «Курчатовский институт» установлено, что экзогенный материал на основе хитозана, подкожно имплантированный лабораторной мыши, в организме животного не вызвал отторжения и был интенсивно колонизи- рован клетками реципиента. Кроме того, отмеча- лись признаки его реваскуляризации, что свиде- тельствует о перспективности материала [7]. Помимо коллагена и хитозана наиболее часто используют альгинаты, желатин, фиброин шелка, спидроин, гиалуроновую кислоту [22, 32, 37]. Для восстановления структуры и функции верхних дыхательных путей исследователи во гла- ве с S.H. Hung пробировали децеллюляризован- ные с помощью додецилсульфата натрия образцы трахеи в опытно-конструкторском исследовании на кроликах в естественных условиях [23]. В поиске оптимальных условий для полного удаления всех клеточных компонентов и мини- мального влияния на биохимические и струк- турные свойства каркаса были предложены биореакторы [14]. История медицины 69 Вопросы реконструктивной и пластической хирургии № 3 (66) сентябрь’ 2018 Децеллюляризация в создании скаффолдов для клеточной и тканевой инженерии повлекла серьезные потери функциональной целостности структуры с прогрессированием циклов, что требовало дальнейшего совершенствования ме- тодики [20]. Более деликатное повреждение матрицы и сохранность первоначальной трубчатой формы достигнуты методом лазера, посредством кото- рого на поверхности аллотрансплантата созда- вались искусственные поры. После посева и культивации хондроцитов отмечалось образова- ние хряща с равномерным распределением клеток в микропорах. Механическая прочность модели демонстрировала перспективность скаф- фолда [44]. Применяемое для децеллюляризации трахеи и бронхов гамма-излучение приводило к отрица- тельному результату. Ультраструктурные изме- нения архитектоники каркаса снижали жизне- способность трансплантата [24]. Опытным путем было доказано, что для изго- товления моделей детергентно-энзиматическим методом необходимо от трех до восьми недель, а с помощью вакуумной децеллюляризации тре- бовалось около девяти дней, что снижало затра- ты без ущерба биоструктуре [17]. Главной причиной неудачи реконструкции сегментарных дефектов трахеи и бронхов явился коллапс дыхательных путей, обусловленный хон- дромаляцией хряща. Это сподвигло на разработ- ку новой матрицы с использованием PLGAPTMC (сополимер молочной и гликолевой ки- слот - политриметиленкарбонат) для обеспече- ния пористой структуры мембраны, куда в даль- нейшем засевались клетки. Количество хондроци- тов и коэффициент жесткости биоконструкции значительно превышали те же показатели при ранее предложенных методиках [46]. Доказана эффективность применения образ- цов децеллюризованных мочевого пузыря и тощей кишки для исправления частичных кольцевых дефектов нижних дыхательных путей [47]. Экспериментально была обоснована целе- сообразность применения различного рода гид- рогелей для ткане-инженерных конструкций [21, 36, 39]. W.D. Bolton и соавт. успешно закрыли де- фект трахеи аллогенным бесклеточным дермаль- ным матриксом (AlloDerm) [16]. В Каролинском университете в 2011 г. Paolo Macchiarini с коллегами поместили протез из нанокомпозитного материала, повторяющий анатомию трахеи и бронхов пациента, в раствор из его собственных стволовых клеток, где он за- полнялся быстрорастущими клетками, и в июне 2011 г. пересадили синтетический орган. Всего в мире девяти пациентам была имплантирована выращенная конструкция, в том числе и на тер- ритории Российской Федерации. Семь пациентов скончались [30, 38, 41]. Паоло Маккиарини Возможность применения в клинической практике стволовых клеток становится все более перспективной [4, 35]. Для фиксации предложенных матриксов использовали клей, шовный материал, стенты, никелид-титановые полукольца. Ни один из пере- численных методов не смог обеспечить должную фиксацию [5]. В 2015 г. были обнародованы результаты экспериментальной работы на животных, прове- денной группой корейских ученых. Они показа- ли, что 3D-напечатанные органы (рис. 3) могут стать альтернативой для замещения дефекта [12, 25, 48]. Рис. 3. 3D-напечатанные трахея и бронхи ЗАКЛЮЧЕНИЕ Несмотря на большое количество опера- тивных методик в области реконструктивно- восстановительной хирургии нижних дыхатель- ных путей, универсального способа замещения протяженных дефектов так и не найдено. 70 Денисова А.В., Сафронова Е.И. № 3 (66) сентябрь’ 2018 Вопросы реконструктивной и пластической хирургии Нанотехнологии в области клеточной инже- нерии и регенеративной медицины, несмотря на перспективность, еще достаточно долгое время будут нуждаться в экспериментальной апроба- ции в лабораторных условиях, прежде чем будут внедрены в клиническую практику. И все же передовые разработки современ- ной медицины в кооперации с блистательными достижениями клеточной инженерии стали безусловным прорывом, что открывает дорогу к потенциально новым возможностям. Конфликт интересов. Авторы данной ста- тьи подтвердили отсутствие конфликта инте- ресов, о котором необходимо сообщить. Источник финансирования. Авторы заяв- ляют об отсутствии финансирования при прове- дении исследования.

Скачать электронную версию публикации