Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИИ МИОКАРДА ПРИ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СЕРДЦА

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии, может быть использовано в качестве альтернативного метода хирургического лечения ишемической болезни сердца (ИБС).

Известен способ реваскуляризации миокарда при ИБС, включающий трансмиокардиальную лазерную реваскуляризацию (ТМЛР) в виде самостоятельной терапии (Gregg W. Stone, Paul S. Teirstein, Ronald Rubenstein et al. / A Prospective, Multicenter, Randomized Trial of Percutaneous Transmyocardial Laser Revascularization in Patients With Nonrecanalizable Chronic Total Occlusions / Journal of the American College of Cardiology Vol.39, №10, 2002). Он являлся весьма перспективным методом лечения пациентов с конечной стадией поражения коронарных артерий.

Европейским обществом торакальных хирургов данный метод был рекомендован всем пациентам со стенокардией напряжения 3-4 ФК (функциональный класс), которым предложить существующие способы хирургической помощи (аортокоронарное шунтирование (АКШ), стентирование коронарных артерий) не представлялось возможным.

Однако в последующем, на основании множества исследований, была выявлена высокая летальность при использовании указанного способа, а получаемый эффект не оправдал риски, его сопровождающие.

Известен способ реваскуляризации миокарда при ИБС, предполагающий выполнение ТМЛР в сочетании с АКШ (И.И. Беришвили, Ю.В. Игнатьева, М.Х. Семенов и др. / Влияет ли ТМЛР на результаты операций у больных ИБС с диффузным атеросклеротическим поражением коронарных артерий? / Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, том 14, №6, 2013).

Данный подход применим к пациентам, которым планируется выполнение операции АКШ с неполной реваскуляризацией. В области миокарда с нешунтабельной артерией проводят воздействие лазером (полупроводниковый лазер, СO₂ лазер и другие виды лазера).

По данным литературы, результаты данного метода превосходят результаты хирургического лечения ИБС с неполной реваскуляризацией миокарда. Однако показания к данному способу реваскуляризации миокарда ограничиваются определенным контингентом больных.

Известен способ реваскуляризации миокарда при ИБС, ограничивающийся введением аутологичных стволовых клеток костного мозга (АСККМ) (Bojan Vrtovec, Gregor Poglajen, François Haddad et аl. / Stem cell therapy in patients with heart failure / MDCVJ ⎜ix (1) 2013).

Применение АСККМ в лечении ИБС - весьма перспективное направление. Данный метод нашел применение у пациентов с поражением коронарных артерий, которым невозможно предложить традиционные хирургические вмешательства с прямой реваскуляризацией миокарда.

По данным различных исследований, введение стволовых клеток может выполняться различными путями. Так, возможно введение стволовых клеток интракоронарно, в коронарный синус, в эндокард. Перечисленные варианты осуществляются эндоваскулярно.

Введение стволовых клеток в миокард при лечении сердечной недостаточности сопровождается хорошими результатами, увеличивая сократительную способность миокарда, улучшая перфузию и клинический статус пациентов, однако не позволяет осуществить реваскуляризацию у данного контингента больных в полном объеме.

В качестве прототипа нами выбран способ ТМЛР при ИБС, включающий сочетанное воздействие с использованием системы "PHOENIX" (Guillermo Reyes, Keith В. Allen, Beatriz Aguado, Juan Duarte / Bone marrow laser revascularisation for treating refractory angina due to diffuse coronary heart disease / European Journal of Cardio-thoracic Surgery. №36. 2009. P. 192-194).

Всем пациентам операция по способу-прототипу выполняется под общей анестезией. До вмешательства пациент укладывается на бок в положении лежа. Выполняется трепанобиопсия подвздошной кости с помощью аспирационного троакара с отверстиями по бокам для извлечения костного мозга в условиях операционной после введения пациента в состояние наркоза. В результате получают объем костного мозга около 120 мл. Сосуд для костного мозга предварительно омывается небольшим количеством антикоагулянтов (раствор гепарина) и, после наполнения костным мозгом, помещается в центрифугу, в которой после центрифугирования образуется три слоя: первый слой - плазма, второй - эритроциты и третий - слой стволовых клеток.

С помощью длинной иглы и шприца извлекается слой стволовых клеток около 20 мл. После процедуры забора костного мозга осуществляется операционный доступ - левосторонняя переднебоковая торакотомия в пятом межреберье. Лазерные каналы создаются с помощью прибора Phoenix (Cardiogenesis Corporation, Irvine, CA), который состоит из 1 мм гибкого оптического волокна для 20 Вт гольмиевого лазера (20 W holmium: yttrium-aluminium-garnet laser).

Последнее располагается внутри ручного манипулятора и выдвигается при нажатии на кнопку манипулятора. Внутри манипулятора встроены три выдвигающиеся иглы по его периметру, соединенные по удлинителю с дозатором для доставки АСККМ. Во время перфорации миокарда при выдвижении лазера параллельно выдвигаются иглы и при помощи ассистента происходит одномоментная инъекция концентрата стволовых клеток в миокард.

Однако способ-прототип является достаточно травматичным, так как предполагает три прокола миокарда вокруг формируемого с помощью лазера канала в миокарде и введение относительно большого объема раствора АСККМ, содержащего другие компоненты костного мозга.

Кроме того, жестко фиксированное расстояние между границей сквозного канала в миокарде и областью введения клеток (при одномоментном выполнении этих процедур) не позволяет избирательно вводить АСККМ в непосредственной близости от сформированного канала в миокарде.

Вмешательство по способу-прототипу предполагает использование нескольких импульсов лазерного воздействия при формировании канала в миокарде, что дополнительно увеличивает риск интраоперационных осложнений.

Возможно возникновение наведенной аритмии из-за ударного воздействия лазерного импульса, а также повреждение внутренних структур сердца, так как вмешательство выполняется в любые фазы сердечного цикла.

Нами поставлена задача - разработать эффективный способ лазерной реваскуляризации миокарда при ИБС в сочетании с интрамиокардиальным введением АСККМ, обеспечивающий профилактику интраоперационных осложнений со стороны сердца.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в:

- снижении травматичности вмешательства при сохранении его эффективности путем уменьшения числа проколов миокарда, снижении объема вводимой жидкости при введении АСККМ и, следовательно, уменьшении растяжения, расслоения миокарда за счет удаления других компонентов костного мозга при получении АСККМ, а также использования одного импульса для формирования сквозного канала в миокарде;

- профилактике интраоперационных осложнений, в том числе повреждения внутренних структур сердца и наведенной аритмии из-за ударного воздействия лазерного импульса, путем формирования каналов в миокарде в пределах рефрактерного периода сердечного цикла за счет синхронизации лазерного воздействия с фазами сердечного цикла;

- повышении эффективности сочетанного воздействия за счет исключения избыточного расслоения миокарда, истечения взвеси клеток из миокарда и их сохранения в области сформированного канала путем оптимизации (уменьшения) расстояния между стенкой сквозного канала в миокарде и областью введения АСККМ в миокард, а также уменьшения объема раствора клеток при каждой инъекции.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для реваскуляризации миокарда при ишемической болезни сердца проводят сочетанное воздействие на миокард, включающее лазерное воздействие и интрамиокардиальное введение АСККМ. В зоне или зонах ишемии миокарда выполняют сквозные каналы в стенке левого желудочка диаметром 0,3-1,0 мм с частотой один канал на 1 см² стенки левого желудочка. Каждый канал перпендикулярен наружной поверхности стенки левого желудочка в области формирования канала. Для формирования каналов используют воздействие СO₂ лазера мощностью 800-1000 Вт с длительностью импульса 20-50 мс. Продолжительность импульса выбирают достаточной для формирования канала за один импульс в пределах рефрактерного периода сердечного цикла. Затем вокруг каждого канала на всем его протяжении, используя один вкол, вводят до 200 мкл раствора, содержащего 3-8 млн АСККМ. Иглу проводят в бессосудистой зоне на расстоянии 1-2 мм от наружной стенки канала. Введение АСККМ производят с постепенным извлечением иглы для равномерного распределения взвеси клеток.

Способ осуществляется следующим образом.

Показанием для выполнения предлагаемого способа является стенокардия напряжения 3-4 ФК у пациентов с ИБС, у которых отсутствует положительный эффект на фоне максимальной медикаментозной терапии, а применить какой-либо метод прямой реваскуляризации миокарда (АКШ или коронарная ангиопластика со стентированием коронарных артерий) технически не представляется возможным по общеизвестным причинам: тонкий диаметр артерий, выраженный кальциноз или диффузное поражение с вовлечением дистального коронарного русла и др.

Накануне или в день операции выполняют трепанобиопсию подвздошной кости с помощью аспирационного троакара с отверстиями по бокам для извлечения костного мозга в условиях перевязочной. Процедуру проводят под местной инфильтрационной анестезией после премедикации наркотическими анальгетиками и анксиолитиками.

В результате получают объем костного мозга около 40 мл. Сосуд для костного мозга предварительно омывают небольшим количеством антикоагулянтов (раствор гепарина) и после наполнения костным мозгом передают в лабораторию клеточных технологий, где происходит приготовление взвеси стволовых клеток для введения в миокард.

При подготовке АСККМ исключают содержание посторонних компонентов костного мозга и форменных элементов крови. Для подготовки взвеси, содержащей 3-8 млн АСККМ в объеме, равном 200 мкл и менее, может быть использована, например, методика, описанная в автореферате и диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Еремеевой М.В. на тему «Стимуляция ангио/миогенеза при сердечно-сосудистой патологии с использованием генной терапии и аутотрансплантации клеток предшественников», 2010, стр. 10-11.

Всем пациентам операцию выполняют под общей анестезией доступом из левосторонней переднебоковой торакотомии в пятом межреберье.

Лазерные каналы могут быть созданы, например, с помощью устройства «Кардиолазер - М» (Россия), содержащего импульсный СO₂ лазер.

Процедура трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации предусматривает формирование в миокарде сквозных каналов диаметром от 0,3 до 1,0 мм. Канал формируют за один мощный лазерный импульс на работающем сердце.

Продолжительность импульса выбирают достаточной для формирования канала за один импульс в пределах рефрактерного периода сердечного цикла. Предварительно выполняют лазерные воздействия на заготовленном кусочке органического стекла (плексиглас) для определения и корректировки глубины лазерного импульса во избежание травмы анатомических структур сердца. Коррекция глубины осуществляется путем изменения длительности лазерного импульса (от 20 до 50 мс).

После экспозиции стенки левого желудочка формируются каналы в областях сердца, которые заранее известны по данным диагностических методов исследования, частотой 1 канал на 1 см².

Рефрактерный период сердечного цикла определяется по ЭКГ. В результате каждый лазерный «выстрел» синхронизируется с началом R-зубца кардиограммы пациента и должен по времени закончиться до Т-пика. Во-первых, в этот момент времени левый желудочек сердца полностью наполнен кровью, а кровь, в свою очередь, поглощает часть прошедшего через канал излучения, и это предохраняет от повреждений внутренние структуры сердца. Во-вторых, риск возникновения за это время наведенной аритмии из-за ударного воздействия лазерного импульса сведен к минимуму.

Благодаря использованию СO₂ лазера с мощностью от 800 до 1000 Вт выполняют лазерное воздействие и формируют канал в миокарде за один импульс продолжительностью от 20 до 50 мс в пределах рефрактерного периода сердечного цикла. Каждый канал формируют перпендикулярно наружной поверхности стенки левого желудочка в области формирования канала.

После окончания этапа лазерных воздействий в миокард на всю глубину вводят стволовые клетки шприцами до 200 мкл на каждую инъекцию вокруг каждой перфорации. На этом операция завершается.

Стволовые клетки вводят после формирования каналов лазерными импульсами с помощью шприцов объемом 1 мл. Инъекции выполняют соответственно количеству каналов в бессосудистой зоне на расстоянии 1-2 мм от каждого канала, причем иглу вводят в миокард на всю глубину и введение взвеси клеток производят при медленном извлечении иглы, что обеспечивает их равномерное распределение в тканях.

Небольшой объем взвеси АСККМ уменьшает негативные физические эффекты (растяжение, расслоение миокарда) при введении в миокард.

Для доказательств возможности реализации заявленного назначения и достижения указанного технического результата приводим следующие данные.

Пациент Ф., 62 лет, поступил с диагнозом: Мультифокальный атеросклероз с поражением коронарных, брахиоцефальных артерий, артерий нижних конечностей. ИБС. Стенокардия напряжения 3 ФК. Синдром Лериша. Гипертоническая болезнь 3 стадии, степень артериальной гипертензии 3, риск 4. Сахарный диабет 2 типа, стадия компенсации.

По данным коронароангиографии - многососудистое поражение коронарных артерий, с вовлечением дистального русла, а также выраженным кальцинозом. Данные ЭхоКГ: конечный диастолический объем левого желудочка 110-120 мл, фракция выброса левого желудочка 58-62%, конечный диастолический размер 4,1-4,2 см, конечный систолический размер 3,2-3,4 см.

По данным стресс-МРТ выявлены зоны стрессиндуцированной ишемии миокарда по передней, передне-боковой и верхушечным областям (в бассейне левой коронарной артерии). Тред-милл тест по протоколу Balke показал низкую толерантность к физической нагрузке и соответствовал стенокардии напряжения 3 ФК. Следует отметить, что прием нитроглицерина превышал 5 таблеток в день. Пациент консультирован эндоваскулярным хирургом, а также сердечно-сосудистым хирургом, учитывая особенности поражения коронарных артерий применить какой-либо из методов прямой реваскуляризации миокарда не представлялся возможным. В связи с частыми приступами и высоким функциональным классом стенокардии, а также отсутствием эффекта от медикаментозной терапии пациенту показано выполнение трансмиокардиальной реваскуляризации с интрамио-кардиальным ведением аутологичных стволовых клеток костного мозга. Выполнена операция ТМЛР с интрамиокардиальным введением АСККМ в соответствии с предлагаемым способом. Продолжительность операции составила 0,7 часов, в ходе операции выполнено 24 перфорации, введено 4,8 мл стволовых клеток общим количеством 72 млн. В послеоперационном периоде осложнений не наблюдалось, на следующие сутки пациент переведен из отделения реанимации в палату интенсивной терапии и выписан на 7-е сутки.

При контрольном обследовании пациента через 48 месяцев после вмешательства по данным стресс-МРТ площадь стрессиндуцированной ишемии миокарда в вышеуказанных областях уменьшилась по площади более чем в 2 раза. Тред-милл тест выявил значительное повышение толерантности к физической нагрузке, что соответствовало 1 функциональному классу стенокардии напряжения. Частота приема нитроглицерина снизилась до двух раз в неделю.

Предлагаемый способ был использован при лечении 18 пациентов, среди них 2 женщины и 16 мужчин в возрасте от 47 до 74 лет со стенокардией напряжения с 3-4 ФК. В результате проведенного лечения во всех случаях отмечено уменьшение площади стрессиндуцированной ишемии миокарда, повышение толерантности к физической нагрузке, снижение функционального класса стенокардии напряжения в сроки наблюдения 0,5-2 года после вмешательства.