Устройство конструкции трансплантируемого живого дермального эквивалента кожи для лечения бронхоплевроторакальных свищей при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких

Изобретение относится к области медицины, а именно фтизиохирургии, и предназначено для лечения бронхоплевроторакальных свищей при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких. Сущность способа состоит в использовании коллагенового геля с культивированными фибробластами, сверху покрытого культурой кератиноцитов, выращенных клеток кожи человека. При этом конструкция трансплантируемого живого дермального или стромального эквивалента содержит фибробласты в трехмерном коллагеновом геле первого типа на микроносителях, изготовленных на коллагеновых микросферах диаметром 200-300 микрон. Причем конструкция живого эквивалента имеет размеры, соответствующие длине бронхоторакального свищевого хода, сформированного вследствие осложнения поздней несостоятельности культи бронха трахеи, возможно главного бронха, после хирургического удаления одного легкого при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких. При этом за основу конструкции живого дермального эквивалента используют поролоновый эндобронхиальный обтуратор овальной формы, размером на 1/3 больше культи бронха. Обтуратор прошивают, перевязывают нитью № 3 типа «пролен» с длиной концов не менее 40 см, сжимают, помещают в эндоскопический зажим-фарцепт и проводят эндотрахеально к культе бронха. Концы нитей обтуратора выводят через свищевой ход в плевральную полость легкого, затем через торакостому наружу и фиксируют пластырем к кожным покровам. Со стороны плевральной полости между нитями помещают поролоновую «пробку» круглой или овальной формы, 3-4 см в диаметре, над которой завязывают нити для надежной фиксации трансплантата. Использование данного изобретения позволяет повысить эффективность лечения поздней несостоятельности культи, особенно главного бронха, с формированием бронхоплевроторакальных свищей при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких. 1 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно фтизиохирургии, и предназначено для лечения бронхоплевроторакальных свищей при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких.

В настоящее время сформировалась новая область исследований - регенеративная медицина, включающая в себя все аспекты восстановления пораженных тканей, в том числе и тканевую инженерию. Тканевая инженерия известна как направление, в задачи которого входит реконструкция тканей и восстановление их функции путем трансплантации выращенных вне организма клеток. Это новое направление биомедицинских исследований, окончательно сложившееся за последние 10-12 лет, однако работы в этом направлении были начаты значительно ранее. Тканевая инженерия - это направление, которое объединяет клеточные технологии по созданию живых эквивалентов тканей in vitro с последующей их трансплантацией in vivo. Первые сведения о создании живого эквивалента кожи были опубликованы в 1981 году. Разработанная группой исследователей из Массачусетского технологического института и Гарвардской медицинской школы конструкция представляла собой коллагеновый гель, включающий культивируемые фибробласты, а сверху покрытый культурой кератиноцитов (Е.Bell, Н.Р.Ehrlich et al., 1981). Последующие публикации о клиническом применении живого эквивалента кожи свидетельствовали о перспективности его применения для лечения ран и ожогов (J.Nanchahal, R.Dover et al., 1989, E.Bell, M.Rosenberg, 1990). В месте с тем, в настоящее время известна одна зарегистрированная торговая марка живого эквивалента кожи - «APLIGRAF» (США). Живой эквивалент кожи - трансплантат «APLIGRAF» - характеризует высокая стоимость, длительность и трудоемкость изготовления, как минимум три недели, короткие сроки хранения, максимум 5 суток, а главное - сложность приготовления и трансплантации. Необходимо также отметить, что американский трансплантат рекомендован только для лечения трофических язв и не применяется для восстановления кожного покрова при ожогах и гортани. В настоящее время разработан целый комплекс способов восстановления тканей при различных патологиях. Общим подходом, лежащим в основе этих способов, является использование для трансплантации клеток кожи человека кератиноцитов и фибробластов.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ лечения мочевых свищей /1/ путем трансплантации в мочевые ходы выращенных вне организма клеток аллогенных фибробластов человека на микроносителях, заключенных в коллагеновый гель 1 типа, за счет искусственного отведения мочи и систематического воздействия физиотерапии на больного с помощью лазерного излучения длиной волны 0,89 мкм при средней мощности излучения на частоте повторения импульсов 1500 Гц не менее 3 Вт, полной расходимости лазерного излучения не менее 150 градусов и длительности импульсов в диапазоне 70-300 нс, с расстояния 10-12 см по двум полям воздействия при экспозиции каждой процедуры 5 мин, курсом 10-12 процедур с помощью отечественного лазерного терапевтического аппарата типа «Орион» через сутки после трансплантации фибробластов с продолжительностью 2 раза в день через 12 часов перед сменой стерильных повязок. При этом низкоэнергетическое лазерное излучение применяют одновременно с медикаментозной терапией биологически активного липидостеролового комплекса «Трианол», экстрагированного из коры Pygeut africanum, не обладающего андрогенными и экстрогенными свойствами, по 2 капсулы два раза в день в течение 4-х недель.

Основным недостатком известного способа /1/ является недостаточная эффективность воздействия физиотерапии на больного с помощью лазерного излучения длиной волны 0,89 мкм при средней мощности излучения на частоте повторения импульсов 1500 Гц не менее 3 Вт.

Задача изобретения - повышение эффективности лечения поздней несостоятельности культи, особенно главного бронха, с формированием бронхоплевроторакальных свищей при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких путем выращивания вне организма клеток аллогенных фибробластов человека и создания устройства конструкции живого дермального-стромального эквивалента для трансплантации в бронхиальные свищевые ходы. Поставленная задача решается за счет оказания влияния на заживление бронхоплевроторакальных свищей, восстановления кожного покрова культи бронха с помощью продукции большого числа факторов роста и микромолекул вне клеточного матрикса. Для этого сначала аллогенные фибробласты человека для живого дермального эквивалента культивируют в искусственно созданной среде с 10%-ной сывороткой крупнорогатого скота с добавлением 100 ед./мл пенициллина, 100 мкг/мл стрептомицина и 40 мкг/мл гентамицина. Перед пересадкой на раневой дефект в бронхиальные свищевые ходы фибробласты в течение суток выращивают в биореакторе объемом 250 мл³ на микроносителях «Цитомар-1», имеющих средние размеры 140-230 мкм и удельную плотность 1,045±0,005 г/см³, при скорости перемешивания среды в пределах 45-50 об/мин. После того, как фибробласты покрывают не менее 50% площади микроносителей, их извлекают из питательной среды, переносят в чашку Петри и заключают в коллагеновый гель 1 типа, приготовленный в среде без сыворотки. Затем трансплантат-гель с фибробластами в течение суток инкубируют при температуре 37 градусов Цельсия, после чего трансплантат готов к применению в клинике.

Во время дыхания пациента происходит движение воздушных масс при вдохе и выдохе как через естественные дыхательные пути, так и через бронхиальные свищи у наблюдаемых нами пациентов. В связи с эти нами разработан, изготовлен и испытан на практике опытный образец устройства конструкции трансплантируемого живого дермального-стромального эквивалента кожи для лечения бронхоплевроторакальных свищей при туберкулезе легких, который обеспечивает надежную фиксацию трансплантируемого живого дермального эквивалента в бронхиальном свищевом ходе. Устройство для лечения свищей, включающее живой эквивалент кожи, содержащий коллагеновый гель с культивируемыми фибробластами и сверху покрытый культурой кератиноцитов, выращенных клеток кожи человека на микроносителях - коллагеновых микросферах диаметром 200-300 микрон, отличается тем, что оно конструктивно выполнено в виде конструкции трансплантируемого живого дермального или стромального эквивалента, который содержит фибробласты в трехмерном коллагеновом геле 1 типа и имеет размеры, соответствующие длине бронхоторакального свищевого хода, сформированного вследствие осложнения поздней несостоятельности культи главного или другого бронха трахеи после операции удаления одного легкого при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких пациента. При этом за основу конструкции живого дермального эквивалента использован поролоновый эндобронхиальный обтуратор овальной формы, размером на 1/3 больше культи бронха, причем поролоновый обтуратор прошит, перевязан нитью № 3 типа «пролен» с длиной концов не менее 40 см, сжат, помещен в эндоскопический зажим-фарцепт и проведен эндотрахеально к культе бронха, а концы нитей обтуратора выведены через бронхиальный свищевой ход в плевральную полость легкого, затем через торакостому наружу и зафиксированы пластырем к кожному покрову, при этом со стороны плевральной полости между нитями помещена поролоновая «пробка», круглой или овальной формы, 3-4 см в диаметре, над которой находятся завязанные нити для надежной фиксации трансплантата - живого дермального эквивалента в свищевой ходе, путем обтурации просвета культи бронха эндобронхиально с одной стороны и закрытия места трансплантации интраплеврально через торакостому с другой стороны.

На чертеже приведена функциональная схема устройства конструкции трансплантируемого живого дермального или стромального эквивалента с фибробластами в трехмерном коллагеновом геле первого типа.

Устройство конструкции 1 содержит следующие основные элементы: 2 - живой дермальный-стромальный эквивалент, трансплантированный между культей 3 бронха трахеи 4 и плевральной полостью 5 легкого, 6 - поролоновый обтуратор, 7 - нить №3 типа «пролен», 8 - поролоновую пробку, 9 - плевральные наложения, 10 - эндоскопический зажим.

Устройство конструкции 1 трансплантируемого живого дермального или стромального эквивалента 2 с фибробластами в трехмерном коллагеновом геле первого типа работает следующим образом. Поролоновый обтуратор 6 овальной формы, размером на 1/3 больше культи 3 бронха трахеи 4 посередине обвязывают нитью 7 № 3 типа «пролен» с длиной концов 30-40 см. Затем обтуратор 6 сжимают и помещают в фарцепт-эндоскопический зажим 10, проводят эндотрахеально к культе 3 бронха. При этом концы нитей 7 выводят через бронхиальные свищевые ходы в плевральную полость 5 перед плевральными наложениями 9. Удерживая за нить 7, в бронхиальный свищевой ход помещают живой дермальный-стромальный эквивалент 2, размером, соотвествующим длине свищевого хода. Со стороны плевральной полости 5 между нитями 7 помещают поролоновую «пробку» 8 круглой или овальной формы, 3-4 см в диаметре, над которой завязывают нити 7. Созданная, таким образом, конструкция 1 трансплантируемого живого дермального или стромального эквивалента 2 с фибробластами в трехмерном коллагеновом геле первого типа надежно фиксирует трансплантат в свищевом ходе. Концы нитей 7 выводят через торакостому наружу и фиксируют пластырем к кожным покровам. Дежурный медперсонал и сам пациент инструктируются на случай миграции поролонового обтуратора 6 и асфиксации им единственного легкого - потянуть за нити 7, выдернуть конструкцию 1 либо подтянуть и зафиксировать ее вторично вызванным к этому моменту хирургом.

Нами исследовано применение трансплантатов живого дермального-стромального эквивалента, подготовленных в различных видах, для лечения бронхоплевроторакальных свищей у пяти больных. Установлено, что бронхоплевроторакальные свищи диаметром до 0,5 см, имеющие длину не менее 1 см, после трех-четырехкратной трансплантации живого дермального эквивалента закрываются без оперативного вмешательства. В контрольной группе у 15 пациентов потребовалось оперативное пособие - ушивание несостоятельности культи бронха по одному из известных методов. У двух больных с наличием бронхоплевроторакальных свищей, диаметр которых был более 10 мм и длина свищевого хода не менее 10 мм, отмечено уменьшение свищевого хода за счет бурного роста грануляционных тканей, но закрыть их в течении 2-х месяцев не удалось. Поэтому они были оперированы, произведена известная трансстернальная трансперикардиальная окклюзия главного бронха в обоих случаях с благоприятным исходом.

Главным преимуществом разработанного и заявленного в изобретении устройства конструкции трансплантируемого живого дермального эквивалента кожи для лечения бронхоплевроторакальных свищей при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких является возможность использования трансплантата через 3-5 суток после его приготовления. При наличии всех компонентов приготовление трансплантата, размер живого дермального-стромального эквивалента не имеет значения, занимает около 4 часов при выведении кератиноцитов из кожи при помощи диспазы или 1 сутки при выделении с помощью трипсина. Другим важным преимуществом является широкий спектр показаний для использования изобретения: лечение ран, ожогов. Возможность доставки в любую полость организма и одномоментного закрытия трехмерных дефектов, например бронхиальных свищевых ходов. Принципиальным отличием является также выращивание клеток на микроносителях - коллагеновых микросферах диаметром 200-300 микрон, что позволяет интенсифицировать и масштабировать процесс культивирования и снизить затраты на реактивы и материалы. Общим подходом, лежащим в основе заявляемого способа лечения, является использование клеток кожи человека - кератиноцитов и фибробластов. Наши исследования показали, что использование трансплантатов кератиноцитов и фибробластов позволяет повысить эффективность лечения не только таких заболеваний как ожоги, трофические язвы, длительно не заживающие раны, свищи различного генеза, некоторые гинекологические, отоларингологические, офтальмологические, урологические, но и другие заболевания пациентов.

Источник информации

1. Девятов А.С., Литвинов A.M., Шаплыгин Л.В. Способ лечения мочевых свищей. Патент RU № 2162001 С2. - Бюл. № 2, 20.01.2001. - ГВКГ им. акад. Н.Н.Бурденко. - С.1-17 (прототип).

Устройство для лечения свищей, включающее в качестве живого эквивалента кожи коллагеновый гель с культивированными фибробластами, сверху покрытый культурой кератиноцитов, выращенных клеток кожи человека, отличающееся тем, что оно выполнено в виде конструкции трансплантируемого живого дермального или стромального эквивалента, содержащего фибробласты в трехмерном коллагеновом геле первого типа, на микроносителях, изготовленных на коллагеновых микросферах диаметром 200-300 мкм, причем конструкция живого эквивалента имеет размеры, соответствующие длине бронхоторакального свищевого хода, сформированного вследствие осложнения поздней несостоятельности культи бронха трахеи, возможно главного бронха, после хирургического удаления одного легкого при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких пациента, при этом за основу конструкции живого дермального эквивалента используют поролоновый эндобронхиальный обтуратор овальной формы, размером на 1/3 больше культи бронха, причем обтуратор прошивают, перевязывают нитью №3 типа «пролен» с длиной концов не менее 40 см, сжимают, помещают в эндоскопический зажим-фарцепт и проводят эндотрахеально к культе бронха, а концы нитей обтуратора выводят через свищевой ход в плевральную полость легкого, затем через торакостому наружу и фиксируют пластырем к кожным покровам, причем со стороны плевральной полости между нитями помещают поролоновую «пробку» круглой или овальной формы, 3-4 см в диаметре, над которой завязывают нити для надежной фиксации трансплантанта - живого дермального эквивалента.