ISSN 2073–4034
eISSN 2414–9128

Применение модифицированных аутотрансплантатов при пластическом закрытии ларинготрахеальных дефектов: экспериментальное исследование

В.М. Свистушкин (1), С.В. Старостина (1), Л.В. Селезнева (1), О.И. Баум (2), Э.Н. Соболь (2), Ю.М. Александровская (2), А.В. Старостин (3)

1) Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет), Клиника болезней уха, горла и носа, Москва, Россия; 2) Институт фотонных технологий федерального государственного учреждения, Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН, Москва, Россия; 3) Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет), кафедра факультетской хирургии № 1, Москва, Россия
Обоснование. В статье представлены результаты проведенного собственного экспериментального и клинического исследования с применением модифицированных аутотрансплантатов при пластическом закрытии ларинготрахеальных дефектов (ЛТД).
Цель исследования: разработка и внедрение в практику нового способа пластики ЛТД с использованием моделированного эрбиевым лазером реберного аутохряща.
Методы. В первой части данной работы (2014–2016) было проведено экспериментальное исследование на 10 лабораторных кроликах породы шиншилла. В эксперименте проводился подбор оптимальных безопасных режимов воздействия на хрящевую ткань. Полученные данные экспериментальной работы позволили разработать новую методику пластического закрытия ЛТД. С целью решения поставленной задачи разработки методики создания прочного каркасного материала для пластического закрытия дефекта гортани и трахеи 10 пациентам c обширными ЛТД было выполнено оперативное вмешательство с использованием моделированного реберного хряща.
Заключение. Таким образом, разработанная и экспериментально обоснованная методика пластики ЛТД дает возможность восстанавливать анатомическую целостность дыхательных путей, обеспечивать функциональную состоятельность и анатомическую форму просвета гортани и трахеи, предотвращать лизис хрящевого аутотрансплантата и патологическую флотацию вновь сформированной передней стенки гортани и трахеи в отдаленном послеоперационном периоде.

Ключевые слова

хронические стенозы гортани
пластическое закрытие ларинготрахеальных дефектов

Актуальность

Увеличение числа больных хроническими сочетанными стенозами гортани и трахеи обусловлено прежде всего ростом травматизации возвратных гортанных нервов при проведении сложных операций на органах головы и шеи, длительной искусственной вентиляции легких, транспортных происшествий с многочисленными тяжелыми черепно-мозговыми травмами и ранениями органов шеи [1, 2]. Разработка новых способов реконструктивных вмешательств при паралитических и сочетанных стенозах гортани и трахеи до настоящего времени остается актуальной задачей.

Основной целью открытых реконструктивно-восстановительных операций на гортани и трахее стало восстановление адекватного просвета респираторного пути с формированием ларинготрахеального дефекта (ЛТД) и последующим длительным стентированием гортани и трахеи. На заключительном этапе хирургической реабилитации производится пластическое закрытие ЛТД [3, 4].

Выбор метода пластического закрытия ЛТД обусловлен прежде всего его размером, площадью дыхательного просвета, а также состоянием слизистой оболочки трахеи и кожи в области дефекта. Устранение обширных дефектов гортани и трахеи путем использования кожно-мышечной пластики по классической методике без использования опорных материалов не всегда бывает достаточным. При последней – в послеоперационном периоде нередко создаются условия для западения и патологической флотации вновь сформированной передней стенки трахеи и респираторного стеноза, что диктует необходимость применения каркасных тканей для закрытия таких дефектов [5–8].

Имплантирование различных искусственных материалов не приводит к полноценной эпителизации гортани и трахеи и в последующем, как правило, сопровождается ростом грануляций в просвете последних, инфицированием, воспалительной реакцией местных тканей и отторжением имплантов [8–10].

Реберный хрящ является перспективным материалом для аутотрансплантации и используется для восстановления дефекта хряща носовой перегородки, ушной раковины, колец трахеи и др. Прочность реберного хряща, однородность его свойств, а также простота его извлечения у донора с минимальной инвазивностью и достаточно большим объемом донорского материала обусловливают возможность применения данного аутотрансплантата в современной реконструктивной хирургии органов шеи. Пластины реберного хряща толщиной от 1 до 3 мм могут применяться в ларинготрахеопластике и пластическом закрытии ЛТД [11].

Изучив литературные данные, мы пришли к выводу: для пластики стойких ЛТД предпочтительнее применение собственных тканей организма.

В зависимости от размера ЛТД предпочтение отдается реберному аутохрящу, хрящам ушной раковины и носовой перегородки, которые в отличие от аутоконсервантов лучше приживаются, реже лизируются и позволяют создавать стойкий герметичный просвет органов шеи [11–14].

Таким образом, применение собственной хрящевой ткани пациента представляется оптимальным, однако в литературе описаны случаи ее избыточного лизиса и резорбции [13, 14]. Также в большинстве случаев хрящевые импланты не могут принимать форму полых органов шеи.

В связи с этим нами было впервые проведено экспериментальное исследование, целью которого стали разработка и внедрение в практику способа пластики ЛТД с использованием моделированного эрбиевым лазером реберного аутохряща.

На основании теоретических расчетов и их экспериментальной проверки, описанных в работах российских исследователей, выбирались оптимальные параметры лазерного воздействия. При этом за основу были взяты параметры лазера, используемые в операции лазерной септохондрокоррекции [15, 16].

Методы

Исследование одобрено локальным этическим комитетом Сеченовского Университета Минздрава РФ (№ 05-17 14.06.2017).

В первой части данной работы (2014–2016) нами проведено экспериментальное исследование на 10 лабораторных кроликах породы шиншилла. В эксперименте проводился подбор оптимальных безопасных режимов воздействия на хрящевую ткань. Подобранные режимы позволяют придавать необходимую форму хрящу без нарушения ее структуры и биологических свойств.

Первым этапом производился забор ребра кролика-донора, после чего проводилось его моделирование на контакторе эрбиевого лазера. После достижения необходимой формы производилось имплантирование трансплантата к грудной клетке кролика-реципиента. Животные наблюдались 14–16 недель. Далее проводилась оценка стабильности формы полученного трансплантата и его гистологическое исследование.

Полученные морфологические результаты показали высокие регенераторные возможности хрящевой ткани при фиксации моделированного хряща к интактному, что крайне важно при дефиците собственного хряща гортани и трахеи. Впервые было экспериментально обосновано применение лазерного формообразования хрящевой ткани на животной модели [16].

Полученные данные экспериментальной работы позволили разработать новую методику пластического закрытия ЛТД [17].

С целью решения поставленной задачи разработки методики создания прочного каркасного материала для пластического закрытия дефекта гортани и трахеи 10 пациентам c обширными ЛТД выполнено оперативное вмешательство с использованием моделированного реберного хряща (рис. 1). Клиническое исследование проводилось в период с 2017 по 2018 г.

74-1.jpg (133 KB)

74-2.jpg (44 KB)Первым этапом производился забор 3 хрящевых полосок реберной дуги пациента толщиной 0,5±0,1 см, длиной 3±0,5 см, шириной 1,5±0,5 см. Затем выполнялось моделирование одного из полученных хрящевых фрагментов контактором эрбиевого лазера длиной волны 1,56 мкм (излучение доставлялось оптотермомеханическим контактором в импульсном режиме с общим временем облучения каждой точки 6 секунд, мощность – 2,2 Вт) по разработанной методике до получения стабильной полукруглой формы (рис. 2). Лазерные точки были распределены по всей площади хряща, диаметр лазерного пятна составил 2,5 мм, длительность импульса – 500 мc, частота повторения импульсов – 1,4 Гц.

Облучение начиналось в центральной части хрящевого образца, после чего лазерный луч перемещался по направлению к дистальным концам. Расстояние между лазерными точками составило 2 мм, расстояние между рядами точек – 3 мм.

Вторым этапом выполнялся окаймляющий разрез кожи: отступ от края ЛТД – 1 см. Отсепарованный кожный лоскут укладывался, образуя переднюю стенку трахеи, и ушивался по средней линии пятью Z-образными швами нитями Викрил 3,0. В сформированные мышечные ложа грудино-щитовидной мышцы помещали два необлученных фрагмента хряща длиной 2,5±0,5 см и толщиной 0,3±0,5 см в вертикальном положении и прошивали по дистальному краю с мышцами нитями PDS 2–0. Смоделированный лазером хрящевой фрагмент длиной 2,5±0,5 см подшивали с двух сторон к медиальным краям необлученных фрагментов хряща. Кожу вокруг дефекта отсепаровывали и третьим слоем сопоставляли по средней линии над сформированным мышечным слоем; для мышечных и кожных швов применяли нити Викрил 3,0 (рис. 3).

74-3.jpg (158 KB)

После экстубации дыхание через естественные дыхательные пути было свободным. В послеоперационном периоде пациентам проводилась антибактериальная и противоотечная терапия, ингаляции комбинированных препаратов с антибактериальным и муколитическим действием. Послеоперационный период протекал без осложнений, на 10-е сутки удаляли кожные швы.

Всем пациентам через 6 месяцев после операции проводили фиброларинготрахеоскопию, ларингостробоскопию, мультиспиральную компьютерную томографию органов шеи, по данным которой отмечалась визуализация боковых фрагментов аутохряща и аутотрансплантата в проекции дуги перстневидного хряща и первого кольца трахеи. Форма аутотрансплантата не претерпела изменений, хрящевая ткань не лизировалась (рис. 4).

75-1.jpg (131 KB)

Через 12 месяцев после операции выполнялась магнитно-резонансная томография (МРТ) органов шеи, по результатам которой отторжения или резорбции моделированного эрбиевым лазером хрящевого импланта не выявлено, плотность аутотрансплантата идентична плотности щитовидного хряща вне очагов кальцинации (рис. 5).

В раннем послеоперационном периоде (в течение 14 дней после операции) у 4 пациентов отмечались местные воспалительные явления, у 1 – подкожная эмфизема. В отдаленном послеоперационном периоде ни у одного из пациентов не было выявлено патологических реакций местных тканей на имплантацию, западения и флотирования передней стенки гортани и трахеи с рестенозированием просвета последних.

При проведении фиброларинготрахеоскопии и ларингостробоскопии просвет дыхательной щели составлял 7−8 мм и соответствовал стадии компенсации стеноза гортани.

Таким образом, разработанный способ пластики стойкого дефекта гортани и трахеи с использованием моделированного эрбиевым лазером реберного аутохряща [17] был клинически применен к 10 пациентам и внедрен в практику отоларингологического отделения Сеченовского Университета.

Обсуждение

Существующие многочисленные способы пластики дефектов передней стенки гортани и трахеи с применением биологических ауто- и аллотрансплантатов (хрящи, мышцы, кожные лоскуты) и искусственных материалов (никелид титана, марлекс, силикон, танталовые и капроновые сетки и др.) не всегда отвечают необходимым требованиям к пластике по своим биоинертным свойствам и неспособности восстанавливать форму полых органов шеи [6, 7].

Собственная хрящевая ткань пациента наиболее оптимальна при пластике ЛТД, несмотря на описанные случаи ее резорбции [13, 14]. Однако хрящевые импланты далеко не всегда принимают необходимую форму дыхательного просвета. Предложенный нами способ позволяет устранять обширные дефекты гортани и трахеи одноэтапно за счет моделирования реберного аутохряща эрбиевым лазером (λ=1,56 мкм),

который фиксируется к двум необлученным реберным фрагментам, имплантированным в грудинощитовидную мышцу. Методика позволяет обеспечивать аутотрансплантату необходимую стойкую форму полукольца и избегать его резорбции, а также снижать риск развития рестеноза и послеоперационных осложнений у больных хроническими стенозами гортани и трахеи после заключительного этапа хирургической реабилитации.

Заключение

Таким образом, разработанная и экспериментально обоснованная методика пластики ЛТД дает возможность восстанавливать анатомическую целостность дыхательных путей, обеспечивать функциональную состоятельность и анатомическую форму просвета гортани и трахеи, предотвращать лизис хрящевого аутотрансплантата и патологическую флотацию вновь сформированной передней стенки гортани и трахеи в отдаленном послеоперационном периоде.

Список литературы

1. Lewis S., Earley M., Rosenfeld R., Silverman J. Systematic review for surgical treatment of adult and adolescent laryngotracheal stenosis. Laryngoscope. 2016;127(1):191–98. Doi: 10.1002/lary.26151.

2. Remacle M., Eckel H.E. Surgery of larynx and trachea. Berlin: Springer, 2010. P. 308.

3. Старостина С.В., Мареев О.В. Способ коррекции длины Т-образной трубки при лечении больных с хроническими стенозами гортани. Вестник оториноларингологии, 2011;(5):35–9.

4. Мареев О.В., Старостина С.В., Шувалова Л.М. Метод лечения хронических паралитических стенозов гортани. Патент РФ 2284773 МКИ А61В 17/24

5. Mohan V.K., Kashyap L., Verma S. Life threatening subcutaneous emphysema following surgical repair of tracheocutaneous fistula. Pediatr Anesthesiol. 2003;13(4):339–34. Doi: 10.1046/j.1460-9592.2003.01040.x.

6. Селезнева Л.В. Современный взгляд на проблему пластики ларинготрахеального дефекта у больных с сочетанными стенозами гортани. Вестник оториноларингологиию 2017;(1):73–7.

7. Миланов Н.О., Гудовский Л.М., Паршин В.Д., Трофимов Е.И. Микрохирургическая аутопластика обширных дефектов трахеи. Aнналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. 1998;(2):9–17.

8. Aidonis A., et al. Management of tracheal stenosis with a titanium ring and nasal septal cartilage. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2002;(259):404–8. Doi: 10.1007/s00405-002-0483-9.

9. Scales J.T. Tissue reactions to synthetic materials. Proc R Soc Med. 1953;46(8):647–52.

10. Silva A.B., Lusk R.P., Muntz H.R. Update on the use of auricular cartilage in laryngotracheal reconstruction. Ann Otol Rhinol Laryngol. 2000;(109):343–47. Doi: 10.1177/000348940010900401.

11. Погодина А.Н., Шибаев Е.Ю., Рабаданов К.М., Кисель Д.А. Пластика шейного отдела пищевода и трахеи методами микрохирургической аутотрансплантации тканей: клиническое наблюдение. Трансплантология. 2010;(2):35–7.

12. Pavlov P., Tzvetkov E., Mhuli L. Laryngotracheoplasty with autologous cartilage rib graft in children. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2009;266(7):1103–106.

13. Rich J.T., Gullane P. Current concepts in tracheal reconstruction. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg. 2012;20(4):246–53. Doi: 10.1097/MOO.0b013e328355580e.

14. Terra R.M., Minamoto H., Carneiro F., et al. Laryngeal split and rib cartilage interpositional grafting: treatment option for glottic/subglottic stenosis in adults. J Thorac Cardiovasc Surg. 2009;137(4):818–23. Doi: 10.1016/j.jtcvs.2008.08.035.

15. Baum O., Soshnikova Yu., Sobol E.N., et al. Laser reshaping of costal cartilage for transplantation. Laser Surg Med. 2011;3(6):511–15. Doi: 10.1002/lsm.21077.

16. Sobol’ E., Baum O., Alexandrovskaya Yu., Shekhter A., Selezneva L., Svistushkin V. Transplantation of rib cartilage reshaped with 1.56 μm laser radiation in rabbits. Proceeding of SPIE. 2017;10039U. Doi: 10.1117/12.2266879.

17. Свистушкин В.М., Старостина С.В., Селезнева Л.В.и др. Способ устранения ларинготрахеального дефекта у больных с хроническими паралитическими стенозами гортани. Патент РФ 2675022 МПК A61B 17/24.

Об авторах / Для корреспонденции

Автор для связи: Л.В. Селезнева, к.м.н., асcистент кафедры болезней уха, горла и носа, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет), Москва, Россия; e-mail: lily.selezneva@gmail.com 
Адрес: 119991, Россия, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2

ORCID:
В.М. Свистушкин, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7414-1293 
С.В. Старостина, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7165-1308 
Л.В. Селезнева, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5296-0463; eLibrary SPIN: 9556-4972
Ю.М. Александровская, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3650-641X 
А.В. Старостин, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4858-6691 

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.