АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Патология сосудистой стенки

Теперь рассмотрим некоторые примеры использования биомеханики для оценки сосудистой патологии.

Слайд 2-17. Аневризма – это постепенная дилатация артерии, развивающаяся в течение ряда лет, которая может привести к разрыву сосуда. Чаще всего аневризма имеет место в абдоминальной аорте и церебральных артериях. Остановимся на аневризме абдоминальной аорты (ААА)

ААА находится на 13 месте причин смертности США и этому заболеванию подвержены 3-5% пациентов. Абдоминальная аорта – это основной сосуд в абдоминальной области, имеющий в среднем диаметр 2 см.

При возникновении ААА диаметр абдоминальной аорты начинает увеличиваться со скоростью 0.5 см/год, достигая 6-10 см, и часто в этом месте происходит разрыв аорты. В 70% это приводит к смертельному исходу. Однако разрыв не всегда связан с изменением формы и размера ААА. У некоторых пациентов уже 4см ААА приводит к разрыву, в то время как у других пациентов ААА не разрывается при >10 cм. Это напоминает бомбу с часовым механизмом, когда неясно, когда она взорвется.

Слайд 2-18. Если во время диагностировать ААА, то можно излечить ААА, заменив часть пораженной аорты сосудистым протезом. Однако сама хирургическая операция является достаточно рискованной, особенно учитывая, что ААА возникает у лиц пожилого возраста (свыше 70 лет). И задача состоит в том, чтобы разработать методологию предсказания разрыва ААА, что позволит хирургу точнее планировать необходимость операции.

До настоящего времени задача ранней диагностики, обеспечивающей возможность предсказания разрыва ААА, все еще не решена. Однако на данном примере попробуем создать биомеханическую модель ААА, которая могла бы бытьключом к предсказанию разрыва ААА. Для этого рассмотрим основные причины возникновения ААА или патогенез ААА.

До сих пор патогенез АА полностью неясен, хотя имеются некоторые теоретические предпосылки развития данной патологии:

· Это - деградация эластина, которая вызывает дилатацию сосуда, а деградация коллагена приводит к разрыву ААА.

· Атеросклероз вызывает слабость сосудистой стенки; при этом постоянное давление на слабую стенку вызывает потерю целостности сосуда и его дилатацию.

· Генетическая предрасположенность данного индивидуума: возрастное нарушение соединительной ткани.

Из всех этих теорий можно определить наиболее общий факт, основанный на морфометрических исследованиях, который показывает, что сосудистая стенка при ААА содержит существенно меньше эластина и умеренно меньше коллагена.

Сайд 2-19. Поэтому, до разработки биомеханической модели, с помощью которой можно предсказать разрыв ААА, сначала важно понять, как механические характеристики аортальной стенки изменяются при образовании ААА. Предположим, что имеется возможность получить кусочки (методом биопсии) сосудистой стенки ААА у пациентов, которым произведена хирургическая операция. Затем можно снять кривую эластичности этого материала и сравнить ее с кривой эластичности нормальной аорты

Как видно кривая ААА:

· Сдвигается влево

· Имеет более низкий пик жесткости (наклон кривой до разрыва)

· Имеет более низкое напряжение до разрыва

Все эти наблюдения позволяют нам судить об уменьшении содержания эластина и коллагена в ткани ААА.

Кривая сдвигается влево из-за истощения эластина, а это приводит к тому, что некоторые коллагеновые волокна натягиваются, что приводит к еще большей жесткости даже в ранней стадии кривой эластичности.

Пик жесткости или наклон кривой в конце области эластичности меньше в ААА, т.к. истощение содержания эластина и коллагена (в основном коллагена) приводит к тому, что оставшиеся волокна оказывают меньшее сопротивление деформации и поэтому уменьшается жесткость.

Слайд 2-20. Важной для разработки модели ААА является информация о напряжении стенки, т.к. ее увеличение может привести к дальнейшему росту аневризмы.

Если рассматривать аорту как тонкостенный цилиндр, то напряжение в аортальной стенке, можно выразить через закон Лапласа

S= р r/ h (2-10)

S – окружное напряжение

р - давление (120 мм. рт.=1.6 Н/см²)

r - радиус (1 см)

h - толщина стенки (0.15 см)

Поэтому S =1.6 х 1 / 0.15 =10.7 Н/ см²

Если сосуд увеличится до 5 см в диаметре, напряжение будет

S =1.6х 2.5/0.15 =26.7 Н/см²

Однако, форма аневризмы ближе к сфере, чем к цилиндру, а закон Лапласа для сферы немного отличается от цилиндра и выражается формулой:

S= р r / 2h (2-11)

СП могут быть использованы либо как байпасы или полностью заменять окклюдированный сосуд. В последнем случае один анастомоз делается сбоку артерии пациента проксимальнее окклюзии, а другой – дистальнее.

Все многообразие применяющихся в современной сосудистой хирургии протезов кровеносных сосудов можно разделить на две большие группы: биологические и искусственные протезы.

К группе биологических протезов относятся:

аутотрансплантаты – протезы из собственных тканей человека

(пример с аортокоронарным шунтированием);

аллотрансплантаты – протезы из тканей другого человека;

ксенотрансплантаты – протезы, изготовленные из специально обработанных сосудов животных.

Небиологические заменители кровеносных сосудов человека или искусственные сосудистые протезы подразделяются по способу изготовления на текстильные и нетекстильные. Первые из них бывают вязаными, плетеными или ткаными.

Вязаные протезы эластичны и гибки. Особенности трикотажного переплетения в стенке вязаного сосудистого протеза позволяют разрезать трубку в любом направлении, вырезать в ней отверстия. При этом не происходит разлохмачивания краев трансплантата, так как концы нитей разрезанных петель удерживаются в переплетении за счет сил трения, возникающих в точках контакта с петлями предыдущего ряда. Такие протезы применяются, главным образом, при восстановительных операциях на дуге аорты, ее ветвях, но не для пластики периферических сосудов. Широко используются при закупорках артерий аорто-подвздошной зоны, но почти не применяются при облитерирующих заболеваниях периферических артерий.

Протез обладает хорошей вживляемостью в ткани организма, но ему присущ такой недостаток, как большая хирургическая порозность. Предварительное пропитывание кровью позволяет уменьшить этот недостаток, но не полностью избавиться от него. Так, например, при операции бедренно-подколенного шунтирования происходит кровопотеря, требующая переливания от 500 до 4000 мл крови.

Тканые протезы обладают весьма значительной прочностью, и края трубки разлохмачиваются незначительно. Такое переплетение нитей позволяет организовать производство бифуркационных протезов. Важным недостатком таких протезов является их повышенная жесткость, что делает их непригодными для пластики артерий малого диаметра.

Напротив, у плетеных протезов отсутствует жесткость. Им присуща высокая эластичность, несдавливаемость окружающими тканями. Они не перегибаются под острым углом. Технология изготовления, предусматривающая переплетение по диагонали, создает менее плотную стенку, легко проницаемую для живых тканей. Эти протезы обладают сравнительно небольшой кровопотерей и несложны в изготовлении. Но плетеные протезы обладают такими недостатками, как разлохмачивание и невозможность изготовления из них бифуркационных конструкций.

Нетекстильные искусственные протезы изготавливаются из большого числа различных материалов, могут быть пропитаны различными составами, улучшающими их свойства, иметь композитное строение (применяется армировка, гофрирование).

Протезы должны соответствовать следующим основным биологическим, биомеханическим и технологическим требованиям:

· биосовместимость или способность «вживляться» в организм реципиента;

· нетромбообразующий материал внутренней стенки;

· наличие эластичности, близкой к эластичности сосуда;

· структура, обеспечивающая высокий предел прочности;

· разнообразие типоразмеров, позволяющее максимально широко и эффективно применять протезы, а также такие характеристики, как возможность изготовления в массовом производстве, легкость предварительной обработки и последующей стерилизации и некоторые другие.

Слайд 2-24. Среди самых современных сосудистых протезов сейчас используется Жельсофт Плюс - первый из нового поколения сосудистых протезов из полиэфирного волокна с нулевой порозностью, обладающий уникальной вязаной структурой. На слайде видно, что на одной стороне протеза волокна переплетены перпендикулярно таким образом, что структура больше приближается к тканой, чем к традиционной вязаной.

Новая конфигурация позволяет сохранить все преимущества, присущие вязаному протезу: отсутствие разволокнения, удобство в работе, в добавлении к сопротивляемости протеза к дилатации.

Испытание под давлением в статическом и пульсирующем состоянии in vitro и in vivo демонстрирует устойчивость к дилатации более типичную для тканого материала. Исследование на животных также подтверждает превосходную радиальную устойчивость протеза Жельсофт Плюс в течение длительного периода времени. Более того, сбалансированная, стабильная структура - основа материала протеза Жельсофт Плюс- лучше удерживает шов, способствуя быстрому наложению анастомоза.

Слайд 2-25. Кроме того, при разработке нового сосудистого протеза была применена новейшая технология покрытия внешней поверхности модифицированным гидролизирующимся желатином, что дало ряд преимуществ:

1. Минимальное кровотечение при проколе. Прокол шовной иглой у традиционных протезов из ПТФе вызывает образование каналов вокруг шва, что в свою очередь вызывает кровотечение. Внешнее желатиновое покрытие у протезов SEALPTFE закрывает каналы, минимизируя кровотечение и связанную с этим задержку операции.

2. Протез демонстрирует уникальную функцию продольного двунаправленного эластометрического растягивания. Это позволяет удерживать необходимую длину, компенсируя возможное извивание протеза в процессе имплантации и избежать риск скручивания.

3. Протез применяется в периферической сосудистой хирургии и при артерио-венозном шунтировании

Слайд 2-26. На следующем слайде показана одна из сложнейших операций протезирования восходящей аорты при аневризме или расслоении, выполняемых в нашем институте.

Несмотря на широкое использование искусственных сосудистых протезов, за годы применения в хирургической и исследовательской практике различных типов протезов сформировалась позиция, что наилучшими характеристиками с точки зрения как биологической, так и механической совместимости обладают биологические протезы. И, хотя биологические протезы в гораздо большей степени, чем синтетические, подвержены кальцификации после имплантации, на сегодняшний день их чаще используют в реконструктивно-восстановительных операциях, особенно при малом (<6 мм) диаметре замещаемого сосуда. Хотя достаточно часто возникает ситуация, при которой использование биологического трансплантата в силу ряда причин (отсутствие достаточно протяженного участка, пригодного для пересадки, быстрая кальцификация) невозможно, и хирурги используют для ангиопластики все-таки искусственный протез.

Слайд 2-27. Другой путь борьбы с атеросклеротическими осложнениями, препятствующими кровотоку, являются ангиопластика с помощью раздуваемых баллончиков или с помощью стентов, которые в настоящее время значительно потеснили другие способы лечения. На данном слайде показана процедура ангиопластики с помощью раздуваемого баллончика. Баллончик раздавливает бляшку и увеличивает просвет артерии, улучшая тем самым кровоток по ней.

Слайд 2-28. Стенты являются трубками, плетенными из проволоки или трубками с множеством небольших отверстий, и предназначены для того, чтобы удерживать артерию или сосудистый протез в открытом состоянии, не давать им спадаться. Традиционно они использовались для удержания в открытом состоянии частично или полностью окклюдированные сосуды (в основном коронарные артерии). Архитектура металлического стента создавалась так, чтобы стент мог быть вставлен в трубку очень маленького радиуса. Однако, при расширении за счет баллончика, вставленного внутрь стента, он принимает форму сосуда и после удаления баллончика не изменяет ее. Баллончик также как стент с баллончиком обычно вводится эндоваскулярно через разрез в радиальной артерии и проводится через коронарный сосуд (с помощью ангиографического контроля), где размещается в зоне поражения.Затем баллончик расширяется за счет подаваемой в него жидкости с помощью специального шприца, заставляя расширится и стент. При этом стент прижимается к внутренней стенке сосуда, раскрывая его. При этом стент должен иметь достаточную жесткость, чтобы препятствовать спаданию сосуда.

Основное преимущество стентов перед сосудистыми протезами в том, что операция по установке стента гораздо менее травматична. В то время как для проведения операции по протезированию коронарного сосуда необходима кардиотомия и использование искусственного кровообращения. Однако еще существует проблема рестеноза пораженного сосуда после стентирования. В последние годы появились стенты с лекарственными веществами, которые частично решают эту проблему.

Другой способ борьбы с рестенозом основан на радиационном облучении стента, который препятствует ответной реакции ткани на механическое повреждение, приводящее к рестенозу.

Здесь я хотел бы показать несколько слайдов, посвященных разработке такого прибора в нашем институте.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 1163 | Нарушение авторских прав