|
Скачать 0.77 Mb.
|
На правах рукописи ИВАШКИН Александр Николаевич «ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЭПИТЕЛИАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРИОКОНСЕРВИРОВАННЫХ ЖИЗНЕСПОСОБНЫХ ДЕРМОТРАНСПЛАНТАТОВ И ЖИВОГО ЭКВИВАЛЕНТА КОЖИ» 14.00.27-хирургия 14.00.22 - травматология и ортопедия. А в т о р е ф е р а т диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук Москва 2009 Работа выполнена в Государственном институте усовершенствования врачей Министерства обороны Российской Федерации
Ведущая организация: Национальный медико-хирургический центр им. Н.И. Пирогова Защита состоится « 16 » июня 2009 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 215.009.01 при Государственном институте усовершенствования врачей Министерства обороны Российской Федерации по адресу: 107392, г. Москва, ул. Малая Черкизовская, 7. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного института усовершенствования врачей МО РФ. Автореферат разослан « » марта 2009 г. ВрИО ученого секретаря диссертационного совета Доктор медицинских наук Асташов Владимир Леонидович ^ Рост числа травм и ожогов, увеличение количества больных с трофическими язвами и длительно незаживающими ранами, старение населения обусловливают необходимость поиска новых малотравматичных и относительно недорогих методов для местного лечения ран. Наиболее перспективным подходом к проблеме лечения ран и ожогов является биотехнологический, позволяющий значительно расширить арсенал методов лечения этих патологий и улучшить результаты. Особенно перспективными оказались биологические и биосинтетические средства, основанные на использовании аллогенных клеток и тканей. Несмотря на широкий выбор современных лекарственных средств и перевязочных материалов, в клинической практике нет искусственного покрытия, которое по своим физиологическим свойствам приближалось бы к коже человека (Бурмистров В.Н., 1986, Киселев И.В., 2000). Во всех развитых странах мира успешно функционируют Банки тканей. В США на сегодняшний день их насчитывается более тысячи, действует Ассоциация тканевых Банков, которая выполняет важные мобилизационные функции. Такие запасы позволяют, в частности, временно замещать пораженные кожные покровы на этапах эвакуации пострадавших или позволяют закрывать раневой дефект в период лечения. В ходе оказания помощи пострадавшим от террористического акта в г.Нью-Йорке (11.09.2001) было использовано около 14 м2 донорской кожи и 200 м2 выделено в качестве неприкосновенного запаса на случай чрезвычайных ситуаций. Самый крупный Банк тканей создан в 304 армейском госпитале в Пекине (Китай). В нем хранится более 200 м2 аллодермотрансплантатов (Васильев А.В., 2004). В зарубежных банках кожи используется технология хранения кожи в глицерине, что не обеспечивает сохранения ее жизнеспособности при длительном хранении (Kearney J.N, 1998). Преимущества использования жизнеспособных дермотрансплантатов становятся более очевидны при лечении больных пожилого и старческого возраста, раненых и пострадавших в тяжелом состоянии, пациентов с тяжелой сопутствующей патологией, для которых любое оперативное пособие может привести к значительному ухудшению состояния и необратимым последствиям (May S.R., 1980, Gram A.E., 1983). В нашей стране аллогенные ткани для лечения ран практически не применяются. Также отсутствуют структуры (Банки кожи), предназначенные для хранения тестированных запасов аллогенных тканей, отсутствуют доступные технологии заготовки, хранения и использования аллогенной кожи, хотя спрос на данные материалы есть. Годовые потребности только Московского ожогового центра НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского превышают 30 м2 ежегодно, а таких центров и специализированных отделений в нашей стране насчитывается не менее семидесяти (Васильев А.В., 2004). В связи с этим коллектив кафедры военно-полевой (военно-морской) хирургии Государственного института усовершенствования врачей МО РФ совместно с сотрудниками лаборатории проблем клеточной пролиферации Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН на протяжении последних лет проводит научные исследования в сфере разработки и создания биологических и биосинтетических покрытий. ^ Улучшить результаты лечения обширных раневых дефектов (в том числе у пациентов с травматическими отрывами конечностей и открытыми переломами костей), длительно незаживающих ран и трофических язв путем разработки, обоснования и внедрения в клиническую практику современной технологии заготовки, хранения и использования криоконсервированных жизнеспособных дермотрансплантатов и живого эквивалента кожи. ^
^ Установлено, что длительно незаживающие раны и трофические язвы, вне зависимости от факторов, обусловивших их развитие, характеризуются стереотипными изменениями со стороны состава воспалительного инфильтрата и внеклеточного матрикса: преобладанием клеток моноцитарно-макрофагального ряда в воспалительном инфильтрате в сочетании с недостаточным количеством Т-хелперов/Т-супрессоров; снижением содержания коллагена III типа, накоплением тенасцина и плазменной формы фибронектина, изменением типичной локализации ламинина, минимальным количеством миофибробластов в области раневого дефекта. Выявлены изменения со стороны медиаторных систем, регулирующих ход воспалительно-репаративной реакции: обнаружены повышенное накопление провоспалительных цитокинов (IL-1, MIP-1/MIP-1) и нарушение их нормального соотношения, отсутствие фиброгенных факторов роста (TGF-1, bFGF) в сочетании с повышенной активностью матриксной металлопротеиназы - 9 в области раны. Установлено, что данные изменения становятся выраженными в раневых дефектах, существующих более 3 месяцев. Данный интервал времени предлагается использовать для разделения определений «длительно незаживающая рана» и «трофическая язва». Установлено, что после трансплантации криоконсервированных жизнеспособных дермотрансплантатов в ране происходит нормализация экспрессии провоспалительных цитокинов, активизация продукции факторов роста, снижение активности матриксной металлопротеиназы - 9. Это способствует формированию нормального внеклеточного матрикса, провизиональной базальной мембраны и заживлению ран. Выявлены особенности репаративных процессов после трансплантации криоконсервированных жизнеспособных дермотрансплантатов - сохранение в течение всего процесса заживления раны инфильтрации моноцитами/макрофагами и минимального количества миофибробластов, поэтому заживление раны происходит без контракции и формирования рубца. Разработана современная отечественная технология заготовки, хранения и клинического применения криоконсервированных жизнеспособных дермотрансплантатов (как аллогенных, так и аутологичных) с использованием оригинального консерванта «Криодерм». Данная технология позволяет максимально поддерживать жизнеспособность и морфо-функциональные свойства дермотрансплантатов и подразумевает использование нескольких температурных режимов хранения дермотрансплантатов. Доказана высокая клиническая эффективность модифицированного отечественного живого эквивалента кожи, разработанного в Институте биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН. С учетом накопленного опыта в гель, содержащий фибробласты, была заключена биологически нетоксичная сетка, которая придает всей конструкции прочность, предотвращает горизонтальную контракцию геля и облегчает процесс трансплантации. ^ Результаты исследований могут служить основой для разработки принципов и подходов широкого применения жизнеспособных криоконсервированных алло(ауто)дермотрансплантатов в клинической практике и военной медицине в целом. Данная технология и консервант «Криодерм» могут быть использованы при развертывании в нашей стране Банков кожных и клеточных трансплантатов. Применение новых биотехнологических методов воостановления кожного покрова позволяет выйти на более высокий уровень лечения, снизить летальность и инвалидизацию больных, сократить сроки лечения в стационарах и амбулаторных условиях, в целом поменять взгляды клиницистов на давно устоявшиеся принципы лечения длительно незаживающих ран, трофических язв и обширных раневых дефектов. Особенно в тех случаях, когда тяжесть состояния больного или наличие сопутствующей патологии не позволяют проводить активную хирургическую тактику. Результаты данной работы могут быть использованы в отделениях гнойной хирургии и травматологии, как в больницах, так и в поликлиниках. ^ :
Работа выполнена на кафедре военно-полевой хирургии Государственного института усовершенствования врачей МО РФ, в лаборатории проблем клеточной пролиферации Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН (руководители - д.б.н. Терских В.В., д.б.н. Васильев А.В.). Морфологические исследования проведены и консультированы в лаборатории клеточной и молекулярной патологии Московской Медицинской Академии им. И.М. Сеченова (заведующий – д.м.н. Иванов А.А.). ^ Материалы диссертации доложены и обсуждены на: 69 заседании секции военно-полевой хирургии Хирургического общества г.Москвы и Московской области, 2000; Всеармейской научно-практической конференции «Особенности оказания медицинской помощи, лечения раненых и больных с боевой хирургической и терапевтической травмой в локальных войнах и вооруженных конфликтах».-СПб, 2000; Научно-практической конференции «Актуальные вопросы оказания медицинской помощи в городской многопрофильной клинической больнице», посвященной 125-летию городской клинической больницы №29 «Утоли моя печали».- М., 2000; Международном российско- германском симпозиуме «Хирургия повреждений мирного и военного времени».- М., 2001; II Конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины».- М., 2001; 18-м Европейском Конгрессе патологов.- Берлин, Германия - 2001; Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы современной тяжелой травмы», посвященной 70- летию кафедры ВПХ ВМА. - СПб, 2001; Северо - кавказкой научно- практической конференции, посвящённой 20-летию кафедры военно-полевой хирургии Ростовского государственного медицинского университета «Достижения и проблемы современной военно-полевой и клинической хирургии». - г.Ростов - на - Дону, 2002; Международном хирургическом конгрессе «Актуальные проблемы современной хирургии». – М., 2003; Международной конференции. «Хирургические инфекции: профилактика и лечение». – М., 2003; Всероссийской конференции хирургов «Совершенствование специализированной медицинской помощи в многопрофильном стационаре», посвящённой 80-летнему юбилею профессора В.П.Петрова. - М., 2003; 14 международной конференции российского общества ангиологов и сосудистых хирургов «Новые тенденции в сосудистой хирургии и флебологии».– г.Ростов-на Дону, 2003; 4 международном конгрессе по пластической реконструктивной и эстетической хирургии (IV ICPRAS). – Ярославль, 2003; Международной конференции «Хирургические инфекции: профилактика и лечение». – М., 2003; Конференции посвященной, 300-летию ГВКГ им. Н.Н. Бурденко «Ведущий многопрофильный госпиталь страны: основные функции, достижения и направления развития». - М.-2006; 3-м международном конгрессе «Современные технологии в травматологии и ортопедии».- РУДН, М.-2006; 6 всеармейской международной конференции «Инфекции в хирургии мирного и военного времени».- М., 2006; III Международном салоне вооружения и военной техники «МВСВ-2008» «Оказание медицинской помощи подразделениями военно-полевой медицины в условиях полевого госпиталя». - М., 2008. ^ Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры военно-полевой (военно-морской) хирургии Государственного института усовершенствования врачей МО РФ, в лечебную работу отделения гнойной хирургии, травматологических отделений ГКБ №29 им. Н.Э.Баумана г.Москва, ГКБ г.Мытищи (Московская область). По теме диссертации опубликовано 42 работы в центральной печати и региональных сборниках, в том числе опубликовано два учебно-методических пособия и две монографии:
Материалы диссертации использовались при организации первой в Российской Федерации и в странах СНГ «Медицинской лаборатории тканевых трансплантатов (банка кожных и тканевых трансплантатов)» на базе СПК Главного военного клинического госпиталя им. Н.Н. Бурденко МО РФ в соответствии с «Решением межведомственного совещания…» от 24.07.2004 г., утвержденного начальником ГВМУ МО РФ и директором Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН. ^ Диссертационная работа изложена на 313 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы (145 отечественных и 204 зарубежных источника). Работа иллюстрирована 27 таблицами и 81 рисунком. ^ Характеристика клинических наблюдений и методов обследования Основные лабораторные, экспериментальные и клинические исследования выполнены в период с 1998 по 2008 годы на базе ГКБ№ 29 им.Н.Э.Баумана г. Москвы, ГКБ г. Мытищи (Московская область), Института Биологии Развития РАН им. Н.К. Кольцова РАН и Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова. ^ Необходимым условием для сохранения физиологических свойств и хорошего приживления дермотрансплантата является его высокая жизнеспособность, которая определяется технологией забора, зависит от выбранного консерванта и метода хранения дермотрансплантата. Основным источником для создания запасов жизнеспособных дермотрансплантатов и получения аллогенных кератиноцитов является кадаверная кожа. С целью определения возможных сроков ее забора была оценена жизнеспособность кожи в различные сроки после смерти донора, табл. 1. Для определения жизнеспособности кожи был использован комплекс методов: культивирование выделенных кератиноцитов in vitro, тест на исключение кератиноцитами красителя - трипанового синего и оценка синтеза белка по включению меченого лейцина. Кроме этого, для оценки структуры кожи было применено гистологическое исследование. Установлено, что кожа, взятая в течение 17 часов после смерти донора, может использоваться для создания запасов жизнеспособных кожных трансплантатов. Однако, поскольку одним из факторов, определяющих конечный результат хранения, является исходная жизнеспособность кожи, предпочтительным является использование кожи, полученной как можно в более ранние сроки после смерти. При этом необходимо учитывать возраст доноров, сопутствующую патологию, сроки и причину смерти, а также условия хранения трупа после смерти. В жаркое время года или при нахождении трупа в помещении с температурой выше 200С явления аутолиза развиваются быстрее. В этих случаях предельно допустимые сроки должны быть сокращены до 3-4 часов после смерти. Таблица 1 Результаты оценки жизнеспособности дермотрансплантатов в зависимости от сроков забора после смерти донора
С целью выбора оптимальных условий хранения было изучено влияние различных сред и температурных режимов на жизнеспособность кожи. В результате исследований была создана среда для криоконсервации «Криодерм» ТУ 9385-012-45171785-2007. Регистрационное удостоверение №ФСР 2007/01248 от 22 ноября 2007 года. После хранения в консерванте «Криодерм», содержащем эпидермальный фактор роста, происходит иммобилизация части эпидермального фактора роста на аллодермотрансплантат, что оказывает влияние на репаративные процессы, протекающие в ране. В качестве температурного режима хранения использовались: -180С и -700С. Температурный режим -180С легко достижим в морозильных камерах обычных бытовых холодильников. Предельный рекомендованный срок хранения кожи при -180С составляет 10 суток. При -700С - 30 -45 суток, при -1960С кожа остается жизнеспособной не менее одного года. Окончательно же определить возможные сроки хранения каждого конкретного образца кожи можно, только лишь зная его исходную жизнеспособность. При работе по забору аллодермотрансплантатов руководствовались директивой начальника Главного военно-медицинского управления МО РФ ДМ-9, от 20 марта 1996 г. «Об организации заготовки и трансплантации донорских органов в военных лечебных учреждениях». Заготовка тканей осуществлялась после осмотра трупа судебно-медицинским экспертом (согласно «Правилам судебно-медицинской экспертизы трупа» от 01 января 1997 г.), который давал разрешение на изъятие тканей и ознакомления с сопровождающими труп документами. Взятие кадаверной кожи осуществляли при помощи электродерматома толщиной около 0,3 мм в условиях перевязочной, с соблюдением правил асептики и антисептики. В основном в качестве доноров использовались пострадавшие с тяжелой сочетанной травмой – 47%. Интервал времени с момента летального исхода до забора кожного трансплантата составил 12,4+2,7 часа. Обусловлен оформлением необходимых документов (посмертный эпикриз, сопроводительные документы и т.д.) и временем, необходимым для доставки трупа на специальном транспорте из лечебного учреждения в патологоанатомическое (судебно-медицинское) отделение. Всего было заготовлено около 22000 см2 аллогенной кожи от 21 донора. С одного донора осуществлялся забор от 500 до 1500 см2 аллокожи. Срок хранения - до 10 суток. Он был связан с необходимостью получить и оценить результаты вскрытия донора, данные анализов, а также максимальным сроком хранения жизнеспособной кожи при использованном температурном режиме хранения –180С. Размораживание закрытых флаконов с криоконсервированной кожей производили в водяной бане или под проточной водой при температуре +380С…+420С до полного исчезновения кристаллов льда непосредственно перед проведением трансплантации. «Живой эквивалент кожи», информация о методе. Трансплантат представляет собой многокомпонентную трехмерную структуру. Характеристики и биологические свойства живого эквивалента кожи максимально приближены к характеристикам и свойствам живой ткани, это дает возможность использовать его в качестве заместителя утраченных полнослойных дефектов кожи. Восстановление целостности кожного покрова происходит за счет его приживления после трансплантации, стимуляции репаративных процессов в ране и формирования в месте трансплантации эпидермального и дермального слоев кожи. Источником для получения постнатальных кератиноцитов и фибробластов человека служит кожа, получаемая в ходе пластических операций. С целью обеспечения биологической безопасности доноры исходного материала подвергаются тестированию на ВИЧ, сифилис, гепатиты В и С. Культивирование клеток и приготовление живого эквивалента кожи производится в стерильных условиях лабораторного бокса. Трансплантат поставляется в чашках Петри диаметром 9 см в стерильной упаковке. Транспортировка осуществляется в термоизолирующих контейнерах. Возможные сроки хранения составляют 48 часов в термостате при температуре от +26 до +370С. Живой эквивалент кожи (ЖЭК) представляет собой гелеобразную субстанцию розового цвета, включающую синтетическую сетчатую основу (Рис. 1.) ![]() ^ Критерии готовности раневой поверхности – аналогичны требованиям, предъявляемым к раневой поверхности перед аутодермопластикой. Первая перевязка после трансплантации осуществляется на 5-е сутки после трансплантации. При промокании повязки гнойным отделяемым перевязка производится немедленно. При отсутствии признаков инфекционных раневых осложнений последующие перевязки производятся на 5-е сутки от предыдущей. При необходимости выполняется повторная трансплантация. ^ Для решения поставленных задач был выполнен анализ материалов собственных наблюдений и ретроспективное изучение историй болезней 445 пациентов, находившихся на лечении с 1998 по 2008 гг. в городской клинической больнице №29 «Утоли моя печали»г.Москва и ГКБ г. Мытищи (Московская область). В зависимости от этиологии заболевания и проводимой тактики лечения было выделено 14 групп больных (7 основных и 7 контрольных), табл. 2. Больным всех групп проводили лечение в соответствии с основным заболеванием и сопутствующей соматической патологией. Назначались антибиотики широкого спектра действия. В дальнейшем производилась коррекция антибиотикотерапии в соответствии с результатами антибиотикограммы. По показаниям проводили инфузионную терапию, противовоспалительную, общеукрепляющую и иммунотерапию. Назначали физиотерапию, лечебную физкультуру. Раневой дефект при поступлении в стационар обрабатывали раствором антисептика, некротизированные ткани удаляли механическим путем, накладывали повязки с протеолитическими ферментами, а в дальнейшем мази на водорастворимой основе («Левосин», «Левомеколь»). Таблица 2 Распределение пациентов по группам.
*О - основная группа, К-контрольная группа При распределении больных в зависимости от этиологии заболевания в первой группе превалировали длительно незаживающие раны после рожистого воспаления (некротические формы) и выполненной в хирургическом стационаре некрэктомии; они составили 33,3%. Значительную часть - 22,8%, составили пациенты после отморожения дистальных отделов конечностей III-IY степени и выполненной в хирургическом стационаре некрэктомии. Вторую группу составляли, в основном, трофические язвы, возникшие на фоне варикозного изменения сосудов нижних конечностей, - 47,2%. Раневые дефекты у пострадавших, лечившихся с использованием криоконсервированных жизнеспособных аутологичных дермотрансплантатов и живого эквивалента кожи ( |