Способ хирургического лечения заболеваний сердца ишемического генеза

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии. Пациенту проводят предварительную множественную лазерную реваскуляризацию миокарда с последующим введением в миокард аутологичной культуры клеток. При этом в качестве культуры клеток используют суспензию кардиомиобластов в изотоническом физиологическом растворе, содержащем 2×10⁸ клеток в присутствии гепарина, размноженных в течение 35-40 суток "in vitro" из мезенхимальных аутологичных стволовых клеток костного мозга, извлеченных у больного за это же время до выполнения лечения. Введение суспензии осуществляют множественным обкалыванием зоны ишемизированного, но жизнеспособного миокарда, минуя лазерные каналы, при этом общее количество вводимой суспензии составляет 8-10 мл. Способ обеспечивает высокую эффективность лечения заболеваний сердца ишемического генеза.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к кардиохирургии, и может найти широкое применение при хирургическом лечении заболеваний сердца ишемического генеза, в частности постинфарктного кардиосклероза, ишемической кардиомиопатии, хронической сердечной недостаточности и т.п.

Известен способ хирургического лечения ишемической болезни сердца, заключающийся в формировании трансмуральных каналов в миокарде левого желудочка с помощью лазерного излучения диаметром 0,5-1,0 мм. Каналы формируют используя излучение СО₂ лазера с длиной волны 10,6 мкм, выходной мощностью 250-1000 Вт при экспозиции 0,03-0,1 с (см. патент RU №2200042, МПК-7: А61В 17/00, опубл. 10.03.2003 г.).

По мнению авторов, известный способ позволяет увеличить срок функционирования вновь образованных сосудов.

Несмотря на то, что операция лазерная реваскуляризация позволяет сформировать в ишемизированном миокарде новое сосудистое русло, которое компенсирует недостаточность кровообращения, однако этого недостаточно для восстановления сократительной функции сердца, так как структура поврежденного миокарда не восстанавливается.

Известен способ лечения ишемической болезни сердца путем использования клеточной трансплантации - введение в зону некроза аутологичных предсердных кардиомиоцитов (см. заявка RU №2001131388, МПК-7: А61К 35/34, опубл. 10.08.2003 г.).

По мнению авторов известного способа, данная методика позволяет восстановить структуры и функции инвалидизированного миокарда.

Однако именно использование аутологичных предсердных кардиомиоцитов, не способных делиться, делает вводимую структуру менее способной к приживлению в сердечной ткани.

А введение их именно в зону некроза еще в большей степени снижает способность к их приживлению.

При этом не восстанавливается в достаточной степени и сосудистое русло.

Известен способ имплантации стволовых клеток в миокард в эксперименте, выбранный в качестве ближайшего аналога, заключающийся в предварительном создании слепых каналов в зонах миокарда с постинфарктным рубцом с использованием лазерного луча и введением в данный канал стволовых клеток с последующим зашиванием отверстия ранее наложенным кисетным швом (см. патент RU №2237440, МПК-7: А61В 17/00, опубл. 10.10.2004 г.).

По мнению авторов, известный способ позволяет повысить точность локализации имплантированных аутологичных стволовых клеток и добиться их минимальной травматизации.

В известном способе стволовые клетки выделяют в отдельном боксе биологической защиты из костного мозга ребра экспериментального животного с экспериментальной ишемией миокарда, удаленного у животного в результате его поднадкостничной резекции.

Как видно, известный способ достаточно травматичен и не приемлем для человека.

Кроме того, введение суспензии стволовых клеток непосредственно в выполненные лазером каналы не может обеспечить должной эффективности лечения ишемической болезни сердца, поскольку канал, выполненный с помощью лазерного излучения указанными в способе параметрами, окружен зоной некроза тканей, что снижает выживаемость вводимых в него стволовых клеток, поскольку они лишены нормального микроокружения и питательной среды.

При этом использование для введения в ишемизированный участок миокарда именно стволовых клеток не может обеспечить гарантированное развитие стволовых клеток именно в новообразованные кардиомиоциты, как указывают авторы известного способа, поскольку известна способность стволовых клеток дифференцироваться не только до кардиомиоцитов, но и их дифференцировка до опухолевых тканей, в том числе и на отдалении от места их введения, а также развитие грубой рубцовой ткани в месте введения в результате их дифференцировки до фибробластов. Другими словами, при использовании для клеточной трансплантации стволовых клеток нет уверенности в получении нужного результата.

Кроме того, введение стволовых клеток в зону миокарда с постинфарктым рубцом не обеспечивает достаточной эффективности лечения, поскольку данная зона представляет собой соединительную ткань, которая не может обеспечить необходимые условия микроокружения для дифференцировки культуры стволовых клеток до кардиомиоцитов и включить их в единую структуру сокращающегося миокарда.

Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности лечения заболеваний сердца ишемического генеза.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе хирургического лечения заболеваний сердца ищемического генеза, включающем предварительную множественную лазерную реваскуляризацию миокарда с последующим введением в миокард аутологичной культуры клеток, согласно изобретению в качестве культуры клеток используют суспензию кардиомиобластов в изотоническом физиологическом растворе, содержащем 2×10⁸ клеток в присутствии гепарина, размноженных в течение 35-40 суток “in vitro” из мезенхимальных аутологичных стволовых клеток костного мозга, извлеченных у больного за это же время до выполнения лечения, введение суспензии осуществляют множественным обкалыванием зоны ишемизированного, но жизнеспособного миокарда, минуя лазерные каналы, при этом общее количество вводимой суспензии составляет 8-10 мл.

Использование в качестве культуры клеток именно суспензии кардиомиобластов способствует значительному повышению эффективности лечения заболеваний сердца ишемического генеза.

Это обеспечивается за счет того, что именно кардиомиобласты, вводимые множественным обкалыванием в зону ищемизированного, но жизнеспособного миокарда, минуя лазерные каналы, обеспечивают гарантированную дифференцировку их в кардиомиоциты, поскольку именно кардиомиобласты, введенные именно в заявляемую зону, попадающие в соответствующее микроокружение, которым она обладает, способны преобразовываться только в кардиомиоциты. Благодаря этому собственные ослабленные или дефектные кардиомиоциты жизнеспособных ишемизированных зон или зон, прилежащих к некрозу, дополняются полноценными кардиомиоцитами, дифференцированными из кардиомиобластов и в достаточном количестве. Множественное обкалывание заявленной зоны способствует гарантированной доставке препарата по всему объему ишемизированной, но жизнеспособной зоны миокарда, за счет чего обеспечивается возникновение множественных очагов с восстановленной структурой и функцией миокарда.

Авторами экспериментально установлено, что именно использование для введения суспензии в изотоническом физиологическом растворе, содержащем 2×10⁸ клеток в присутствии гепарина, способствует достижению наилучшего эффекта при лечении заболеваний сердца ишемического генеза.

Выращивание клеток кардиомиобластов “in vitro” из мезенхимальных стволовых клеток костного мозга больного, полученных из клеток аутологичного костного мозга больного за 35-40 дней до введения суспензии, также способствует повышению эффективности лечения.

Авторами экспериментально установлено, что именно из культуры мезенхимальных стволовых клеток удается клетки стволового типа перевести к дифференцировке в направлении кардиомиоцитов, не допуская дифференцировки большинства популяций далее стадии кардиомиобластов, на которой клетки сохраняют способность к дальнейшей пролиферации и дифференцировке до кардиомиоцитов после трансплантации обратно в организм человека. Авторами экспериментально установлено, что необходимого для трансплантации количества клеток порядка 2×10 удается нарастить именно за указанный промежуток времени.

Экспериментально установлено, что наилучший результат заявляемого способа лечения достигается при общем количестве вводимой суспензии, равном 8-10 мл.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

У больного с подтвержденным диагнозом заболевания сердца ишемического генеза за 35-40 дней до предполагаемого дня проведения операции по заявляемому способу осуществляют забор костного мозга из пунктата губчатых костей.

Из полученного пунктата костного мозга выделяют культуру мезенхимальных стволовых клеток и по методике, разработанной специалистами ГУ Медицинского радиологического научного центра РАМН, г.Обнинск, переводят примерно 30% клеток стволового типа к дифференцировке в направлении кардиомиоцитов, причем при наращивании клеточности культуры в течение 35-40 дней не допускают дифференцировку большинства популяций далее стадии кардиомиобластов, на которой клетки сохраняют способность к дальнейшей пролиферации и дифференцировке после трансплантации обратно в организм человека.

Больному при поступлении в стационар с помощью коронарографии устанавливают локализацию и распространение атеросклеротического процесса.

Операцию проводят на открытом сердце под эндотрахеальным наркозом.

Выполняют левостороннюю торакотомию. Рассекают перикард кпереди от диафрагмального нерва. Конец моноволоконного световода устанавливают на эпикарде, после чего производят лазерное воздействие на миокард. В качестве источника лазерного воздействия возможно использование различных типов источников лазерного излучения.

В результате этого воздействия на ишемизированном, но жизнеспособном участке сердечной мышцы выполнены каналы диаметром 0,5-1,0 мм. Количество каналов зависит от площади ишемизированного миокарда. Расстояние между выполняемыми каналами составляет 1,5-2,0 см. Каналы могут выполняться как сквозные - до полости желудочков сердца, так и не сквозные - до эндокарда. Образованные каналы заполнены кровью или экссудатом. В зоне локализации данных каналов формируется новое сосудистое русло, а также стимулируется коллатеральное кровоснабжение и формируются сосудистые анастомозы.

На заключительной этапе операции после выполнения лазерных каналов больному выполняют множественное обкалывание зоны ишемизированного, но жизнеспособного миокарда суспензией аутокардиомиобластов в изотоническом физиологическом растворе, содержащем 2×10⁸ клеток в присутствии 10 ед/мл гепарина. Общий объем вводимой суспензии при множественном обкалывании составляет 8-10 мл. Для инъекций используют инсулиновый шприц. За одно вкалывание вводят примерно 1/5-1/4 часть содержимого одного шприца, вмещающего 1 мл суспензии. Введение осуществляют в зоны, находящиеся на расстоянии в 0,5-1,0 см от выполненных каналов

Окно в перикарде. Дренаж по задней поверхности левой плевральной полости. Палеспасные швы на межреберье. Рана послойно ушивается. Накладывается асептическая повязка.

Заявляемый способ поясняется примерами конкретного выполнения.

Пример №1. Пациент Г., 53 г. Диагноз: ИБС.

Постинфарктный кардиосклероз (ИМ 2001 г.). Стенокардия напряжения и покоя IV ФК по CCS. Аневризма левого желудочка.

Результаты ЭХОКГ:	КСОЛЖ	128 мл/м2
	КДО ЛЖ	190 мл/м2
	ФВ ЛЖ	34%

Гипокинез задненижнего сегмента ЛЖ с переходом в акинез.

На следующие сутки у больного произведено взятие 1,0 мл пунктата костного мозга из подвздошной кости.

Пунктат отправлен в лабораторию для извлечения из него мезенхиальных стволовых клеток и последующего приготовления суспензии кардиомиобластов.

Через 35-40 дней после взятия пунктата и получения из лаборатории готовой суспензии кардиомиобластов больному выполнена операция по заявляемой методике.

С помощью коронарографии устанавлены локализация и распространение атеросклеротического процесса: стенозирующий атеросклероз коронарных артерий (ЛКА; ПМЖВ; ДВ; ОВ; ПКА) - 65-60%.

Операция проведена на открытом сердце.

Под интубационным наркозом больному выполнена левосторонняя торакотомия. Рассечен перикард кпереди от диафрагмального нерва. Конец моноволоконного световода устанавлен на эпикарде, после чего произведено лазерное воздействие на ишемизированный, но жизнеспособный миокард, в результате которого в нем выполнены 53 лазерных канала, большая часть из которых (37) сквозные, выполнены до полости левого желудочка. Остальные (16) - не сквозные, выполнены до эндокарда. Сквозные каналы заполнены кровью, а не сквозные - экссудатом. Диаметр каналов 0,5 мм. Расстояние между каналами 1,5-2,0 см.

Режимы лазерного излучения при выполнении каналов: YAG - Ne лазер, длина волны 1,064 мкм, мощность излучения 20 Вт, экспозиция 0,5 с.

После выполнения лазерных каналов на заключительном этапе операции больному выполнено множественное обкалывание зоны ишемизированного, но жизнеспособного миокарда суспензией аутокардиомиобластов в изотоническом физиологическом растворе, содержащей 2×10⁸ клеток в присутствии 10 ед/мл гепарина. Объем введенного материала суспензии составил 8 мл. Для инъекций использован инсулиновый шприц. Введение осуществлено в зоны, находящиеся на расстоянии в 0,5-1,0 см от выполненных каналов.

Окно в перикарде. Дренаж по задней поверхности левой плевральной полости. Палеспасные швы на межреберье. Рана послойно ушита. Асептическая повязка.

Через 2 месяца после операции субъективно: улучшение состояния, переход стенокардии в более благоприятный класс (из IV в III по CCS), повышение толерантности к физической нагрузке, улучшение показателей качества жизни.

ЭХОКГ:	КСО ЛЖ	102 мл/м2
	КДО ЛЖ	172 мл/м2
	ФВ ЛЖ	48%

Пример №2. Пациент Щ., 34 г. Диагноз ИБС.

Постинфарктный кардиосклероз (ИМ 2002 г.). Стенокардия напряжения IV ФК по CCS. Хроническая сердечная недостаточность 2 ФК 2А стадия.

Показатели ЭХЛКГ:	КСО ЛЖ	130 мл/м2
	КДО ЛЖ	186 мл/м2
	ФВ ЛЖ	32%

По данным коронарографии: диффузный стенозируюший атеросклероз (65-70%) коронарных артерий (ЛКА, ПМЖВ, ДВ, ОВ).

На второй день после поступления у больного произведен забор пунктата костного мозга из грудины. Количество забранного пунктата 1,0 мл. Забранный пунктат отправлен в лабораторию для приготовления суспензии кардиомилбластов.

Через 37 дней после забора пунктата и получения из лаборатории готовой суспензии кардиомиобластов больному выполнена операция заявляемым способом. Операция произведена по аналогии с примером №1, за исключением

- использован диодный лазер с длиной волны 0,97 мкм, мощность излучения 10 Вт, экспозиция 1 с;

- диаметр отверстий 1,0 мм;

- расстояние между каналами 1,5-2,0 см;

- количество выполненных каналов 60;

- количество введенного препарата 10 мл;

- препарат введен в зону, прилежащую к некрозу (рубцу);

- количество сквозных каналов 39, не сквозных - 21.

Через 3 месяца после операции субъективно: улучшение общего состояния, переход стенокардии из IV во II ФК, исчезли симптомы сердечной недостаточности.

Данные ЭХОКГ после операции:	КСО ЛЖ	110 мл/м2
	КДО ЛЖ	170 мл/м2
	ФВ ЛЖ	42%

Способ хирургического лечения заболеваний сердца ишемического генеза, включающий предварительную множественную лазерную реваскуляризацию миокарда с последующим введением в миокард аутологичной культуры клеток, отличающийся тем, что в качестве культуры клеток используют суспензию кардиомиобластов в изотоническом физиологическом растворе, содержащем 2·10⁸ клеток в присутствии гепарина, размноженных в течение 35-40 суток "in vitro" из мезенхимальных аутологичных стволовых клеток костного мозга, извлеченных у больного за это же время до выполнения лечения, введение суспензии осуществляют множественным обкалыванием зоны ишемизированного, но жизнеспособного миокарда, минуя лазерные каналы, при этом общее количество вводимой суспензии составляет 8-10 мл.