Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ТРАНСПЛАНТАЦИИ ТРАХЕАЛЬНО-ЛЕГОЧНОГО КОМПЛЕКСА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Изобретение относится к области медицины, в частности к трансплантологии, к способу пересадки трахеально-легочного комплекса в анатомическом эксперименте.

Лечение тяжелых сочетанных заболеваний трахеи и легких представляет собой трудную задачу в хирургии. Используемые методы трансплантации легких (Couraud L., Baudet Е., Nashef S.A.M. et al. ′′Lung transplantation with bronchial revascularisation. Surgical anatomy, operative technique and early results′′ // Eur. J. Cardio-thorac. Surg., 1992, #6, pp.490-495; Cooper J.D. ′′The evolution of techniques and indications for lung transplantation′′ // Annals of surgery, 1990, Vol 212, #3, pp.249-255; Pasque M.K., Cooper J.D., Kaiser L.R. et al. ′′Improved technique for bilateral lung transplantation: rationale and initial clinical experience′′ // Ann Thorac Surg. 1990, Vol. 49, #5, pp. 785-791) не позволяют выполнить замещение пораженной болезнью трахеи, в связи с чем разработка новых способов лечения вышеуказанной патологии до настоящего времени является актуальной.

Известен способ трансплантации реваскуляризированного тиреотрахеодвулегочного комплекса (Паршин В.Д., Жидков И.Л., Базаров Д.В. и др. «Трансплантация реваскуляризированного тиреотрахеолегочного комплекса (экспериментальное исследование)» - «Хирургия», №8. - 2012. - С.9-12). В описываемой статье авторы приводят протоколы анатомического исследования и эксперимента на лабораторных животных (на модели свиньи). Методика, описанная в анатомическом исследовании, несколько отличается от той, которую авторы используют в эксперименте на животных (разъяснения о причине различий в статье не представлены). Однако в целом метод заключается в следующем:

- у донора выполняют доступ путем полной продольной стернотомии и поперечной цервикотомии; фармако-холодовую консервацию авторы предлагают выполнять путем комбинированной перфузии через легочную артерию и восходящую аорту; изъятие тиреотрахеально-двулегочного комплекса производится после (или единым блоком с последующим разделением на препаровочном столе) изъятия сердца, рассечения медиастинальной плевры, отсечения мышц шеи, с сохранением участка непарной вены, которая должна остаться связанной с правым главным бронхом, с сохранением мышечной (из левого предсердия) манжеты вокруг легочных вен, с сохранением дуги и нисходящего отдела аорты; в анатомическом исследовании точно не указывается на необходимость пересечения пищевода, однако в протоколе экспериментальной операции на модели свиньи точно говорится о необходимости пересечения пищевода и его совместное удаление с трансплантатом;

- на препаровочном столе выполняется препарирование и подготовка трансплантата путем удаления пищевода и удаления излишков мягких тканей, выделение нижних щитовидных артерий и вен, выделение бронхиальных артерий, выделение дуги непарной вены, разделение легочных артерий и мышечных предсердных площадок, содержащих устья легочных вен;

- у реципиента доступ осуществляется комбинированным способом - поперечная цервикотомия, частичная продольно-поперечная стернотомия и двусторонняя переднебоковая торакотомия; после подключения аппарата искусственного кровообращения выполняют двустороннюю пневмонэктомию и удаление трахеи с главными бронхами; трансплантат размещают в грудной клетке реципиента; выполняют анастомозы легочных артерий и легочных вен, при этом авторы указывают на их предпочтение в выполнении раздельных анастомозов правой и левой легочных артерий и правой и левой «площадок» с легочными венами, окруженных мышечной манжетой, с боковыми стенками левого предсердия; выполнение анастомоза непарной вены донора с непарной веной реципиента, анастомоз бронхиальной артерии с аортой, нижних щитовидных артерий и вен в плечеголовной артериальный и венозный стволы, соответственно; выполнение анастомоза трахеи; отключение аппарата искусственного кровообращения.

Однако описанный способ имеет ряд недостатков, которые определяют сложность и трудности его повторения в анатомическом эксперименте и препятствуют его возможности применения в клинических условиях:

1) с целью восстановления венозного оттока от нижней трети трахеи и главных бронхов авторы предлагают использовать непарную вену органного донорского комплекса, анастомозируя ее с аналогичной веной реципиента. По нашим данным, полученным в ходе анатомического исследования путем выполнения наливок у трупов людей через непарную вену с последующим препарированием этой области и оценки области венозного оттока по окраске слизистой оболочки трахеи и бронхов, непарная вена является местом венозного оттока от трахеи и бронхов не более, чем в 50-60% случаев, что, безусловно, критически мало для применения метода в клинической практике. Также важно отметить, что сохранение непарной вены в составе органного донорского комплекса в ходе операции изъятия донорских органов в клинической практике весьма проблематично при условии мультиорганного изъятия. И, наконец, предлагаемый венозный анастомоз в значительной степени подвержен риску тромбоза, что обусловлено скоростью кровотока в данном сосуде:

2) с целью восстановления системы легочных вен авторы предлагают две методики, при этом отдавая предпочтение той, которая подразумевает раздельное анастомозирование объединенных площадок легочных вен каждого легкого с боковой стенкой левого предсердия. Однако, на основании наших данных, считаем принципиальным выполнение анастомоза целиком всей задней и боковых стенок левого предсердия с устьями легочных вен, а не только устий легочных вен, окруженных предсердной манжетой;

3) в описании протокола донорского изъятия органного донорского комплекса авторы не дают точных указаний на способ и метод отделения трансплантата от пищевода, а в описании эксперимента на лабораторных животных присутствует указание на необходимость его пересечения, что, безусловно, невозможно в клинических условиях донорского изъятия, в связи с высоким риском инфицирования трансплантата содержимым верхних отделов желудочно-кишечного тракта;

4) использованный авторами комбинированный доступ двусторонней торакотомии с частичной продольно-поперечной стернотомией и цервикотомией очень травматичен. И у донора и у реципиента, по данным нашего исследования, возможно выполнение операции через стернотомию с цервикотомией.

Таким образом, задачей нашего изобретения является создание простого в исполнении и менее инвазивного способа пересадки трахеально-легочного комплекса с прилежащей к трахее щитовидной железой с сохранением окружающих трахею и щитовидную железу мягких тканей, содержащих нижние щитовидные артерии и вены, который может быть доступной моделью для последующего использования в клинических условиях, обеспечивающего надежную жизнеспособность всех структур пересаживаемого комплекса путем восстановления адекватного артериального кровоснабжения и венозного оттока.

Поставленная задача достигается способом пересадки трахеально-легочного комплекса с прилежащей к трахее щитовидной железой с сохранением окружающих трахею и щитовидную железу мягких тканей, содержащих нижние щитовидные артерии и вены в эксперименте, при котором первым этапом у донора осуществляют доступ посредством полной продольной стернотомии и поперечной цервикотомии, перфузию консервирующего раствора производят в дугу аорты и легочный артериальный ствол, единым блоком изымают трахеально-легочный трансплантат с прилежащей к трахее щитовидной железой, с дугой аорты и отходящими от нее сосудами и нисходящим отделом аорты с отходящими от нее бронхиальными артериями, с сохранением окружающих трахею и щитовидную железу мягких тканей, содержащих нижние щитовидные артерии и вены, сc охранением всей задней и боковых стенок левого предсердия, с устьями легочных вен, с сохранением паратрахеальной и бифуркационной клетчатки в виде пирамиды, содержащей бронхиальные артерии и вены, с сохранением участка легочного ствола в области его бифуркации, при этом пищевод отделяют от трансплантата на всем протяжении тупым путем скользящим движением ладони, после рассечения задней стенки перикарда в области его перехода на диафрагму, вторым этапом у реципиента выполняют доступ посредством полной продольной стернотомии и поперечной цервикотомии, подключают аппарат искусственного кровообращения, выделяют и пересекают трахею в верхней трети, выполняют двустороннюю пневмонэктомию и резекцию трахеи реципиента одним блоком, в грудную клетку реципиента переносят трахеально-легочный трансплантируемый комплекс, для чего туннелизируют заднее средостение, проводят в шейную область донорскую трахею в комплексе со щитовидной железой и щитовидными сосудами, размещая донорские легкие в плевральных полостях через разрезы перикарда и медиастинальной плевры, выполняют анастомозы легочного ствола донора и реципиента, целиком всей задней и боковых стенок трансплантата с задней стенкой левого предсердия реципиента, накладывают анастомоз между трахеей донора и реципиента в шейной части, после чего выполняют реперфузию донорских легких и отключают аппарат искусственного кровообращения, сшивают бронхиальные и нижние щитовидные артерии и нижние щитовидные вены донорского комплекса с сосудами реципиента для реваскуляризации донорского трахеобронхиального дерева.

Практически способ осуществляется следующим образом: у донора выполняют доступ путем полной продольной стернотомии и широкой цервикотомии по нижней переходной складке шеи. Выполняют обратную Т-образную перикардотомию, выделяют верхнюю и нижнюю полые вены, восходящий отдел и дугу аорты, легочный ствол и место его бифуркации. Широко рассекают медиастинальную плевру для доступа в плевральные полости, после чего оценивают состояние легких донора. В левой плевральной полости над диафрагмой выделяют нисходящий отдел аорты для возможности последующего пережатия аорты в этой области (выполнение этого действия не нужно в случае одновременного изъятия у донора абдоминальных органов, так как для осуществления перфузии абдоминальных органов аорту пережимают тотчас ниже диафрагмы). Накладывают кисетные швы на дугу аорты и на переднюю стенку легочного ствола, через которые в эти сосуды вводят аортальные канюли диаметром 24 Fr, швы затягивают. Для введения консервирующего раствора для перфузии сердца в восходящий отдел аорты вводят кардиоплегическую канюлю, которую фикисруют Z-образным швом. Через установленные канюли производят перфузию охлажденного консервирующего раствора. Одновременно рассекают верхнюю и нижнюю полые вены, пережимают аорту на уровне восходящей части (между аортальной и кардиоплегической канюлями) и в наддиафрагмальном отделе (при условии изъятия абдоминальных органов данное действие не производится), рассекают левое предсердие на середине расстояния между его ушком и левой верхней легочной веной. По характеру отделяемого из верхней полой вены и левого предсердия оценивают степень отмывки трахеально-легочного комплекса, отмывку осуществляют до поступления чистого консервирующего раствора. После завершения перфузии сердца производят его изъятие путем отсечения боковых с устьями легочных вен и задней стенок левого предсердия, пересечения аорты по месту пережатия, пересечение легочного ствола на 0,5-1 см ниже его бифуркации. Затем рассекают заднюю стенку перикарда на 2 см выше места его перехода на диафрагмальную поверхность, визуализируют стенку пищевода, тупым путем скользящим движением ладони туннелизируют заднее средостение кпереди от пищевода вплоть до верхней трети трахеи. После выворачивания левого легкого из левой плевральной полости в операционную рану выделяют грудной отдел аорты в области 4-5 ребер, где ее пересекают в поперечном направлении. Путем потягивания задней стенки перикарда и всего левого легкого под визуальным контролем рассекают плевру в области легочной связки. Путем введения пальца в просвет грудной аорты в направлении к дуге потягивают аорту, а также левое легкое и перикард, и под визуальным контролем рассекают медиастинальную плевру позади грудной аорты и дуги. После выворачивания правого легкого из правой плевральной полости в операционную рану, путем потягивания задней стенки перикарда и правого легкого, под визуальным контролем рассекают плевру легочной связки и позади корня правого легкого вплоть до дуги непарной вены, которую тоже пересекают. Затем пересекают сухожилия грудино-ключично-сосцевидных и подподъязычных мышц по верхнему краю подключичных вен и у места прикрепления к грудино-ключичному суставу и рукоятке грудины, отсепаровывают мышечные лоскуты краниально. Рассекают париетальную плевру в области купола плевральной полости с двух сторон, рассекают сухожилия лестничных мышц у места их прикрепления к первому ребру, пересекают подключичные артерии и вены у латеральных краев лестничных мышц. Пересекают перстнещитовидную мембрану, извлекают трахеально-легочный комплекс с прилежащей к трахее щитовидной железой, с сохранением окружающих трахею и щитовидную железу мягких тканей, содержащих нижние щитовидные артерии и вены. С целью предотвращения инфицирования тканей трансплантата, из мышечной ткани и клетчатки комплекса выкраивают лоскут, которым закрывают верхний конец донорской трахеи и фиксируют наложением циркулярного шва. Затем препарируют сосуды трансплантата: выделяют бронхиальные и нижние щитовидные артерии, иссекают излишки мягких тканей, при этом сохраняют паратрахеальную и бифуркационную клетчатку в виде пирамиды, иссекают стенки дуги и нисходящего отдела аорты.

Вторым этапом на реципиенте выполняют полную продольную стернотомию и поперечную цервикотомию по нижней кожной складке шеи. Вскрывают перикард по средней линии. Выделяют легочный ствол и грудной отдел трахеи. Из цервикотомиии мобилизуют шейный отдел трахеи. Подключают искусственное кровообращение. Проводят кардиоплегию. Пересекают трахею в шейном отделе. Пересекают легочный ствол, рассекают левое предсердие по устьям легочных вен. Выделяют и удаляют легкие одним блоком с трахеей. Рассекают боковые стенки перикарда и медиастинальную плевру с двух сторон полулунным разрезом позади диафрагмальных нервов, через который проводят легочную составляющую трахеально-легочного трансплантата, размещая легкие в плевральных полостях, при этом левое легкое проводят через аортальное окно, правое позади верхней полой вены. Выполняют туннелизацию средостения, в шейную область проводят трахеальную составляющую трансплантата с прилежащей щитовидной железой, с сохранением окружающих трахею и щитовидную железу мягких тканей, содержащих нижние щитовидные артерии и вены, необходимыми для восстановления кровообращения в верхних 2/3 трахеи. Предсердную площадку трансплантата помещают позади сердца. Восстановление венозного оттока малого круга кровообращения осуществляют наложением анастомоза целиком всей задней и боковых стенок трансплантата с задней стенкой левого предсердия реципиента. Затем сшивают легочный ствол реципиента и донорского комплекса.

Накладывают трахеотрахеальный анастомоз «конец-в-конец». Отключают искусственное кровообращение, начинают искусственную вентиляцию легких через донорскую трахею. Сшивают бронхиальные артерии «конец-в-бок» с аортой или внутренней грудной артерией, для чего допустимо использование сосудистых вставок из аутовены для увеличения длины сосуда. Нижние щитовидные артерии сшивают «конец-в-бок» с плечеголовным стволом или прилежащими общими сонными артериями, нижние щитовидные вены анастомозируют с левой плечеголовной веной.

Предлагаемый способ реализован в представленном примере.

Анатомический эксперимент.

Объекты: донор - труп мужчины, 58 лет, рост 178 см, вес около 70 кг; реципиент - труп мужчины, 65 лет, рост 175 см, вес коло 70 кг.

Протокол операции - изъятия донорского трансплантируемого комплекса.

В положении на спине с руками, закинутыми к голове. Воротникообразный разрез на уровне ключиц и яремной вырезки грудины длиной 25 см, от которого продолжен продольный разрез в проекции середины грудины. Полная продольная стернотомия, срединная лапаротомия. Широко вскрыты обе плевральные полости путем рассечения медиастинальной плевры и частичного отсечения диафрагмы от реберной дуги. Осмотр и пальпация легких. Обратная Т-образная перикардотомия, стенки перикарда прошиты швами-держалками. Выделена верхняя и нижняя полые вены, которые взяты на тесемочные держалки. Выделен восходящий отдел аорты, взят на тесемочную держалку. Выделен легочный артериальный ствол, взят на тесемочную держалку. На передней стенке восходящего отдела аорты наложен Z-образный шов нитью пролен 3-0, в аорту установлена кардиоплегическая канюля, которая затянута и фиксирована. На начальный отдел дуги аорты наложено два встречных кисетных шва диаметром 1,5 см нитью пролен 3-0, в дугу аорты установлена аортальная канюля 24 Fr, которая затянута и фиксирована. На переднюю стенку легочного артериального ствола на 1 см ниже области бифуркации наложено два встречных кисетных шва диаметром 1,5 см нитью пролен 3-0, в легочный ствол установлена аортальная канюля 24 Fr, которая затянута и фиксирована. Рассечена круглая и венечная связки печени, рассечена треугольная связка печени в области левой доли, выделен абдоминальный отдел аорты тотчас под диафрагмой, взят на турникет. Рассечена верхняя и нижняя полые вены, зажим на восходящий отдел аорты между кардиоплегической канюлей и аортальной канюлей, установленной в дуге аорты. Затянут турникет на абдоминальном отделе аорты, вскрыто левое предсердие широким разрезом на середине расстояния между его ушком и левой верхней легочной веной. Одновременно начата перфузия консервирующего раствора в легочный артериальный ствол, в восходящий отдел и дугу аорты. Получен отток консервирующего раствора из разреза в левом предсердии, из нижней и верхней полой вен. Перфузия консервирующего раствора остановлена, все канюли извлечены, фиксирующие швы затянуты и завязаны. При потягивании сердца кверху и вправо визуализирована стенка левого предсердия, разрез на которой продолжен в стороны верхней и нижней легочных вен на правой стороне. Восходящая аорта рассечена по месту пережатия. Легочный артериальный ствол рассечен на 1 см ниже места его бифуркации. Извлечен сердечный трансплантат. Затем рассечена задняя стенка перикарда на 2 см выше места его перехода на диафрагмальную поверхность, визуализирована стенка пищевода, тупым путем тупым скользящим движением ладони туннелизировано заднее средостение кпереди от пищевода вплоть до средней трети трахеи. После выворачивания левого легкого из левой плевральной полости в операционную рану выделен грудной отдел аорты в области 4-5 ребер, где она пересечена в поперечном направлении. При потягивании задней стенки перикарда и всего левого легкого под визуальным контролем рассекают плевру в области легочной связки. Путем введения пальца в просвет грудной аорты в направлении к дуге, потягивают аорту вверх, а также левое легкое и перикард, под визуальным контролем рассечена медиастинальная плевра позади грудной аорты и дуги. Левое легкое уложено в левую плевральную полость. После выворачивания правого легкого из правой плевральной полости в операционную рану, путем потягивания задней стенки перикарда и правого легкого, под визуальным контролем рассечена плевра легочной связки и позади корня правого легкого вплоть до дуги непарной вены, которую тоже пересечена. Правое легкое уложено в правую плевральную полость. Затем пересечены сухожилия грудино-ключично-сосцевидных и подподъязычных мышц по верхнему краю подключичных вен и у места прикрепления к грудино-ключичному суставу и рукоятке грудины, мышечные лоскуты выделены краниально. Выделен комплекс трахея-легкие с прилежащей щитовидной железой с сохранением окружающих трахею и щитовидную железу мягких тканей, содержащих нижние щитовидные артерии и вены, без пересечения пищевода, пересечена перстне-щитовидная мембрана. Извлечен трахеально-легочный комплекс с прилежащей щитовидной железой с сохранением окружающих трахею и щитовидную железу мягких тканей, содержащих нижние щитовидные артерии и вены с фрагментом дуги и нисходящей аорты и окружающими тканями.

Протокол операции - трансплантация трахеально-легочного комплекса с реваскуляризацией всего трахеобронхиального дерева через нижние щитовидные и бронхиальные сосуды.

В положении на спине с руками, уложенными вдоль туловища. Цервикотомия и полная продольная стернотомия. Продольная перикардотомия, стенки перикарда прошиты швами-держалками. Выделен легочный артериальный ствол. В аортокавальном промежутке выделен грудной отдел трахеи. На шее выделен и мобилизован шейный отдел трахеи. В восходящий отдел аорты и в правое предсердие установлены канюля для проведения искусственного кровообращения. В корень аорты установлена кардиоплегическая канюля для проведения кардиоплегии. Начало полного искусственного кровообращения и кардиоплегия. Пересечена трахея в верхней трети. Пересечен легочный артериальный ствол, рассечено левое предсердие по устьям легочных вен. Выделены и удалены легкие одним блоком с трахеей. Рассечены верхняя и боковые стенки перикарда и медиастинальная плевра полулунным разрезом позади диафрагмальных нервов. Через получившийся разрез проведены легочные составляющие трахеально-легочного трансплантата: левое легкое проведено через аортальное окно, правое позади верхней полой вены. Предсердная площадка трансплантата помещена позади сердца, выполнен анастомоз целиком всей задней и боковых стенок трансплантата с заднней стенкой стенкой левого предсердия реципиента непрерывным швом нитью пролен 3-0. Затем выполнен анастомоз легочного ствола реципиента и донорского комплекса непрерывным швом нитью пролен 4-0. Через туннель заднего средостения в шейную область проведена трахеальная составляющая трансплантата с прилежащей щитовидной железой и щитовидными сосудами. Выполнен трахеотрахеальный анастомоз «конец-в-конец» - мембранозная часть непрерывным швом нитью полигликолид 3-0, хрящевая часть отдельными узловыми швами нитью полигликолид 2-0. Остановка искусственного кровообращения, реперфузия сердца и донорских легких, начало искусственной вентиляции донорских легких через донорскую трахею. Левая бронхиальная артерия анастомозирована по типу «конец-в-бок» с левой внутренней грудной артерией, которая выделена и отделена от грудной стенки. Нижние щитовидные артерии с обеих сторон анастомозированы по типу «конец-в-бок» с плечеголовным стволом. Нижние щитовидные вены на единой венозной площадке вшиты в верхнюю стенку левой плечеголовной вены. Ушивание послеоперационной раны.

Таким образом, предлагаемый способ отличается от известного способа:

1. Составом трансплантируемого комплекса, а именно наличием паратрахеальной и бифуркационной клетчатки в виде пирамиды, сохранением ствола легочной артерии, сохранением задней и боковых стенок левого предсердия с устьями легочных вен, отсутствием в его составе непарной вены.

2. Хирургическим доступом у реципиента, а именно выполнением полной продольной стернотомии и поперечной цервикотомии.

3. Сохранением целостности пищевода во время изъятия донорского комплекса; при этом пищевод отделяют от трансплантата на всем протяжении тупым путем скользящим движением ладони.

4. Методом реваскуляризации легких, а именно выполнением анастомозов между легочными стволами донора и реципиента и анастомоза между целиком задней и боковыми стенками левого предсердия донора и реципиента.

5. Методом реваскуляризации всего трахеобронхиального дерева донорского комплекса, а именно выполнением анастомоза нижних щитовидных артерий и вен для реваскуляризации трахеи и анастомоза и бронхиальной артерии для реваскуляризации надбифуркационной части трахеи и бронхов, венозный отток от надбифуркационной части трахеи и бронхов сохраняется за счет сохранения паратрахеальной и бифуркационной клетчатки в виде пирамиды.

Способ прост в исполнении, может служить доступной моделью для последующего использования в клинических условиях, обеспечивающего надежную жизнеспособность всех структур пересаживаемого комплекса.