Результат интеллектуальной деятельности: Способ подготовки трансплантата для свободной аутодермопластики

Изобретение относится к области медицины, а именно к общей хирургии, эстетической хирургии, травматологии, и может быть использовано при подготовке донорского участка, необходимого для взятия расщепленного кожного трансплантата для свободной аутодермопластики.

Особую проблему хирургии составляют раневые дефекты, возникшие у пациентов со скомпрометированным микроциркуляторным руслом, например у больных сахарным диабетом. Их особенностью является длительное, упорное течение, причиной которого является поражение кровеносных сосудов, в частности микроангиопатия. Патогенез диабетической микроангиопатии многокомпонентен: гипергликемия нарушает обмен мукополисахаридов и индуцирует накопление гликопротеинов и липопротеидов низкой плотности в базальной мембране артериол, которая утолщается и препятствует диффузии кислорода в ткани, а связывание избытка глюкозы с гемоглобином, образование сорбитола, нарушение перекисного окисления липидов, накопление свободных радикалов способствуют отеку и тканевой гипоксии (1). Существенным патогенетическим фактором заживления ран при сахарном диабете является снижение на фоне гипоксии ангиогенеза и клеточной пролиферации (2).

Закрытие дефектов мягких тканей у больных с синдромом диабетической стопы выполняют различными способами, при этом одним из наиболее распространенных является свободная кожная пластика. Однако способ имеет известный недостаток: при его использовании у больных сахарным диабетом, то есть в условиях скомпрометированного на микроциркуляторном уровне кровоснабжения тканей реципиентной зоны, высока вероятность некроза лоскута на фоне тканевой гипоксии (3).

Известен способ кожной пластики, защищенный а.с. СССР №1000023, кл. А61В 17/00, опубл. 28.02.83 г. При осуществлении способа кожной пластики свободным поперечно расщепленным дермальным лоскутом, лоскут поперечно расщепляют с двух сторон в виде гофрированной пластинки и растягивают ее. Недостатком известного способа является сложность заживления ран при сахарном диабете (2).

Известен способ тренировки кожного лоскута к гипоксии перед местной пластикой (4) путем поэтапного формирования лоскута, т.н. метод «delay». На первой операции выкраивают кожный лоскут параллельными разрезами по его краям, углубляющимися до фасции. После остановки кровотечения накладывают внутрикожный шов. На второй операции спустя 7-10 дней внутрикожный шов снимается, участок кожи между швами отсепаровывается до фасции, после чего вновь накладывают внутрикожный шов. Еще через 7-10 дней выполняют разрез у конца лоскута, после чего выполняют несвободную кожную пластику подготовленным таким образом к гипоксии лоскутом. Смысл операций заключается в стимуляции роста сосудов на фоне снижения кровоснабжения закроенного лоскута кожи. Недостатком известного способа также является сложность заживления ран при сахарном диабете (5).

Наиболее близким к заявляемому решению данной проблемы является «Способ подготовки донорских участков при выполнении кожной пластики» (6). Способ включает введение в подкожную клетчатку донорского участка плазмозамещающего раствора, в качестве которого в зону донорского участка вводят озонированный физиологический раствор с содержанием озона 160-200 мкг, при этом введение осуществляют за 10-15 мин до срезания трансплантатов в объеме 150-200 мл.

К недостаткам известного способа следует отнести следующее. Известно, что период полураспада озона в физиологическом растворе составляет 30 минут (7), введение озонированного раствора с целью профилактики ишемических некрозов эффективно в течение 3-4 часов, после чего раствор теряет способность отдавать кислород тканям. Кожный лоскут, находившийся в условиях гипероксии, переходит в гипоксическое состояние, что является серьезным стрессом и может само по себе вызвать некробиотические изменения. Поэтому известный способ подготовки кожного лоскута к пересадке в условиях скомпрометированной микроциркуляции не способен обеспечить адекватное заживление кожной раны.

Задачей заявляемого способа является обеспечение возможности пластики дефектов мягких тканей расщепленным кожным лоскутом у больных с патологией микроциркуляторного русла путем стимуляции выработки собственных цитокинов в околораневой области, в частности специфического кислородчувствительного протеинового комплекса - гипоксия-индуцибельного фактора (HIF-1α), с целью тренировки донорской зоны к условиям гипоксии.

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение приживления трансплантата за счет адаптации трансплантата к условиям приживления в реципиентной зоне со скомпрометированной микроциркуляцией.

Указанный технический результат достигается тем, что способ подготовки трансплантата для свободной аутодермопластики включает выполнение двух параллельных разрезов кожи и подкожной клетчатки в донорской области на глубину до поверхностной фасции, мобилизацию кожного лоскута под контролем микроциркуляции до снижения показателя микроциркуляции на 40-50%, наложение на разрезы внутрикожных косметических швов после формирования области гипоксии, забор трансплантата через 12-24 часа с участка кожи между разрезами и выполнение свободной кожной пластики, при этом длина разрезов должна быть равна удвоенному расстоянию между разрезами

В предлагаемом способе после тренировки выполняют свободную кожную пластику расщепленным лоскутом, этапов только два - закраивание лоскута и взятие трансплантата, период между операциями сокращен до 12-24 часов, так как задача заключается не в создании сети новообразованных сосудов, а создании депо цитокинов, в первую очередь гипоксия-индуцибельного фактора (HIF-1α). Длина разрезов должна быть не более удвоенного расстояния между ними, поскольку при большей длине разрезов кожный лоскут может оказаться в условиях критической ишемии.

Способ осуществляют следующим образом. В донорской области (обычно передне-латеральная поверхность бедра) выполняют два параллельных разреза кожи и подкожной клетчатки до поверхностной фасции таким образом, что расстояние между разрезами было не менее 5 см, а длина разрезов превышала расстояние между ними в 2 раза. Производят контроль микроциркуляции (например, при помощи лазерной доплеровской флоуметрии - ЛДФ) или парциального напряжения кислорода в тканях (например, при помощи монитора ТСМ-400 фирмы Radiometer (Дания) или аналога), при необходимости мобилизуя кожный лоскут для того, чтобы по данным ЛДФ добиться снижения показателя микроциркуляции до уровня 40-50% от исходного. Снижение значений показателя микроциркуляции до уровня 40-50% от исходного приводит к компенсированной гипоксии. При меньшем чем 40% от исходного значении показателя микроциркуляции выраженной стимуляции пролиферативной активности не происходит, при большем чем 50% высок риск развития критической ишемии с формированием некрозов. После формирования области гипоксии на разрезы накладывают внутрикожные косметические швы. Через 12-24 часа производят забор трансплантата с участка между разрезами и выполняют свободную кожную пластику. При периоде времени менее чем 12 часов в тканях не успевает в достаточной мере сформироваться депо цитокинов, влияющих на пролиферативную активность, при большем периоде времени чем 24 часа компенсаторные процессы в организме, в частности развитие коллатерального кровотока, приводят к восстановлению кровоснабжения донорского участка.

В результате применения данного способа в тканях, находящихся между двумя параллельными разрезами возникает нарушение микроциркуляциии и циркуляторная компенсированная гипоксия. В условиях компенсированной гипоксии происходит накопление цитокинов, в первую очередь - HIF-1α. Адаптация к гипоксии представляет собой комплекс регуляторно-компенсаторных механизмов, позволяющий в срочном или отсроченом порядке уменьшить эффект нарушения потребления кислорода. Тренировка к гипоксии или так называемое гипоксическое прекондиционирование позволяет тканям значительно эффективнее противостоять недостатку кислорода (8). Гипоксическое прекондиционирование является профилактической мерой и заключается в кратковременном неповреждающем гипоксическом или ишемическом воздействии, приводящем к выраженной устойчивости к более тяжелому уровню ишемии. Известно, что в условиях ишемии в тканях процесс адаптации контролируется прежде всего специфическим кислородчувствительным белком HIF-1α, последними исследованиями подтверждена его роль в заживлении ран, в частности диабетических (9, 10). Этот фактор, накапливаясь в тканях в условиях гипоксии, отвечает за экспрессию белков, контролирующих доставку кислорода в клетку. HIF-1 ингибирует окислительный стресс и действие воспалительных факторов и влияет на частоту выживания кожного лоскута у крыс (11). Гипоксия-индуцируемый фактор (HIF-1) является ключевым регулятором транскрипции для нескольких факторов ангиогенеза, в частности, индукция HIF-1α вызывает экспрессию генов-мишеней, в том числе фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) (12-14). Тканевая гипоксия имеет большое значение в заживлении ран, поскольку она обычно играет ключевую роль в регуляции всех процессов, участвующих в репарации тканей, а гипоксия-индуцируемый фактор (HIF-1 альфа) является критическим фактором транскрипции, который регулирует адаптивные реакции к гипоксии. Накопление в тканях HIF-1 является необходимым и достаточным для стимулирования заживления ран в диабетической среде (15).

Клинический пример 1.

Больной М., 1942 г.р., поступил в отделение гнойной хирургии ГБУЗ НО «ГКБ №30» 25.12.15 г. с диагнозом сахарный диабет 2-го типа, инсулинзависимый. Синдром диабетической стопы, нейроишемическая форма, Wagner 2, диабетическая микроангиопатия. Состояние после ампутации IV пальца правой стопы в августе 2015 г. Состояние после эндоваскулярной баллонной ангиопластики бедренно-подколенно-берцового сегмента со стентированием справа в декабре 2015 г. Длительно незаживающая рана правой стопы. Ишемическая болезнь сердца, атеросклеротический кардиосклероз, постинфарктный кардиосклероз (инфаркт миокарда в 2014 г.), фибрилляция предсердий, ХСН 2а ст., гипертоническая болезнь 3 ст., 2 ст., риск сердечно-сосудистых осложнений 4. Хронический гастродуоденит, полипоз желудка. Цереброваскулярная болезнь. Дисциркуляторная энцефалопатия 2 ст. Состояние после острого нарушения мозгового кровообращения (2012 г.).

Жалобы: на наличие незаживающей раны правой стопы.

Местно: кожные покровы обеих нижних конечностей телесного цвета, отека нет. Обе нижние конечности теплые на ощупь. Аускультативно в проекции магистральных сосудов шумы выслушиваются. Активные и пассивные движения в голеностопных суставах в полном объеме, безболезненные. Пальпация мышц обеих голеней безболезненная. Пульсация магистральных артерий определяется на обеих нижних конечностях на всех уровнях. Рана тыльной поверхности правой стопы трапецивидной формы, размером 5×2,5 см (после ампутации IV пальца), глубиной до 0,2 см, дно раны представлено фибрином светло-желтого цвета, некротическими тканями, из раны - скудное серозно-гнойное отделяемое.

Общее состояние средней степени тяжести, обусловлено основным и сопутствующими заболеваниями больного. Результаты посева раневого отделяемого правой стопы - S. epidermidis, чувствительный к цефалоспоринам, фторхинолонам. Проводились: антибактериальная терапия (цефтриаксон), вазотропная антиагрегантная терапия, антиоксидантная терапия, инсулинотерапия, местное лечение - механическое очищение раны от фибрина, некротических тканей, перевязки с водным 0,05% раствором хлоргексидина.

Первый этап кожной пластики выполнен 05.01.2016 г. под контролем лазерного анализатора капиллярного кровотока (ЛАКК-02), значение показателя микроциркуляции в донорской области - 4,4 пф. ед. Закроен кожный лоскут на передне-наружной поверхности правого бедра двумя параллельными разрезами кожи и подкожной клетчатки до поверхностной фасции таким образом, что расстояние между разрезами - 5 см, а длина разрезов - 10 см. Кожный лоскут мобилизован под контролем микроциркуляции, наблюдалось снижение значений показателя микроциркуляции до уровня 2,2 пф. Ед (50% от исходного). После чего на разрезы наложен внутрикожный косметический шов. Через 24 часа, 06.01.16 г. выполнена свободная кожная пластика перфорированным дерматомным лоскутом толщиной 0,3 мм, лоскут взят с участка между разрезами. На 6-е сутки смена повязки правой стопы - приживление лоскута на 95% площади раны.

Клинический пример 2.

Больная В., 1940 г.р., поступила в отделение гнойной хирургии ГБУЗ НО «ГКБ№30» 25.12.15 г. с диагнозом сахарный диабет 2-го типа, инсулинзависимый. Синдром диабетической стопы, нейроишемическая форма, Wagner 2, диабетическая микроангиопатия. Состояние после эндоваскулярной баллонной ангиопластики бедренно-подколенно-берцового сегмента со стентированием справа в октябре 2015 г. Длительно незаживающая рана тыла правой стопы. Ишемическая болезнь сердца, атеросклеротический кардиосклероз, ХСН 2а ст., гипертоническая болезнь 3 ст., 2 ст., риск сердечно-сосудистых осложнений 4.

Жалобы: на наличие незаживающей раны тыла правой стопы.

Местно: кожные покровы обеих нижних конечностей телесного цвета, умеренный отек тыла правой стопы. Пальпация мышц обеих голеней безболезненная. Пульсация магистральных артерий определяется на обеих нижних конечностях на всех уровнях. Рана тыльной поверхности правой стопы в форме неправильного четырехугольника, размерами 6×3 см, глубиной до 0,2 см, дно раны представлено фибрином светло-желтого цвета, некротическими тканями, из раны - скудное серозно-гнойное отделяемое. Результаты посева раневого отделяемого правой стопы - Klebsiella pneumoniae, чувствительная к фторхинолонам. Проводились: антибактериальная терапия (Ципрофлоксацин), вазотропная антиагрегантная терапия, антиоксидантная терапия, инсулинотерапия, местное лечение - механическое очищение раны от фибрина, некротических тканей, перевязки с водным 0,05% раствором хлоргексидина.

Первый этап кожной пластики выполнен 25.12.2015 г. под контролем лазерного анализатора капиллярного кровотока (ЛАКК-02), значение показателя микроциркуляции в донорской области - 5,2 пф. ед. Закроен кожный лоскут на передне-наружной поверхности правого бедра двумя параллельными разрезами кожи и подкожной клетчатки до поверхностной фасции таким образом, что расстояние между разрезами - 5 см, а длина разрезов - 10 см. Кожный лоскут мобилизован под контролем состояния микроциркуляции до уровня значений показателя микроциркуляции 2,1 пф. ед. (40% от исходного), после чего на разрезы наложен внутрикожный косметический шов. Через 12 часов выполнена свободная кожная пластика перфорированным дерматомным лоскутом толщиной 0,3 мм, лоскут взят с участка между разрезами. На 6-е сутки смена повязки правой стопы - приживление лоскута на 94% площади раны.

Проведенный анализ патентной и научно-медицинской литературы показал, что предлагаемый способ содержит признаки, отличающие его не только от прототипа, но и от других вариантов подготовки кожного лоскута к свободной пластике. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения "новизна".

Сопоставительный анализ заявляемого способа и прототипа показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что для подготовки трансплантата для свободной аутодермопластики у больных со скомпрометированной микроциркуляцией не вводят локально и недолговременно действующий на процессы репаративной регенерации препарат, а индуцируют образование эндогенных цитокинов, повышающих жизнеспособность тканей, путем создания локальной циркуляторной тканевой гипоксии.

Заявляемый способ обеспечивает улучшение приживления трансплантата за счет адаптации трансплантата к условиям приживления в реципиентной зоне со скомпрометированной микроциркуляцией.

Способ, составляющий заявляемое изобретение, предназначен для использования в здравоохранении. Данный способ может быть использован в хирургии и травматологии. Возможность его осуществления подтверждена описанными в заявке доступными приемами и средствами, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "промышленная применимость".

Источники инфотрмации

1. J. Kasznicki et al. Evaluation of oxidative stress markers in pathogenesis of diabetic neuropathy. Mol Biol Rep.2012 Sep; 39(9): 8669-8678.

2. Gao W, Ferguson G, Connell P, Walshe T, Murphy R, Birney YA, O’Brien C, Cahill PA. High glucose concentrations alter hypoxia-induced control of vascular smooth muscle cell growth via a HIF-1 alpha-dependent pathway. J Mol Cell Cardiol. 2007 Mar; 42(3): 609-19.

3. Бенсман B.M.: Хирургия гнойно-некротических осложнений диабетической стопы. М.: Издательство МЕДПРАКТИКА-М, 496 с.

4. Золтан Я. Пересадка кожи / Золтан Я. - Будапешт: Издательство академии наук Венгрии, 1984. - 304 с.

5. Измайлов С.Г., Измайлов Г.А., Видманов Г.И. Оценка эффективности лечения длительно не заживающих ран и трофических язв нижних конечностей // Хирургия. - 2003. - №2. - С. 44.

6. Аминев В.А., Докукина Л.Н., Перетягин С.П. Способ подготовки донорских участков при выполнении кожной пластики. Патент РФ на изобретение №2392885.

7. Физиотерапия: национальное руководство / Под ред. Г.Н. Пономаренко. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - С. 252.

8. Lukyanova L.D., Germanova E.L., Kopaladze R.A. ukyanova L.D., Germanova E.L., Kopaladze R.A. Development of resistance of an organism under various conditions of hypoxic preconditioning: role of the hypoxic period and reoxygenation. Bull. Exp.Biol. Med. 2009; 147: 4: 400-404.

9. Ke Q, Costa M. Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1). Mol Pharmacol. 2006 Nov; 70(5): 1469-80.

10. Yu DH, Mace KA, Hansen SL, Boudreau N, Young DM. Effects of decreased insulinlike growth factor-1 stimulation on hypoxia inducible factor 1-alpha protein synthesis and function during cutaneous repair in diabetic mice. Wound Repair Regen. 2007 Sep-Oct; 15(5):628-35.

11. Duscher D. Fibroblast-Specific Deletion of Hypoxia Inducible Factor-1 Critically Impairs Murine Cutaneous Neovascularization and Wound Healing. Plast Reconstr Surg. 2015 Nov; 136(5):1004-13.

12. Chen GJ, Chen YH, Yang XQ, Li ZJ. Nano-microcapsule basic fibroblast growth factor combined with hypoxia-inducible factor-1 improves random skin flap survival in rats. Mol Med Rep.2015 Dec 21. doi: 10.3892/mmr.2015.4699. [Epub ahead of print].

13. Leung KW, Ng HM, Tang MK, Wong CC, Wong RN, Wong AS. Ginsenoside-Rgl mediates a hypoxia-independent upregulation of hypoxia-inducible factor-1α to promote angiogenesis. Angiogenesis. 2011 Dec; 14(4):515-22.

14. Ahluwalia Al, Tarnawski AS. Critical role of hypoxia sensor-HIF-1α in VEGF gene activation. Implications for angiogenesis and tissue injury healing. Curr Med Chem. 2012; 19(1):90-7.

15. Botusan IR, Sunkari VG, Savu O, Catrina AI, J, Lindberg S, Pereira T, S, Poellinger L, Brismar K, Catrina SB. Stabilization of HIF-1 alpha is critical to improve wound healing in diabetic mice. Proc Natl Acad Sci USA. 2008 Dec 9; 105(49): 19426-31.