Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ ДОНОРСКОЙ ОБЛАСТИ ПРИ СВОБОДНОЙ КОЖНОЙ ПЛАСТИКЕ ХРОНИЧЕСКИХ РАН

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.

Одной из характерных причин развития хронических ран является декомпенсированная локальная циркуляторная гипоксия - недостаточное поступление кислорода в ткани стопы и голени в результате нарушения физиологического движения крови как на макроуровне (артерии бедра, голени, стопы), так и на микроуровне (патология микроциркуляторного русла). Если причиной локальной гипоксии является хроническая артериальная непроходимость, то традиционно применяются методы восстановления кровотока в пораженной конечности путем выполнения малоинвазивного (эндоваскулярного) вмешательства на артериях – баллонной дилятации, баллонной дилятации со стентированием, субинтимальной ангиопластики. В этой области медицины накоплен значительный положительный опыт, и у большой части больных после выполнения ангиопластических операций, то есть восстановления проходимости сосудистого русла на макроуровне, отмечается клиническое улучшение состояния и течения заболевания. Вместе с тем, проблема заживления дефектов покровных тканей на фоне скомпрометированной микроциркуляции пока далека от разрешения [Oren Z. Lerman, Robert D. Galiano, Mary Armour, Jamie P. Levine, and Geoffrey C. Gurtner. Cellular Dysfunction in the Diabetic Fibroblast. Cellular Dysfunction in the Diabetic Fibroblast Impairment in Migration, Vascular Endothelial Growth Factor Production and Response to Hypoxia // American Journal of Pathology. 2003. V. 162. № 1]. Это, прежде всего, связано с тем, что ангиопластические операции, восстанавливая кровоток даже до уровня плантарных артерий, практически не оказывают влияния на огромную площадь микроциркуляторного русла, где и происходят основные патологические процессы [Lepantalo M.,. Apelqvist J, Setacci C., Riccо J.-B., de Donato G., Becker F., Robert-Ebadi H., Cao P., Eckstein H.H., De Rango P., Diehm N., Schmidli J., Teraa M., Moll F.L., Dick F., Davies A.H. // Diabetic Foot. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2011. №42 Рр. 60-74]. Любые виды кожно-пластических операций в условиях локальной циркуляторной гипоксии рискованны и, по данным разных авторов, доля площади приживления свободного кожного лоскута у больных с микроциркуляторными нарушениями составляет от 60 до 80 % [Логинов Л.П. Лечение травматических дефектов кожи и мягких тканей // Русский медицинский журнал. 2001. №20. С. 860; Адмакин А.Л, Максюта В.А, Смирнов Л.Б, Семин С.А, Завальский А.А, Батмазов Б.Д. Лизис и отторжение трансплантатов // Вопросы травматологии и ортопедии. 2012. №2(3). С. 401; Оболенский В.Н. Хроническая рана: обзор современных методов лечения. Русский медицинский журнал. 2013. №5. С. 282.]. В связи с этим, для улучшения результатов свободной кожной пластики хронических ран, возникших в условиях скомпрометированной микроциркуляции, предлагаются различные способы тренировки кожи донорской области к условиям гипоксии.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ, взятый нами за прототип, при котором для создания области гипоксии [Барминова И.В. Метод пульсирующей дермотензии в хирургическом лечении меланомы кожи / И.В. Барминова и др. // Лечение рецидивов и метастазов злокачественных опухолей и другие вопросы онкологии: сб. статей. – М., 2003. – С. 160–164.] устанавливают в полость под кожей экспандер, после чего заполняют его физиологическим раствором до интенсивного растяжения кожи, затем каждые 5 часов снимают натяжение путем частичной эвакуации раствора. Такую гипоксическую тренировку выполняют в течение 10 дней, одновременно проводят курс девитализирующей лучевой терапии на первичный очаг и зоны регионарного метастазирования, затем удаляют экспандер, производят формирование кожного трансплантата из пластического материала донорской зоны, широко иссекают первичный очаг, производят пластическое закрытие послеоперационного дефекта свободным кожным лоскутом, подвергшимся тренировке и адаптации к ишемии.

К недостаткам известного способа следует отнести следующее: необходимость обширной мобилизации кожи для создания в подкожной клетчатке полости, что может при имеющемся фоне микроциркуляторных нарушений привести к некротическим изменениям, а при инфицировании высок риск формирования обширной гнойной раны; необходимость наличия под экспандером костных образований для создания точки опоры при воздействии на кожу изнутри.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением - создание способа гипоксической тренировки донорской области при свободной кожной пластике хронических ран для улучшения приживления аутодермотрансплантата за счет адаптации аутодермотрансплантата к условиям приживления в реципиентной зоне со скомпрометированной микроциркуляцией, позволяющего улучшить результаты пластики дефектов мягких тканей расщепленным кожным лоскутом у больных с патологией микроциркуляторного русла.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение площади приживления аутодермотрансплантата за счет его адаптации к условиям гипоксии в реципиентной зоне со скомпрометированной микроциркуляцией.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе гипоксической тренировки донорской области при свободной кожной пластике хронических ран, растяжение кожи донорской области осуществляют путем приложения силы извне, причем точкой приложения сил являются спицы Киршнера, проведенные в подкожно-жировом слое, а точками опоры – адаптационно-репозиционный аппарат, при этом растяжение кожи выполняют под контролем лазерной допплеровской флоуметрии при допустимом снижении показателя микроциркуляции на 40-50 %, а взятие аутодермотрансплантата выполняют не менее чем через 24 часа от начала растяжения тканей донорской области.

Изобретение иллюстрируется следующими фото, на которых изображены:

Фиг.1 - Дозированное тканевое растяжение кожи околораневой области в эксперименте при помощи адаптационно-репозиционного аппарата; Фиг.2 - Определение показателя микроциркуляции при помощи аппарата ЛАКК-02 в дистрагируемом аутодермотрансплантате в процессе дозированного тканевого растяжения; Фиг.3 - Внешний вид раны после подготовки к свободной кожной пластике (17 баллов по шкале готовности раны к свободной кожной пластике НИИ им. И.И. Джанелидзе); Фиг.4 - Спицы Киршнера, проведенные в подкожной жировой клетчатке перед установкой адаптационно-репозиционного аппарата; Фиг. 5. - Установленный адаптационно-репозиционный аппарат; Фиг. 6. - Снятие кожного трансплантата между браншами адаптационно-репозиционного аппарата; Фиг. 7 - Аутодермотрансплантат на реципиентной ране; Фиг.8 - Аутодермотрансплантат на 8 сутки после операции.

Способ осуществляют следующим образом: под местной анестезией передней поверхности бедра подкожно параллельно друг другу вводят две спицы Киршнера, на расстоянии, обеспечивающем взятие дерматомом аутодермотрансплантата необходимой ширины, и присоединяют к концам спиц адаптационно-репозиционного аппарата, [например, Пат. РФ №2455951, МПК ⁷     A 61 B 17/03, A 61 B 5/01, опубл. 20.07.12]. Разводят бранши аппарата и создают участок дозированной компенсированной локальной гипоксии за счет растяжения кожи между спицами Киршнера не менее чем через 24 часа (в течение 24-48 часов). Растяжение кожи выполняют под контролем лазерной допплеровской флоуметрии, при этом снижение показателя микроциркуляции допустимо на 40-50 %. При меньшем чем 40% от исходного значения показателя микроциркуляции выраженной стимуляции пролиферативной активности не происходит, при большем чем 50% высок риск развития критической ишемии с формированием некрозов. [Измайлов С.Г., Бесчастнов В.В., Багрянцев М.В., Щелчкова Н.А., Миронов А.А. Использование гипоксического прекондиционирования для подготовки аутодермотрансплантата у больных со скомпрометированной микроциркуляцией // Раны и раневая инфекция. – 2016. – Т.3. – №2. – С. 47-54. ].

Из уровня техники известно, что в условиях гипоксии активность пролиферативных процессов и ангиогенез, то есть развитие новых сосудов из уже имеющихся, регулируются и маркируются открытым в 1992 году американским ученым G.L. Semenza цитокином – гипоксией индуцибельным фактором (HIF-1α) [Semenza, G. L. A nuclear factor induced by hypoxia via de novo protein synthesis binds to the human erythropoietin gene enhancer at a site required for transcriptional activation / G.L. Semenza, G.L. Wang // Mol. Cell. Biol. – 1992. – № 12. – P. 5447-5454.; Ginsenoside-Rg1 mediates a hypoxia-independent upregulation of hypoxia-inducible factor-1α to promote angiogenesis / K.W. Leung [et al.] // Angiogenesis. – 2011. – Vol. 14, № 4. – P. 515-522.].

Для уточнения минимально достаточного эффективного срока тканевого растяжения для гипоксической тренировки кожи были выполнены экспериментальные исследования. Предметом исследования послужила концентрация цитокина HIF-1α в коже дистрагируемого лоскута в условиях локальной циркуляторной гипоксии. Изучали влияние локальной циркуляторной гипоксии, возникающей при тканевом растяжении, на концентрацию цитокина HIF-1α в кожном лоскуте. Научная гипотеза заключалась в том, что при дозированном тканевом растяжении и возникновении локальной циркуляторной компенсированной гипоксии происходит увеличение концентрации цитокина HIF-1α (гипоксией индуцибельного фактора) в области дистрагируемого кожного лоскута. Критерием моделирования условий локальной компенсированной гипоксии явились данные лазерной допплеровской флоуметрии. Критерием, позволяющим подтвердить или опровергнуть предложенную гипотезу, явились данные иммуноферментного анализа (а именно, концентрация HIF-1α в группах сравнения). При проведении экспериментальных исследований использовали 18 экспериментальных животных (крыс) массой 250-300 г. Всем животным выполняли анестезию путем введения Золетила (50 мг/кг веса, внутрибрюшинно), Рометара (0,2 мл/кг, внутрибрюшинно). Скальпелем иссекали кожу и фасцию, формируя рану глубиной до мышц. У всех экспериментальных животных определяли исходный уровень концентрации HIF-1α в дерме перед тканевым растяжением. С целью моделирования процесса тканевого растяжения и создания условий локальной циркуляторной гипоксии на мелких млекопитающих (крысы) и невозможности применить стандартный адаптацинно-репозиционный аппарат ввиду его размеров, использовали специальное устройство, включающее металлическую рамку размером 5х3 см, выполненную из спицы Киршнера, и медицинских инъекционных игл. Две инъекционные иглы проводили интрадермально, параллельно с обоих краев раны. Учитывая повышенную, по сравнению с человеческой, мобильность кожного покрова крыс, тракцию кожи осуществляли в сторону, противоположную центру раны за третью иглу, проведенную на расстоянии 2 см от иглы, наложенной у краниального края раны. Точками опоры, к которым фиксировали иглы и по направлению, к которым осуществлялась тяга, являлась металлическая рамка. Направление тракции от раневого дефекта к периферии исключало сближение краев раны (Фиг. 1).

Состояние микроциркуляции в области растягиваемого кожного лоскута контролировали при помощи лазерной допплеровской флоуметрии (аппарат ЛАКК-02) (Фиг.2). Дистракцию кожного лоскута проводили до тех пор, пока показатель микроциркуляции (ПМ) не снизится на 40-50 % от исходного, после чего иглы фиксировали при помощи лигатур и проволоки к металлической рамке.

Для проведения иммуноферментного анализа с целью определения концентрации HIF-1α в дистрагируемом лоскуте у 9 животных формировали образцы кожи околораневой области через 30 минут и у 9 животных – в интервале от 24 до 48 часов от начала тканевого растяжения. Содержание HIF-1α в коже экспериментальных животных определяли методом иммуноферментного анализа с помощью коммерческого набора ELISA Kit for Hypoxia Inducible Factor 1 Alpha (HIF-1α) Кат.SEA798Ra для гомогенатов тканей фирмы Cloud-Clone Corp (КНР).

Для статистической обработки полученных данных использовали компьютерную программу Statistica 6.0. Для оценки статистической значимости различий при сравнении групп по количественному признаку в связанных группах использовали непараметрический критерий Вилкоксона. Выборочные параметры, приводимые далее, имеют следующие обозначения: Ме – медиана, Q₁ – верхний квартиль, Q₃ – нижний квартиль, n – объем анализируемой подгруппы, р – величина статистической значимости различий. Критическое значение уровня значимости принимали равным 5 % (р≤0,05).

Растяжение кожи под контролем лазерной допплеровской флоуметрии до уровня 40-50 % от исходного показателя микроциркуляции не вызвало критического нарушения кровоснабжения с необратимыми последствиями. Несмотря на то, что всем экспериментальным животным выполнялась полная или частичная мобилизация лоскута (под контролем лазерной допплеровской флоуметрии), появления некрозов не наблюдалось ни в одном случае. У всех животных в процессе дозированного тканевого растяжения зафиксировано увеличение концентрации HIF-1α в дистрагируемом лоскуте по сравнению с исходными данными. Исходная концентрация HIF-1α в дерме до начала дермотензии составляла (Ме [Q₁; Q₃]) 110 [98,1; 114,8] нг/мл. В группе животных, которым выполняли тканевое растяжение в течение 30 минут зафиксировано статистически значимое увеличение концентрации HIF-1α до 148 [122,2; 221,7] нг/мл (р=0,008). При анализе результатов иммуноферментного анализа дистрагируемого лоскута, выполненного в интервале от 24 до 48 часов дозированного растяжения, выявлено, что концентрация HIF-1α увеличилась до 330 [246,4; 463,3] нг/мл (р=0,007).

Таким образом, исходя из сроков эффективного повышения концентрации HIF-1α, минимально достаточным сроком тканевого растяжения для гипоксической тренировки кожи является не менее чем 24 часа. При превышении времени растяжения лоскута более 48 часов высока вероятность появления некротических изменений на участке кожи в дистрагируемой области. В каждом конкретном случае необходимо ориентироваться на клинические признаки ишемии растягиваемой ткани: болевой синдром, блеск и побледнение кожных покровов, при этом объективным показателем являются данные ЛДФ-граммы.

Клинический пример 1:

Больной Н, 1986 г. р., поступил в отделение гнойной хирургии ГБУЗ НО «ГКБ № 30 Московского района» 15.09.2017 с диагнозом: флегмона правого предплечья. ВИЧ с 2012г. Общее состояние средней степени тяжести. Жалобы на момент поступления: повышение температуры до 38,3 С, отек, гиперемия, болезненность на границе верхней и средней трети правого предплечья. По данным рентгенографии правого предплечья – костной патологии не выявлено. 15.09.17 в экстренном порядке выполнена операция: вскрытие и дренирование флегмоны предплечья. В результате образовалось две параллельные раны предплечья 6 × 1 см и 10 × 1,5 см соответственно. В послеоперационном периоде больной получал антибактериальную (цефтриаксон 1,0 2 раза в сутки), обезболивающую (кетонал 2,0 2 раза в сутки), гастропротективную (омез 20 мг 2 раза в сутки) терапию; а также местное лечение – ежедневные перевязки, включающие санацию гнойного очага 3% раствором перекиси водорода, гидравлическую (пульсирующей струей) обработку ран водным раствором Хлоргексидина; на заключительном этапе перевязки производилось пассивное дренирование раневой полости сквозной марлевой турундой с мазью «Левомеколь». После перехода раневого процесса во II фазу 25.09.17 принято решение выполнить первый этап кожной пластики: закрытие латеральной раны размером 6 × 1 см местными тканями, путем наложения ранних вторичных швов. В результате процессов дистракции медиальная рана приняла размер 10 × 2,5 см, глубиной около 0,4 см, края раны неподвижные, сведение их щвами затруднено (Фиг. 3).

Для закрытия этой раны показана свободная кожная пластика расщепленным лоскутом. По шкале НИИ им. И. И. Джанелидзе готовность реципиентной зоны к свободной аутодермопластике оценена в 17 баллов. 26.09.17 выполнен второй этап, который включал проведение двух спиц Киршнера в подкожной жировой клетчатке левого бедра параллельно друг другу (Фиг 4). Расстояние между спицами определяли по ширине рабочей части дерматома для взятия аутодермотрансплантата необходимой ширины. Затем к концам спиц присоединяли бранши адаптационно-репозиционного аппарата, разведение которых обеспечивало создание участка дозированной компенсированной локальной гипоксии за счет растяжения кожи между спицами Киршнера в течение 24 часов. Растяжение кожи выполняли под контролем лазерной допплеровской флоуметрии, при этом снижение показателя микроциркуляции допустимо на 50 %. Изначальный показатель микроциркуляции (ПМ) составил 6,4 пф. ед. После достижения необходимого показателя микроциркуляции 3,2 пф. ед., бранши фиксировали двумя поперечными вставками, а реечно-винтовой механизм адаптационно-репозиционного аппарата снимали (Фиг. 5).

Третьим этапом через 24 часа выполнена свободная аутодермопластика расщепленным лоскутом (дерматом ДПЭ-60-2 с возвратно-поступательным движением ножа) толщиной 0,3 мм, который был взят с участка между браншами. Для этого поперечные вставки снимали и заново крепили реечно-винтовой механизм (Фиг. 6).

Полученный аутодермотрансплантат переносили на реципиентную рану. Дополнительную фиксацию швами не производили (Фиг. 7).

На донорскую рану наложена повязка с Бранолиндом Н, сверху – асептическая повязка с водным раствором Хлоргексидина. На реципиентную рану наложена повязка с Бранолиндом Н, шариками со стерильным раствором вазелинового масла, сверху – асептическая повязка с водным раствором Хлоргексидина. Первую перевязку донорской зоны проводили на 4-и сутки, реципиентной зоны – на 8-е сутки после оперативного вмешательства, ориентируясь прежде всего на степень экссудации повязки. На 8 сутки после операции при смене повязки зарегистрировано приживление трансплантата на 80 % площади (Фиг. 8).

Следующие перевязки проводили через сутки с Бранолиндом Н, водным раствором Хлоргексидина на донорскую и реципиентную раны.

Использование гипоксической тренировки донорской области позволяет в доступные сроки получить аутодермотранспланат с большей площадью приживления за счет его адаптации к условиям гипоксии в реципиентной зоне со скомпрометированной микроциркуляцией.

Сопоставительный анализ заявляемого способа и прототипа показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в способе, взятом за прототип, использован принцип эндодермотензии, который подразумевает приложение силы растяжения изнутри, а точкой опоры служат костные образования под зоной растяжения. В предложенном способе использован принцип экзодермотензии, то есть растяжение кожи путем приложения силы извне, в данном случае точкой приложения сил являются спицы Киршнера, а точками опоры – адаптационно-репозиционный аппарат. Таким образом, предлагаемый способ создания зоны локальной гипоксии в донорской области позволяет обойтись без подлежащей точки опоры и выполнять гипоксическое прекондиционирование кожи в любой анатомической области. При выполнении предложенного способа не формируется обширная полость, а существующий риск развития инфекции в области проведения спиц в течение 24-48 часов тканевого растяжения минимален.

Заявляемый способ обеспечивает увеличение площади приживления аутодермотрансплантата за счет адаптации аутодермотрансплантата к условиям приживления в реципиентной зоне со скомпрометированной микроциркуляцией, что позволяет улучшить результаты пластики дефектов мягких тканей расщепленным кожным лоскутом у больных с патологией микроциркуляторного русла.

Во время забора кожного лоскута создается ровная поверхность, благодаря чему не приходится создавать дополнительного натяжения кожи, как при традиционной дерматомной аутодермопластике. Следовательно, с высокой точностью можно получить лоскут заданной толщины, избегая образования лишних складок на донорском участке кожи.

Заявляемое изобретение предназначено 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".