Журнал «Здоровье нации» публикует фрагменты будущей книги Леонида Михайловича Миролюбова, заведующего кафедрой детской хирургии КГМУ, д.м.н., профессора, Главного детского кардиохирурга Минздрава РТ
ПЕРВЫЙ ФРАГМЕНТ КНИГИ
Предисловие
Регенерация, как биологическое явление, известна с давних времен, и наиболее яркий и показательный пример ее это самоампутация хвоста ящерицы с последующим полным восстановлением его. Несмотря на бурное развитие, включая достижения генной инженерии, медико-биологическая наука не в состоянии повторить этот природный феномен у теплокровных животных.
Сердечно-сосудистая хирургия не может развиваться без замены части сосудов или сердечных клапанов на новые. Клиническое тиражирование замены части аорты и других сосудов берет свое начало в конце сороковых и начале 50-х годов прошлого столетия. В качестве протезов сосудов были использованы трупные сосуды, сосуды из синтетических материалов, а также биоматериал от животных.
Многолетняя клиническая практика показывает, что протезы сосудов из синтетических и биоматериалов хорошо выполняют свою функцию, но срок их службы в организме ограничен: происходит либо биодеградация с нарушением функции, либо механический износ – «усталость» синтетического протеза. Многочисленные фирмы, производящие эти изделия постоянно совершенствуют технологии производства, увеличивается срок их функционирования в организме больного, однако, раньше или позже эти изделия требуют замены. Напрашивается очевидная аналогия с протезами конечностей: от простейшего устройства, повторяющего форму до высокотехнологичных образцов, воспроизводящих многие функции. Несмотря на успехи, ни один протез не сравнится с живой рукой или ногой. Именно восстановление утраченного органа или его части до исходного «живого» состояния является несбыточной мечтой и предметом исследований большого количества хирургов и ученых разных специальностей.
Путь к полному восстановлению вышедшей из строя части организма многие исследователи ищут через создание «матрицы» и заселения ее клетками органа или стволовыми клетками, предполагая, что они самостоятельно смогут дифференцироваться в органоспецифические. Идея увлекательная, над ее воплощением работают многие коллективы ученых, но результаты пока находятся в стадии лабораторных исследований.
Автор взял за основу всем известные явления регенерации в различных ее проявлениях. Предлагаемая читателям информация содержит описания авторских методов операций, как на сосудах, так и на сердце с большими сроками послеоперационных наблюдений, что само по себе доказывает превращение ткани «протеза» в собственную ткань пациента с долгосрочным и полноценным функционированием.
Итоговый девиз работы: От протезирования к регенерации!
Содержание
1. Современные представления о регенерации
2. Способы протезирования крупных сосудов и клапанов в детской кардиохирургии
3. Биоматериал «Аллоплант» и его применение в детской кардиохирургии
4. Физиологическая регенерация в сердце детского организма. Клинический иллюстрирующий случай
5. Регенеративно-восстановительная хирургия при шунтирующих операциях
Современные представления о регенерации
Различают три вида регенерации: физиологическую, репаративную и патологическую.
Физиологическая регенерация совершается в течение всей жизни и характеризуется постоянным обновлением клеток, волокнистых структур, основного вещества соединительной ткани. Нет таких структур, которые не подвергались бы физиологической регенерации. Там, где доминирует клеточная форма регенерации, имеет место обновление клеток. Так происходит постоянная смена покровного эпителия кожи и слизистых оболочек, секреторного эпителия экзокринных желез, клеток, выстилающих серозные и синовиальные оболочки, клеточных элементов соединительной ткани, эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов крови и т. д. В тканях и органах, где клеточная форма регенерации утрачена, например в сердце, головном мозге, происходит обновление внутриклеточных структур. Наряду с обновлением клеток и субклеточных структур постоянно совершается биохимическая регенерация, т. е. обновление молекулярного состава всех компонентов тела.
Репаративная или восстановительная регенерация наблюдается при различных патологических процессах, ведущих к повреждению клеток и тканей. Механизмы репаративной и физиологической регенерации едины, репаративная регенерация – это усиленная физиологическая регенерация. Однако в связи с тем, что репаративная регенерация побуждается патологическими процессами, она имеет качественные морфологические отличия от физиологической. Репаративная регенерация может быть полной и неполной.
Полная регенерация, или реституция, характеризуется возмещением дефекта тканью, которая идентична погибшей. Она развивается преимущественно в тканях, где преобладает клеточная регенерация. Так, в соединительной ткани, костях, коже и слизистых оболочках даже относительно крупные дефекты органа могут путем деления клеток замещаться тканью, идентичной погибшей. При неполной регенерации, или субституции, дефект замещается соединительной тканью, рубцом. Субституция характерна для органов и тканей, в которых преобладает внутриклеточная форма регенерации, либо она сочетается с клеточной регенерацией. Поскольку при регенерации происходит восстановление структуры, способной к выполнению специализированной функции, смысл неполной регенерации не в замещении дефекта рубцом, а в компенсаторной гиперплазии элементов оставшейся специализированной ткани, масса которой увеличивается, то есть происходит гипертрофия ткани.
Аллоплант легочного ствола. Средний (компактный) слой легочного ствола. Сохранена структура и извилистость коллагеновых волокон. Окраска по Маллори. Об.40, Ок.20.
Легочный ствол – аллоплант – перед имплантацией.
Коллагеново-эластический остов аллотрансплантата легочного ствола. Извилистые пучки коллагеновых волокон / большой резерв деформацции ткани /. Окраска по Ван-Гизону. Об. 40.
При неполной регенерации, т. е. заживлении ткани рубцом, возникает гипертрофия как выражение регенераторного процесса, поэтому ее называют регенерационной, в ней – биологический смысл репаративной регенерации. Регенераторная гипертрофия может осуществляться двумя путями – с помощью гиперплазии клеток или гиперплазии и гипертрофии клеточных ультраструктур, т. е. гипертрофии клеток.
Восстановление исходной массы органа и его функции за счет преимущественно гиперплазии клеток происходит при регенерационной гипертрофии печени, почек, поджелудочной железы, надпочечников, легких, селезенки и др. Регенерационная гипертрофия за счет гиперплазии клеточных ультраструктур характерна для миокарда, головного мозга, т. е. тех органов, где преобладает внутриклеточная форма регенерации. В миокарде, например, по периферии рубца, заместившего инфаркт, размеры мышечных волокон значительно увеличиваются, т. е. они гипертрофируются в связи с гиперплазией их субклеточных элементов (рис. 81). Оба пути регенерационной гипертрофии не исключают друг друга, а, наоборот, нередко сочетаются. Так, при регенерационной гипертрофии печени происходит не только увеличение числа клеток в сохранившейся после повреждения части органа, но и гипертрофия их, обусловленная гиперплазией ультраструктур. Нельзя исключить того, что в мышце сердца регенерационная гипертрофия может протекать не только в виде гипертрофии волокон, но и путем увеличения числа составляющих их мышечных клеток.
Восстановительный период обычно не ограничивается только тем, что в поврежденном органе развертывается репаративная регенерация. Если воздействие патогенного фактора прекращается до гибели клетки, происходит постепенное восстановление поврежденных органелл. Следовательно, проявления репаративной реакции должны быть расширены за счет включения восстановительных внутриклеточных процессов в дистрофически измененных органах. Общепринятое мнение о регенерации только как о завершающем этапе патологического процесса малооправданно. Репаративная регенерация не местная, а общая реакция организма, охватывающая различные органы, но реализующаяся в полной мере лишь в том или ином из них.
О патологической регенерации говорят в тех случаях, когда в результате тех или иных причин имеется извращение регенераторного процесса, нарушение смены фаз пролиферации и дифференцировки. Патологическая регенерация проявляется в избыточном или недостаточном образовании регенерирующей ткани (гипер- или гипорегенерация), а также в превращении в ходе регенерации одного вида ткани в другой [метаплазия – см. Процессы приспособления (адаптации) и компенсации]. Примерами могут служить гиперпродукция соединительной ткани с образованием келоида, избыточная регенерация периферических нервов и избыточное образование костной мозоли при срастании перелома, вялое заживление ран и метаплазия эпителия в очаге хронического воспаления. Патологическая регенерация обычно развивается при нарушениях общих и местных условий регенерации (нарушение иннервации, белковое и витаминное голодание, хроническое воспаление и т. д.). Струков А.И., Серов В.В. - Патологическая анатомия. Пятое издание - 2010 г.
(конец фрагмента 1)
ВТОРОЙ ФРАГМЕНТ КНИГИ
В заключение обзора имеющихся типов протезов клапанов, биоматериалов, синтетических материалов и представленных сроков их службы в организме реципиента, хочется отметить следующие моменты:
- конструкция искусственного аортального клапана со створчатым аппаратом из ксеноаорты для взрослых и пожилых пациентов является надежной и показывает хорошие клинические результаты с перспективой качественной жизни после операции 10-15лет;
- в детской кардиохирургической практике используют все имеющиеся на сегодня виды и типы протезов, кондуитов и др., однако средние сроки службы протезов в организме больного недостаточно продолжительны и составляют 4-5 и 7-8 лет, что нельзя назвать хорошим клиническим результатом с учетом желаемой перспективы качественной жизни пациента 60 и более лет (Миролюбов Л.М., Хавандеев М.Л. и соавт. 2012 г.) - с точки зрения регенеративной медицины, биоматериал, применяемый в кардиохирургии и в детской в частности, должен в организме пациента постепенно элиминироваться и замещаться собственной тканью. Если эти процессы происходят с одинаковой скоростью, то вероятность осложнений за счет роста протеза соответственно росту организма, будет минимальна, т. о. срок службы биоматериала будет неограниченно продолжительным.
Поиски идеального кондуита продолжаются во всем мире. Стандартные кондуиты не во всех случаях удовлетворяют хирургов. В НЦССХ имени
Л. Н. Бакулева РАМН и других учреждениях РФ ведется непрерывная научная работа по наблюдению за имплантированными биологическими клапанами, а также разработка новых типов кондуитов.
Биоматериал «аллоплант» и его применение в детской кардиохирургии
Успешное клиническое применение материала «Аллоплант» сначала в офтальмологии, затем в других областях хирургии привело нас к идее создания из него протезов крупных сосудов с клапанами и без них в 2007-2008 годах. По согласованию сторон, с одной стороны разработчики материала: директор НИИ глазной и пластической хирургии, профессор Мулдашев Э.Р., заместитель директора, профессор Нигматуллин Р.Т., директор тканевого банка, профессор Шангина О.Р.; с другой – профессор, сердечно-сосудистый хирург, заведующий кафедрой детской хирургии КГМУ, основатель кардиохирургии раннего возраста в Республике Татарстан Миролюбов Л.М., создали творческий коллектив по изучению материала «аллоплант» применительно к нуждам детской кардиохирургии.
Клиническому применению предшествовал этап лабораторных исследований, который включал в себя изучение упруго-деформативных и прочностных свойств крупных сосудов и клапанов в зависимости от интенсивности обработки материала, который продлился около 8 месяцев. Первый клинический опыт показал, что мы на правильном пути.
Нами, совместно с ведущими специалистами НИИ глазной и пластической хирургии г. Уфа, профессором Мулдашевым Э.Р. и д.м.н. заведующей тканевым банком Шангиной О.Р. разработан аллопалант из легочной артерии и аорты с клапанами. Патент №2445940. Способ изготовления аллогенных трансплантатов присердечных сосудов с клапанами. Заявка № 2010145095 с приоритетом от 3.11.2010 г.
На протяжении 10 лет мы оперируем больных с различными пороками развития сердца и сосудов. Учитывая юридическую уязвимость данной ситуации, перед проведением операции мы подробно объясняем родителям не только суть предстоящей операции, но и рассказываем про материал, который собираемся применить для пластики. К настоящему времени накопилось достаточно наблюдений за материалом «Аллоплант», и с его помощью было модифицировано более 10 стандартных операций.
Аорто-легочное окно. Способ коррекции аорто-легочного окна с помощью аллопланта из аорты
Аорто-легочное окно не относится к часто встречающимся порокам сердца, однако выраженные нарушения гемодинамики при нем диктуют необходимость оперировать пациентов в первые 3 месяца жизни. Операцию проводят в условиях искусственного кровообращения и кардиоплегии. Суть операции состоит в разобщении потоков крови по аорте и легочной артерии. Пластический материал хирурги выбирают из аутоперикарда, синтетического материала Гор-Текс или ксеноперикарда в зависимости от опыта и предпочтений хирурга.
Мы использовали в качестве пластического материала для закрытия аорто-легочного дефекта лоскут-заплату из аортального аллопланта, имея ввиду свойство аллопланта замещаться собственной соединительной тканью, и предупреждая, таким образом, осложнения отдаленного периода в виде кальциноза заплаты и прорезывания швов.
На рисунке представлены этапы операции. Мы прооперировали троих пациентов и наблюдаем их более 5 лет. В области наложенных заплат, по данным ЭХОКС, нет патологических потоков, турбулентных потоков и других признаков, указывающих на процессы фиброза, сморщивания, кальциноза и других патологических признаков.
(конец фрагмента 2)
