Основные биологические материалы, применяемые для пластики артерий

Достижения современной сосудистой хирургии позволяют восстановить кровоток при значительных по протяженности патологических процессах в бедренно-подколенно-берцовых арте-риальных сегментах. К качеству используемых сосудистых заменителей предъявляются особые требования. Для этих целей в настоящее время апробированы различные биологические материалы: аутопластические, аллопластические и ксенопластические.
Методом выбора в большинстве случаев реконструктивных вмешательств на артериях среднего и малого калибра считают в настоящее время пересадку аутовенозного трансплантата. Однако частое несовпадение аутовены по диаметру и требуемой для шунтирования длине, флебосклеротические изменения или отсутствие аутовены при необходимости повторного вмешательства, а также нанесение больному дополнительной травмы являются неустранимыми недостатками венозной аутопластики артериального русла. Кроме того, забор аутовены является дополнительной травмой для больного и удлиняет время оперативного вмешательства. По данным различных авторов аутовена в 15-30% случаев оказывается непригодной для использования ее в качестве пластического материала из-за раннее перенесенных тромбофлебитов, рассыпного строения или варикозной болезни.

Применение полубиологических сосудистых протезов прочно вошло в ангиохирургическую практику, но область их использования четко определена анатомически крупными сосудами. Широкое применение аллогенных сосудистых трансплантатов ограничено как анатомически, так и недостаточными возможностями аллодонорства вообще. Создавшееся положение заставило в последние годы вновь обратиться к оставленным ранее ксеногенным сосудистым трансплантатам, хотя эта проблема в значительно большей степени, чем сосудистая аллопластика, связана с необходимостью преодоления иммунного конфликта.
Учитывая, что каждый из перечисленных выше биологических методов сосудистой пластики может найти широкое применение в клинике, после разработки новых методов консервации тканей, новых способов адаптации генетической конституции трансплантата к тканям реципиента, снижающих иммунологический конфликт, коротко остановимся на современном состоянии ауто-, алло- и ксенопротезирования артериальных стволов.
АУТОПЛАСТИКА АРТЕРИАЛЬНЫХ СТВОЛОВ
Аутоткань с биологической точки зрения является идеальным материалом. Поэтому не случайны попытки использовать для замещения артерии вену [Gaylis H. et. aL 1959], кожу [Perasalo О., Halonen P., 1957; Wagner M., 1967], сегменты тонкой кишки [Szolbossy L., Bartos G., 1958; Matsumoto M., 1966], мышечные лоскуты с фасцией и брюшиной, включая диафрагму [Скобелкин О. К., 1959—1962], широкую фасцию бедра [Крупышев Г. В., 1974, и др.]. Однако единственным широко применяющимся аутопластическим материалом для реконструктивной хирургии сосудов являются аутотрансплантаты из вены. Разработанный A.. Carrel и С. Guthrie (1906) метод пересадки вены в дефект артерии нашел много последователей.
В последующие годы постоянно появлялись экспериментальные работы по замещению артерий венозными аутотрансплантатами и различным способам вшивания вен в артерии. Накопленные отдаленные результаты по замещению артерий показали, что наилучшие результаты восстановительных операций на периферических сосудах обеспечивает венозный аутотрансплантат [Христич А. Д., 1960; Филатов А. П., 1961; Шалимов А. А., Дрюк Н. Ф., 1979; Dardik H. et aL, 1975]. Аутологичная вена успешно применяется не только при повреждении артерии, но и для замещения облитерированных, склеротических артерий [Христич А. Д., 1953, I960; Филатов А. Н., 1961; Ю. С. Бондарь и др., 1977; Б. В. Петровский и др.. 1971; Kaminski D. et al., 1972; Reichart B. et al., 1974, и др.].
В 1970 г. В. Steenaert с соавт. сообщили о венозной аутотрансплантации бедренной артерии, которая за период с 1961 по 1967 г. была осуществлена в хирургическом университетском госпитале Nijemegen (Голландия) у 450 больных. Лишь у 4 больных спустя 29—49 мес. после операции возникли аневризмы, которые были резерцированы и замещены дакроновыми или тефлоновыми протезами. При гистологическом исследовании обнаружены фрагментация венозной стенки, исчезновение в ней эластических волокон; интима трансплантата была атеросклеротически изменена подобно интиме пораженных атеросклерозом артерий.
Развитие атеросклероза в стенке венозных трансплантатов отмечают целый ряд авторов как одну из отрицательных сторон венозной аутопластики [Wyatt A., Gonzales I., 1969; Wagner W. et al., 1975; Curtis L, 1975; Bulkley В., Huhins G., 1977, и др.].
Многочисленные сторонники аутовенозной трансплантации артерий справедливо считают, что свежая вена — материал, не нуждающийся ни в стерилизации, ни в консервации. Приживление ее происходит быстрее и совершеннее других сосудистых трансплантатов. Однако, несмотря на многие положительные качества и свойства аутовенозных трансплантатов, они, имея перечисленные выше недостатки, не решают полностью вопроса о выборе трансплантата для реконструктивных операций на сосудах. По данным J. Kunlin (1951), большая подкожная вена бедра, которая используется для аутовенозной пластики, часто имеет диаметр, не соответствующий диаметру протезируемого сосуда. Согласно наблюдениям D. Szilagyi с соавт. (1964), а также Л. В. Лебедева с соавт. (1975), в 20—25% случаев большая подкожная вена бедра по различным причинам оказывается непригодной для трансплантации. В 39% случаев наблюдается рассыпной тип строения большой подкожной вены бедра, что значительно снижает возможности аутовенозной пластики [Кованов В. В., Травин А. А., 1964].
Таким образом, накопленные результаты использования аутовены для замещения или шунтирования пораженных артериальных сегментов постепенно заставляют критически пересматри-вать излишне оптимистичные взгляды на аутовенозную пластику [Даценко Б. М. и др., 1964; Шиманко И. И. и др., 1966; Петровский Б. В. и др., 1971; Князева Г. Д., 1976; Szilagyi D. et al., 1973; Jones M. et al., 1973; Whitney M. et al., 1976, и др.]. Так, Б. М. Даценко с соавт. (1964) при морфологическом исследовании венозного аутотрансплантата отмечали выраженный склероз с гиалинозом адвентиции вены и образование плотного рубцового «чехла» вокруг трансплантата. Подобные дегенеративные изменения, фрагментацию коллагеновых волокон и внутреннего эластического слоя отмечали в своей экспериментальной работе по замещению подвздошных артерий аутовеной И. И. Шиманко с соавт. (1966). М. Jones с соавт. (1973), оценивая с помощью световой и электронной микроскопии экспериментальные и клинические результаты аортокоронарного и аортобедренного шунтирования артерий аутовенозными трансплантатами, сделали заключение о том, что причиной довольно часто встречаемого сужения шунта является как процесс периваскулярного фиброза и рубцевания, так и генерализованного субэндотелиального утолщения. Причем авторы указали на то, что этот процесс не является «артериализацией» аутовенозного трансплантата. Утолщение интимы наблюдается после шунтирования в такие ранние сроки, как 10—20 дней, и прогрессирует почти до полной облитерации просвета в некоторых периферических венозных шунтах.
Существенное значение в процессе сужения аутовены играет фиброз венозных клапанов (6%), травматический, стеноз вены в местах зажимов (3%), сужение просвета вены в местах перевязки кол-латералей (3%). Авторы расценивают аневризматические расширения вены (по типу веретенообразного) как результат отмеченных склеротических процессов.
Н. Leu, V. Brunner при гистологическом исследовании бедренно-подколенных обходных аутовенозных шунтов в сроки от месяца до 6 лет после операции описали исчезновение эластических волокон и фиброз гладких мышц в стенках функционирующих трансплантатов. Авторы категорически отвергли термин «артериализация» трансплантата и расценили подобные процессы как дегенеративные изменения, которые соответствуют гистологическим изменениям в венах конечностей у всех пожилых умерших. Авторы подчеркнули, что большинство больных с бедренно-подколенными закупорками являются пожилыми людьми и у них еще до пересадки сосуда имеются явления варикоза и флебосклероза большой подкожной вены бедра, поэтому причину указанных изменений следует искать в состоянии аутовенозного трансплантата еще до пересадки.
Следовательно, несмотря на то что применение аутовенозных трансплантатов для замещения пораженных сегментов средних и мелких артерий, особенно в области функциональных анатомических сгибов, дает в ближайший и ранний послеоперационные периоды удовлетворительные результаты, эффект подобных операций в отдаленные результаты значительно снижается. Причины регрессивных изменений аутовен в артериальном русле изучены еще недостаточно.
ПЛАСТИКА БОКОВОГО ДЕФЕКТА АОРТЫ АУТОВЕНОЗНОЙ ЗАПЛАТОЙ
Аутологичные венозные заплаты являются хорошим пластическим материалом. Однако при их применении в результате прорезания вены шовным материалом наблюдаются кровотечения, что отмечают многие авторы. Остановка такого кровотечения удлиняет ход операции, что не всегда безразлично, особенно на фоне уже нарушенной гемодинамики. С другой стороны, обильное просачивание крови по линии шва может привести к тромбозу.
Пластика венозным аутотрансплантатом подкупает отсутствием иммунологической реакции со стороны реципиента. Однако при наличии крупных дефектов она не всегда возможна. Кроме того, реальна опасность аневризматических выпячиваний и даже разрывов аорты в области заплат.
В экспериментах, проведенных И.А. Сычениковым, 1980г., не отмечалось разрывов аорты в сроки наблюдения до 11/2лет. Однако у 2 животных из десяти образовалось аневризматическое выбухание на месте венозной заплаты. При микроскопическом исследовании этих заплат было установлено, что они претерпевают под влиянием новых гемодинамических условий значительную структурную перестройку.
Основная опасность нарушения целостности венозной стенки может возникнуть только в первые месяцы после операции. Учитывая данные литературы, я не считаю возможным рекомендовать аутологичные венозные заплаты для практического применения без дополнительного подкрепления их. По-видимому, рационален подход тех хирургов, которые на аорте и подвздошных сосудах использовали синтетические заплаты, а на периферических артериях — аутологичную вену.
АЛЛОТРАНСПЛАНТАЦИЯ АРТЕРИАЛЬНЫХ СТВОЛОВ
Развитию аллотрансплантации сосудов во многом способствовали работы Карреля (Carrel A., 1907, 1908, 1912), который предложил несколько способов их консервирования. В поисках более совершенных консервантов предлагались сложные рецептуры растворов, содержащих различные соли, декстрозу, плазму и др. [Гарвин Л. И., Медведев И. А., 1953; Coleman С. et al., 1951, и др.]. Однако наибольшее распространение получили методы консервации, основанные на замораживании тканей при температурах от — 30°С до — 195°С с использованием смесей ледяной уксусной кислоты и 95% спирта, сухого льда с ацетоном, жидкого кислорода и азота [Hufnagel С. et al., 1953; Moore С. et al., 1956; Mass J. et al., 1957, и др.].
Особое распространение в конце 50-х — начале 60-х годов получил метод лиофилизации тканей. Однако сообщение об использовании данного метода как оптимального для консервации сосудов не выдержало проверки временем и не внесло в проблему принципиальной новизны по сравнению с применением в ангиохирургии замороженных артерий [Евстюгов Л. М. и др., 1955; Hufnagel С., 1956].
Иммунологические исследования, проведенные при пересадке лиофилизированных артериальных алло- и ксенотрансплантатов, позволяют говорить о том, что деструкцию и тромбоз таких трансплантатов следует рассматривать как следствие иммунной реакции, возникающей при пересадке чужеродной ткани [Биленко М. В., 1959; Коваленко П. П., Юсков В. П., 1968].
Довольно хорошие непосредственные результаты аллотрансплантации артерий как в эксперименте, так и в клинике привели к достаточно широкому их применению. Однако по мере накоп-ления данных появились сообщения о возникновении аневризм и разрывов стенки трансплантатов, поздних тромбозов и других осложнений [Карташевский Н. Г., 1963; Коваленко П. П.; Юснов В. Н., 1973; lawid H. et al.f 1962; Haimovici H. et al., 1963, 1964, и др.].
Явления дегенерации и разрушения эластических волокон отмечают ряд авторов. Аллотрансплантат, лишенный эластического каркаса, часто становится неспособным противостоять давлению крови, в результате чего развивается аневризма. Экспериментальными и клиническими исследованиями установлено, что аллотрансплантат не «вживает», а, замещаясь соединительной тканью, служит лишь биологическим каркасом, по которому происходит регенерация сосуда [Биленко М, В., 1960; Авакян А. В., 1969; Литманович К. Ю., 1961; Stranfness D. et al., 1960; Haimovici H., 1963, и др.].
Источником аллотрансплантатов являются сосуды внезапно умерших людей. В большинстве это трупы лиц пожилого возраста, страдавших при жизни заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Их артерии поражены атеросклерозом и не пригодны для пересадки.
В противоположность описанному выше данные литературы не дают достаточно четких представлений о влиянии фиксирующих консервантов на процесс адаптации биологических сосудистых трансплантатов, хотя первые опыты по консервации сосудов растворах формальдегида и алкоголя были проведены еще в начале 20-го столетия М. Guthrie (1907). Так, в 1958 г. W. van Weel описал случай успешного клинического применения аортального аллотрансплантата длиной около 5 см, сохранявшегося в течение 95 дней в 4% формальдегиде при комнатной температуре. Через 5,5 лет больной скончался от причин, не связанных с сосудистой пластикой. В течение всего этого времени трансплантат функционировал хорошо. На патологоанатомическом вскрытии обнаружено полное врастание трансплантата в аорту, а при гистологическом исследовании он оказался в прекрасном состоянии, лишь с незначительно выраженной жировой инфильтрацией и отложением кальция.
В 1967 г. В. Д. Розвадовский сообщил об интересных особенностях морфогенеза трансплантированных биологических тканей, консервированных в растворах формалина слабых концентраций. Основной чертой трансформации таких аллотрансплантатов, в отличие от консервированных в высоких концентрациях растворов формалина, является упорядочность и равномерность процессов рассасывания и замещения тканями реципиента. В аортальных аллотрансплантатах, консервированных в растворах формалина слабых концентраций, процессы регенерации протекают по типу «крадущегося» замещения по каркасу. Не наблюдалось картины лимфоидной и плазмоклеточной инфильтрации, отмеченной в контрольных экспериментах с использованием свежих сосудистых аллотрансплантатов.
На основании полученных данных Л. С. Барабаш и В. Н. Сергеева в 1978 г., рекомендовано при-менять данные протезы для пластики артерии бедренно-подколенного сегмента при отсутствии аутовены.
В середине 70-х годов XX века сделаны попытки использовать в качестве трансплантатов для пластики артерий небольшого диаметра пуповину человека (пупочная вена) [Карванен Э. С., 1978; Dar-dik H., et al., 1976; Ibrahim M., 1977, и др.]. Однако недостаточное количество наблюдений не позволяет сделать выводы о перспективности применения этого вида сосудистых протезов. Аллотрансплантация консервированных артериальных сосудов не нашла широкого клинического применения.
КСЕНОТРАНСПЛАНТАЦИЯ АРТЕРИАЛЬНЫХ СТВОЛОВ
Неудачи при пересадках ксенотрансплаитатов привели большинство авторов к мнению, что этот вид замещения артерий неприменим в клинической практике. К настоящему времени накопилось немало фактов, подтверждающих, что основной причиной отрицательных результатов при пересадках алло- и ксеногенных трансплантатов является биологическая несовместимость тканей.
Пристального внимания в этом плане заслуживают попутки преодолеть тканевую несовместимость путем ферментативной обработки ксеноартерий перед трансплантацией.
На основании анализа данных литературы И.А. Сычеников (1980г.) изучил три вида биологических трансплантатов, полученных из сонных артерий крупного рогатого скота: 1) нативные лиофилизированные ксенотрансплантаты (контрольная серия); 2) консервированные ксенотрансплантаты в 0,5% растворе формалина; 3) коллагенэластические ксенотрансплантаты, модифицированные путем комбинированной ферментативно-химической обработки.
Учитывая биомеханические, коагулологические, иммунологические, иммуноморфологические и морфологические исследования позволяют считать наиболее пригодным пластическим материалом обработанные ферментативно-химическим способом коллагенэластические сосудистые ксенотрансплантаты. Возможности выбора таких трансплантатов нужной длины, диаметра и требуемых анатомических вариантов практически неограниченны. Трансплантаты легко шьются и моделируются, процесс их получения и изготовления прост, стерилизация надежна.
Сохранность собственно волокнистых структур определяет более чем достаточную прочность коллагенэластических трансплантатов, а образование и постепенная эндотелизация внутренней выстилки (неоинтимы) препятствуют развитию поздних тромбозов. Нежная наружная соединительнотканная капсула не приводит к появлению жесткости стенки трансплантата в отдаленные сроки после операции. Полученные результаты позволили рекомендовать коллагенэластические ксеногенные сосудистые трансплантаты для клинического исследования.
Ксеногенные артерии эластичны и тем самым обеспечивают хорошую адаптацию стенок сшиваемых сосудов, они совершенно непроницаемы для крови; обладают местными антитромбогенны-ми свойствами и хорошими прочностными свойствами. Положительные качества ксенотрансплантатов позволяют использовать их не только для применения в аорто-подвздошной зоне, но, что особенно важно, и в бедренно-подколенной зоне.
Применение коллагенэластических трансплантатов позволяет производить многие органосохраняющие операции, например, успешная операция обходного шунтирования из левой подмышечной артерии в левую глубокую бедренную артерию у больного 74 лет по поводу синдрома Лериша с декомпенсацией артериального кровообращения в левой нижней конечности, прегангренозным состоянием левой стопы. 
Таким образом, первые опыты клинического применения ксеногенных сосудистых трансплантатов указывают на большие возможности их для ангиохирургов при выполнении разнообразных ре-конструктивных вмешательств на сосудах среднего и малого диаметров.