Основные синтетические материалы для протезов кровеносных сосудов

В нашей стране выпускается значительное число различных видов синтетических волокон, которые могут быть использованы для изготовления текстильных сосудистых протезов. Для этой цели применялись или применяются капрон, анид (нейлон), энант, нитрон (орлон), лавсан, фторлон, полипропилен, летилан и некоторые другие. Однако наиболее подходящими оказались лавсан и политетрафторэтиленовое волокно фторлон.Лавсан является химическим аналогом дакрона (США), терилена (Англия), тетерона (Япония), ланона (Германия), свитлена (Чехо-Словакия), даллона (Польша). В Италии, Голландии это синтетическое волокно имеет другие названия.

Одним из основных требований, предъявляемых к синтетическому материалу для сосудистых протезов, является его биологическая инертность. Однако современная химия позволяет использовать в искусственных сосудах синтетические волокна не только инертные, но и с биологически активным действием, направленным на устранение или на предотвращение влияния тех или иных вредных для организма факторов. Одним из таких новых синтетических волокон является волокно с антибактериальной активностью. В течение длительного времени как за рубежом, так и в нашей стране исследования в области антимикробных волокон были на­правлены на изыскание способов пропитывания синтетических ма­териалов антисептическими веществами. Такие попытки продолжа­ются и сейчас. Значительно более перспективными оказались способы закрепления на волокне антибактериальных веществ при помощи химических связей. В этом случае синтетическое волокно и антисептический препарат представляют собой одно полимерное соединение (летилан).

В настоящее время известны три основных типа текстильных сосудистых протезов из синтетических материалов: 1) вязаные; 2) тканые; 3) плетеные.

Положительным свойством вязаного сосудистого протеза явля­ется значительная эластичность и гибкость, что делает особенно удобным применение этого типа искусственного сосуда в хирурги­ческой практике.

Особенности трикотажного переплетения нитей в стенке вязаного протеза артерий позволяют разрезать синтетическую трубку в любом направлении, вырезать в ней окончатые отверстия и т.д. (рис.2). При этом, в отличие от тканых и особенно плетеных протезов, не происходит разлохмачивания краев трансплантата, так как концы нитей разрезанных петель удерживаются в пере­плетении за счет трения, возникающего в точках соприкосновения с петлями предыдущего ряда

Схема трикотажного переплете­ния нитей в стенке вязаного сосу­дистого протеза

Это преимущество вязаной конструкции протеза не имеет, однако, большого значения для пластики периферических сосудов. Оно создает известное удобство при манипуляциях с протезом, главным образом, при восстановительных операциях на дуге аорты и ее ветвях, и лишь в редких случаях при протезировании брюшной аорты, когда по ходу операции приходится накладывать анастомозы между протезами.

Несмотря на то, что высокая проницаемость стенки вязаного сосудистого протеза обеспечивает хорошую «вживляемость» его в ткани организма, а это имеет большое значение для последующей судьбы синтетического трансплантата, высокопористый трикотажный сосудистый протез нельзя считать вполне пригодным для восставновления кровообращения при повреждениях артерий, сопровожда­ющихся значительным кровотечением.

Схема переплетения ни­тей в стене тканого со­судистого протеза

Основным преимуществом тканого протеза артерии яв­ляется небольшая кровопотеря при его применении ввиду низкой проницаемости стенки протеза. Это связано с особенностями из­готовления протеза на специальных лентоткацких станках, обеспечивающих плотное переплетение нитей из синтетического волокна.

Положительными свойствами плетеных протезов артерий являются их высокая эластичность, отсутствие жесткости, свойственной тканым протезам. Как показали эксперимен­тальные исследования и клинические наблю­дения, плетеный протез хорошо сопоставлялся с сосудом реципиента без складок и неров­ностей, не сдавливался окружающими тканями, не перегибался под острым углом. На эти преимущества плетеных трубок указывал еще.

Схема переплетения нитей в стенке плетеного сосудистого протеза

В стенке сосудистого протеза плетеной конструкции в отличие от тканого протеза нити переплетаются по диагонали, под углами и создают менее плотную стенку, более проницаемую для тканей живого организма.

Переплетение нитей по диагонали является важным фактором для успешного функционирования протеза в первые минуты и, возможно, часы после имплантации. Такой тип переплетения обес­печивает протезу растяжимость как в продольном, так и поперечном направлении. Это может иметь значение в установлении динами­ческих взаимоотношений между кровотоком и протезом. Кровоток как бы моделирует податливый артериальный протез, приспосаб­ливает его к конкретным условиям гемодинамики до момента, когда пассивная сократимость искусственного сосуда начинает постепенно уменьшаться, иногда вплоть до полного ее исчезновения вследствие прогрессирующего прорастания фиброзными тканями стенки сосудистого протеза.

Несмотря на то, что при всех типах протезов артерий в конечном итоге развиваются фиброзные изменения вокруг синте­тического каркаса, в первые часы после имплантации различия в эластичности плетеных, вязаных и тканых протезов, а также протезов типа «гортекс», сохраняются и имеют определенное зна­чение в их дальнейшей судьбе. С этой точки зрения плетеный сосудистый протез имеет преимущества перед тканым и в меньшей степени перед вязаным протезом. Тканый протез способен растя­гиваться только в продольном направлении. Плетеная конструкция представляется более физиологичной (для первых часов после пластики), так как повторяет функциональные свойства эластичного каркаса артерий: упругость и растяжимость в поперечном и продольном направлениях.

Протезы артерий плетеной конструкции занимают промежуточ­ное положение между ткаными и вязаными. Они дают сравнительно небольшую кровопотерю во время имплантации, эластичны, растя­жимы в продольном и поперечном направленях, организация их производства не требует больших затрат и сложного текстильного оборудования.

Если сравнить плетеные и тканые сосудистые протезы с вя­заными в отношении кровопотери через стенку, то заметно весьма существенное различие. По нашим наблюдениям, при операции бедренно-подколенного шунтирования вязаным териленовым проте­зом потеря крови через стенку эксплантата и анастомозы составила в среднем 833 г. Для тканых лавсановых протезов артерий примерно в тех же условиях кровопотеря была в среднем 340 г. Для плетеных лавсановых протезов кровопотеря составила в среднем 284 г (кровопотеря определялась взвешиванием использованных во время операции салфеток, тампонов и т.д.).

После вшива­ния в дефект сосуда, включения кровотока и прекращения просачивания крови через протез и анастомозы на внутренней поверхности стенки синтетической трубки откладывается пристеночный тромб, состоящий из нитей фибрина с заключенными в нем форменными элементами крови. Фибрин, заполняя углубления между гофрами и с течением времени уплотняясь, создает относительно ровную поверхность, омываемую кровью, и отделяет ткань протеза от крови. Вслед за воспалительной реакцией на операционную травму и инородную для организма ткань протеза к концу первой - началу второй недели начинается образование грануляционной соединительной ткани, врастающей в протез артерии. Наиболее активный рост ее первоначально идет за счет поврежденного сосуда реципиента, а затем и за счет периваскулярных тканей, окружающих протез. Постепенно образуется соединительная ткань вокруг наружной, а затем и на внутренней поверхности протеза. В дальнейшем про­исходит ее дифференцировка (фиброзирование), которая завершается в различные сроки, зависящие не только от материала протеза, его длины, конструкции, но и от индивидуальных особенностей организма. Образование внутренней соединительнотканой выстилки завершается по одним данным через 2,5-3 мес, по другим - через 4-9 мес. и более.

Образование же наружного соединительнотканного слоя с пи­тающими его кровеносными сосудами завершается раньше, примерно в течение 3-4 нед. Постепенно наружный слой превращается в рубцовую ткань, вследствие чего протез приобретает известную ригидность.

Средняя оболочка нового сосудистого ложа, как и наружная, имеет наименее сложное строение. Она представляет собой сам сосудистый протез, каждая нить и волокно которого окружаются соединительной тканью с тонкими кровеносными сосудами, прора­стающими из наружного слоя. Со временем среди тканевых элементов появляются тонкие пучки коллагеновых волокон. В зависимости от биологической активности синтетических тканей протеза в наружной и средней оболочках развивается более или менее выраженная инфильтрация макрофагами и гигантскими клетками инородных тел. Эластические элементы в наружной и средней оболочках не образуются.

Таким образом, протез, покрываясь собственными тканями организма, вскоре превращается в аутососуд или аутоаллотрансплантат.

Аутовенозные трансплантаты

Высокая биологическая ценность аутовенозного трансплантата подчеркивается большинством авторов. Аутовенозные трансплантаты имеют следующие достоинства: способность к пере­стройке, истинное вживление с восстановлением иннервации, определенная устойчивость к инфекции, возможность увеличиваться в длине с рос­том организма. Аутовенозный трансплантат легко доступен, не требует специальной обработки, он достаточно эластичен и растяжим.

Однако отношение к аутовенозной пластике остается противоречивым. Наряду с высокой оценкой метода имеется ряд особенностей, снижа­ющих его достоинства: аутовенозные трансплантаты имеют тенденцию к аневризматическим расширениям и разрывам, в их стенке могут быть обнаружены грубые атероматозные изменения. По донным в 1/3 случаев в трансплантате возникают патологические изменения, создающие опасность нарушения его проходимости.

Предложены многочисленные способы укрепления аутовенозеного трансплантата: удвоение, образование футляра из мышц, фасций, перикарда, синтетических материалов, но они усложняют и без того трудоемкую операцию и не всегда обеспечивают желаемый результат.

Возможность аутовенозной пластики ограничена еще тем, что не всегда можно получить нужной величины трансплантат.

Таким образом, материалы для пластики сосудов далеко не всегда удовлетворяют хирургов-ангиологов. Разработка и внедрение оператив­ных вмешательств на артериях малого и среднего калибра выдвинули новые повышенные требования к трансплантатам.

Высокая биологическая ценность аутоматериалов раньше не могла быть полностью реализована. Аутопластика отталкивала ее своей сложностью, травматичностью и опасностью отрицаельных последствий. На современном этапе, в условиях специализированных, современно оснащенных сосудистых отделениях расширились перспективы использования аутотрансплантатов, в частности, аутоартерий для сосудистой пластики.

Но все же в настоящий период времени единственным широко применя­ющимся аутопластическим материалом в реконструктивной хирургии сосудов среднего и малого диаметров является аутовенозная пла­стика.

Впервые в клинической практике выполнил серию операций аутовенозного шунтирования реверсированной большой подкожной веной бедра при атеросклеротической окклюзии бедренно-подколенном сегменте и получил хорошие результат Kunlin в 1949 г. В последующем классическая методика аутовенозного шунтирования по Kunlin подвергалась разнообразным усовершенствованиям, это новое оперативное вмешательство во многом определило развитие восстановительной хирургии артерий среднего и малого диаметре. Такой вид операций и сейчас является основным методом реконструкции при протяженных окклюзиях магистральных артерий бедренно-подколенного сегмента и артерий голени. Он приводит в 60-80% случаев к стойкому и длительному улучшению кровобращения даже в III-IV стадии заболевания. Однако нельзя утверждать, что использование аутовены полностью решило проблему подбора пластического материала в реконструктивной хирургии артерий среднего и малого диаметров.

По мере накопления опыта было установлено, что у 10-35% больных, нуждающихся в реконструктивных операциях на артериях большая подкожная вена бедра не может быть использована качестве трансплантата. Причинами этого являются прежде всего: 1) рассыпной тип строения; 2) диаметр менее 5 мм; 3) наличие варикозного расширения; 4) флебосклеротические изменения и другие заболевания вен, а также ранее выполненные оперативные вмешательства на них. Некоторые ангиохирурги считают, что атравматическое выделение вены увеличивает время операции на 1,5-2. 4) наносит дополнительную травму больному и в ряде случаев лишает возможности производить реконструктивные операции наиболее тяжелой группы больных.

Морфологические исследования в различные сроки после операции показали, что в стенке вены, пересаженной в артериальную позицию, развиваются дегенеративные изменения: фрагментация коллагеновых волокон и внутреннего эластического слоя, гиперплазия интимы и мышечного слоя, выраженный склероз и гиалиноз адвентиции, периваскулярный фиброз и рубцевание, - а не происходит истинной «артериализации» вены.

Накопленный опыт использования аутовены как пластического материала в реконструктивной хирургии сосудов среднего и малого диаметров заставляют критически переоценить сложившиеся взгляды на аутовенозную пластику. Кроме того, необходимо отметить, что пациенты с атеросклеротическими заболеваниями сосудов намного реже умирают от ампутации конечности, чем от острого инфаркта миокарда, что указывает на необходимость сохранения венозного трансплантата прежде всего в качестве пластического материала для реконструкции коронарных артерий. Это заставило продолжать поиск новых пластических материалов.

Подготовка венозного протеза для аутотрансплантации (на примере большой подкожной вены)

После интраоперационной ревизии дистального отдела сосудистого русла и признания случая опера­бельным приступают к выделению бедренной артерии в бедренном треугольнике одно­временно с забором большой подкожной вены.

Любой доступ к подколенной артерии включает в себя проведение разреза кожи вдоль большой под­кожной вены, поэтому дистальный отдел вены уже ви­ден в ране. Проксимальный отдел большой подкож­ной вены бедра мобилизуют одновременно с выпол­нением доступа к бедренной артерии, при этом вена расположена с внутренней стороны кожного разреза в подкожной клетчатке, затем она проходит через ре­шетчатую фасцию и впадает в бедренную вену. Место впадения должно быть мобилизовано с последующим прошиванием и перевязкой подкожной вены в 5 мм от бедренной вены. Боковые коллатерали, впадаю­щие на этом уровне в большую подкожную вену, пере­вязывают у ее края, а саму вену пересекают с оставле­нием культи (5 мм) у места ее перевязки. На конец ве­ны накладывают зажим. В это время ассистент выделяет большую подкожную вену с дистального уг­ла разреза кожи на голени или бедре. Обычно в этих отделах вена расположена поверхностнее, чем в верх­ней трети бедра, но на уровне коленного сустава име­ет больше коллатералей. Некоторые хирурги обнажают вену одним разрезом на всем ее протяжении. Мы допускаем этот метод, но, как правило, при выполне­нии аутовенозного аортокоронарного шунтирова­ния. При реваскуляризации конечности используем несколько отдельных разрезов для взятия вены: у верхнего и нижнего артериального анастомозов, а также один или два промежуточных разреза по 4-5 см по ходу вены. Для точного выхода на вену в этих мес­тах необходимо потянуть на себя один из концов ве­ны, при этом в месте ее прохождения кожа отчетливо будет либо втягиваться, либо флотировать.

10.26, 10.27

Достигнув с помощью скальпеля и ножниц вены, снимают с нее адвентицию по передней стенке и ножницами мобилизуют коллатерали на протяже­нии 1 см от вены. Коллатерали перевязывают непо­средственно у вены таким образом, чтобы не было ее сужения или «кармана» в месте отхождения коллате­рали, дистальный конец которой пережимают коагуляционным пинцетом, коллатераль пересекают и в ране коагулируют дистальный ее отрезок. Коллате­рали диаметром более 3 мм следует перевязывать.

10.28

Далее пинцетом разводят угол разреза кожи и клетчатки и по ходу вены над ней вводят бранши ножниц, раздвигая которые мобилизуют вену в канале на протяжении. После извлечения ножниц ткани над веной поднимают крючком Фарабефа и под визуальным контролем мобилизуют вену от коллатералей. Глубоко в ране коллатерали, остающиеся на вене, можно не перевязывать, а только отсечь с оставлением участка не менее 5 мм от ствола вены. Таким образом, из 3-4 разрезов можно полностью выделить вену, освободив ее от коллатералей. При этом надо избегать излишней тракции за вену.

Оптимальные условия создаются при выделении большой подкожной вены из одного разреза, хотя это менее косметично. Для этого из нижнего или верхнего доступа к артерии по ходу вены скальпелем слегка надсекают кожу, далее по ходу паравенозного канала, сделанного пальцем или ножницами, вводят одну браншу ножниц и пересекают ткани над веной, обнажая ее переднюю поверхность. Так продвигаются последовательно по всей длине вены, необходимой для шунтирования. Основные коллатерали перевязывают в ране.

Длина вены, забираемой для шунтирования, должна быть достаточной и даже больше требуемой, При этом важно придерживаться правила: лучше иметь избыток вены, чем недостаток.

10.29

После извлечения вены из раны в ее нижний (дистальный) конец вводят специальную металлическую канюлю с булавовидным утолщением на конце либо пластмассовую канюлю от системы для переливания крови, сделав на ней насечку. Вену перевязывают на ка­нюле лигатурой, прочно фиксировав ее. В канюлю вставляют шприц, наполненный холодным изотониче­ским раствором хлорида натрия с гепарином (2500 ЕД на 250 мл раствора). Пережав вену ближе к канюле, шприцем повышают давление в вене, тем самым рас­правляя ее стенки и проверяя наличие неперевязан­ных коллатералей. Неперевязанные в ране коллатерали поэтапно пережимают зажимами типа «москит» и лигируют лавсановыми нитями №3 или №0. Оторван­ные коллатерали прошивают атравматическим шов­ным материалом 6/0 П- или Z-образными швами. По­сле надежной перевязки и/или прошивания всех кол­латералей вену окончательно расправляют умеренным пульсирующим повышением давления в шприце и про­мывают изотоническим раствором хлорида натрия, удаляя кровь и тромбы из просвета вены. Вену помеща­ют в холодный изотонический раствор хлорида на­трия с гепарином или в аутокровь с гепарином.

Аутоартериальные трансплантаты

В середине нашего столетия стали публиковаться материалы о морфологическом исследовании стенки аутоартериального трансплантата в различные срока после операции. Было отмечено характерное явление: в стенке трансплантата полностью сохранялся эндотелий интимы, эластические волокна, вся структура средней оболочки без образования фиброза. Изучение судьбы аутоартериального трансплантата углублено отечественными учеными. Они доказали, что к 45 дню во взрослом и к 30 в растущем организме, полностью восстанавлиается структура тканей аутоартериального трансплантата. В отдаленные сроки структурные элементы сохраняются, трансплантат увеличивается с ростом организма. По этому идеальным материалом для пластики, особенно пораженных атеросклеротическим процессом артерий, с точки зрения биологической совместимости и свойств сосудистой стенки, является соб­ственная артерия больного.

Во всех работах давалась сравнительная характеристика различ­ных сосудистых трансплантатов и сделан общий вывод, что лучшим материалом для пластики артерий является аутоартерия. Аутоартериальный трансплантат отличается прочностью, гибкостью, устойчивостью к инфекции и тромбообразованию, совершенством артериогенеза.

Замещение артерии малого и среднего калибра аутоартериалным трансплантатом дает возможность сохранить их проходимость в течение длительного времени.

В литературе имеется большое число сообщений об успешном использовании в клинической практике аутоартериальных трансплантатов из внутренней грудной, селезе­ночной, нижней брыжеечной, внутренней подвздошной, глубокой артерии бедра и других для реконструкции артерий среднего и малого диаметра (коронарных, почечных и др.) с хорошими отда­ленными результатами.

Однако использовать аутоартерии как пластический материал для реконструкции пораженных артерий на большом протяжении нельзя в связи с невозможностью изъятия трансплантатов необхо­димой длины и диаметра, которое не нанесло бы ущерба для здоровья пациента.

О выборе аутоартериального трансплантата

При выборе артерий для аутоартериальной пластики, всегда возникает вопрос: сколь высока степень операционного риска при взятии артерии и какие отрицательные последствия могут развиться в регионе ее функционального обеспечения? Этот важный принципиальный вопрос является спорным и недостаточно изученным на сегодняшний день. Ему посвящены многочисленные исследования анатомов, экспериментаторов, клиницистов.

В организме человека можно без значительного ущерба использовать для пересадки следующие артериальные стволы: наружную сонную, селезеночную, внутреннюю подвздошную артерию и глубокую артерию бедра. В качестве трансплантата оказалась пригодной внутренняя грудная, которая была использована при аорто-коронарном шунтировании.

Следует иметь виду, что участки этих артерий использование которых в качестве аутоартериальных трансплантатов принципиально возможно, как правило или анатомически трудно доступны или их их резекция физиологически недозволенна.

С уменьшением диаметра артерии возможность аутоартериальной пластики возрастает. При этом сокращается круг отрицательных последствий взятия артерии для трансплантации, так как в качестве трансплантатов могут быть использованы либо участки мелких парных артерий, либо ветви крупных магистралей. Техническая сторона пластики мелких сосудов практически решена. Успехи микрохирургия дают возможность выполнять анастомозы между артериями диаметром менее 1мм, что подтверждается экспериментальными и клиническими данными.

Какие артерии человека могут быть использованы в качестве аутоартериального трансплантата для пластики артерий малого калибра и, в частности, возможно ли применение нижней надчревной артерии в качестве аутотрансплантата? В доступной нам литературе мы не нашли специальной разработки этого вопроса.

Таким образом интерес к аутотрансплантации артерий, в том числе и артерий малого калибра, в настоящее время возрастает, однако ряд аспектов аутоартериальной пластики недостаточно освещен в лите­ратуре, нуждается в проверке и дополнительном изучении.