CC BY
0
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ ■
11-летняя эффективность ксеноперикардиальной заплаты «КемПериплас-Нео» для пластики легочной артерии при радикальной коррекции тетрады Фалло
Мухамадияров Р.А., Халивопуло И.К., Евтушенко А.В., Ляпин А.А., Кутихин А.Г.
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», 650002, г. Кемерово, Российская Федерация
Ксеноперикардиальные заплаты достаточно давно используются в сердечно-сосудистой хирургии для пластики элементов системы кровообращения, однако эффективность их интеграции с легочной артерией (ЛА) реципиента при коррекции тетрады Фалло (ТФ) до последнего момента оставалась неясной.
Цель - проведение ультраструктурного исследования состояния сосудистой заплаты «Кем-Периплас-Нео» (ЗАО «НеоКор», Кемерово), интегрированной в ствол ЛА, в отдаленном периоде после радикальной коррекции ТФ.
Материал и методы. Для исследования использовали нативные ткани ствола ЛА ребенка (14 лет), которому в возрасте 1 года 8 мес при радикальной хирургической коррекции ТФ была выполнена пластика ствола ЛА ксеноперикардиальной заплатой «КемПериплас-Нео». Извлеченные из организма через 11 лет после имплантации ткани фиксировали в забуференном формалине с постфиксацией в растворе тетраоксида осмия. После обезвоживания в спиртах возрастающей концентрации и ацетоне образцы помещали в эпоксидную смолу. После полимеризации смолы образцы шлифовали, а затем полировали до нужной глубины образца. Для повышения электронного контраста образцы обрабатывали спиртовым раствором уранила-цетата в процессе обезвоживания и цитратом свинца после полировки эпоксидных блоков. Образцы визуализировали посредством сканирующей электронной микроскопии с детекцией в режиме обратно-рассеянных электронов.
Результаты. Спустя 11 лет имплантации ксеноперикардиальная заплата не имела признаков кальцификации и инфекции, значительная ее часть полностью сохраняла свою целостность и не содержала признаков воспаления, в том числе инфильтрации клетками реципиента. В сочетании с эндотелизацией заплаты на всем ее протяжении и формированием субэндотелиального слоя эластических волокон это указывало на успешную интеграцию заплаты с нативными тканями ствола ЛА. Тем не менее часть заплаты содержала поперечно фрагментированные коллаге-новые волокна, что в совокупности свидетельствовало о контролируемом протеолизе с физиологической репарацией поврежденных волокон заплаты.
Заключение. Ксеноперикардиальная заплата «КемПериплас-Нео» сохраняет свою структурную целостность при ангиопластике ствола ЛА в рамках радикальной хирургической коррекции ТФ, а также обладает высокой способностью интеграции с тканями ЛА реципиента, что говорит о ее применимости в данном хирургическом и патофизиологическом сценарии.
Финансирование. Работа выполнена при поддержке комплексной программы фундаментальных научных исследований СО РАН в рамках темы НИИ КПССЗ № 0419-2021-001 «Разработка новых фармакологических подходов к экспериментальной терапии атеросклероза и комплексных цифровых решений на основе искусственного интеллекта для автоматизированной диагностики патологий системы кровообращения и определения риска летального исхода» при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках национального проекта «Наука и университеты».
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ДЛЯ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ
Мухамадияров Ринат Авхадиевич -кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной, трансляционной и цифровой медицины НИИ КПССЗ (Кемерово, Российская Федерация) E-mail: rem57@rambler.ru https://orcid.org/0000-0002-5558-3229
Ключевые слова:
ксеноперикард; сосудистые заплаты; тетрада Фалло; легочная артерия; радикальная хирургическая коррекция
Для цитирования: Мухамадияров Р.А., Халивопуло И.К., Евтушенко А.В., Ляпин А.А., Кутихин А.Г. 11-летняя эффективность ксеноперикардиальной заплаты «КемПериплас-Нео» для пластики легочной артерии при радикальной коррекции тетрады Фалло // Клиническая и экспериментальная хирургия. Журнал имени академика Б.В. Петровского. 2023. Т. 11, № 4. С. 145-154. DOI: https://doi.org/10.33029/2308-1198-2023-11-4-145-154 Статья поступила в редакцию 16.08.2022. Принята в печать 13.11.2023.
11-year efficacy of xenopericardial KemPeriplas-Neo patch for the repair of pulmonary trunk during total surgical repair of tetralogy of Fallot
OORRESPONDENCE
Rinat A. Mukhamadiyarov -MD, Senior Research Fellow, Laboratory of Molecular, Translational and Digital Medicine, Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases (Kemerovo, Russian Federation) E-mail: rem57@rambler.ru https://orcid.org/0000-0002-5558-3229
Keywords:
bovine pericardium; vascular patches; tetralogy of Fallot; pulmonary artery; total surgical repair
Mukhamadiyarov R.A., Khalivopulo I.K., Evtushenko A.V., Lyapin A.A., Kutikhin A.G.
Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases, 650002, Kemerovo, Russian Federation
Xenopericardial patches are broadly employed in cardiovascular surgery, yet the mechanisms behind their integration with the pulmonary artery during the total surgical repair in patients with tetralogy of Fallot (ToF) remained unclear to date.
Aim. To assess whether the KemPeriplas vascular patch is well integrated into the pulmonary trunk after the total surgical repair of tetralogy of Fallot in a long term.
Materials and methods. We collected pulmonary trunk of an adolescent (14 years) who underwent the angioplasty using a bovine pericardial patch (KemPeriplas-Neo) during the total surgical repair of ToF at the age of 20 months. Hence, the follow-up period was «11 years. Sample was fixed in paraformaldehyde and postfixed with in osmium tetroxide. After uranyl acetate staining and dehydration in ascending ethanol series followed by incubation in acetone, the sample was embedded into epoxy resin. Then, the sample was grinded, polished, and counterstained with lead citrate. The sample was visualised by means of backscattered scanning electron microscopy. Results. 11 years postimplantation, bovine pericardial patch had no calcification, infection, or inflammation. Generally, the patch retained its integrity. Taken together with the complete endothelialisation and clear subendothelial elastic fibers, it indicated the successful integration of the patch with the pulmonary trunk. However, the patch also contained segments with the fragmented collagen fibers suggestive of a controlled proteolysis and physiological repair of the damaged extracellular matrix.
Conclusion. In >10 years upon the total surgical repair of ToF, bovine pericardial patch KemPeriplas retains its structural integrity and well integrates with the pulmonary trunk, suggesting its applicability in these surgical and pathophysiological scenarios.
Funding. This study was supported by the Complex Program of Basic Research under the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences within the Basic Research Topic of Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases No. 0419-2021-001 "Novel anti-atherosclerotic therapies and machine learning solutions for automated diagnosis and prognostication of cardiovascular disease". The study is financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (National Project Science and Universities). Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
For citation: Mukhamadiyarov R.A., Khalivopulo I.K., Evtushenko A.V., Lyapin A.A., Kutikhin A.G. 11-year efficacy of xenopericardial KemPeriplas-Neo patch for the repair of pulmonary trunk during total surgical repair of tetralogy of Fallot. Clinical and Experimental Surgery. Petrovsky Journal. 2023; 11 (4): 145-54. DOI: https://doi.org/10.33029/2308-1198-2023-11-4-145-154 (in Russian) Received 16.08.2022. Accepted 13.11.2023.
Сосудистые заплаты широко используются при реконструктивных операциях, в частности при ангиопластике [1]. Существует широкий спектр заплат различного происхождения - синтетических, ксеногенных и аллогенных [1]. Уже накопленный опыт создания и совершенствования
сосудистых заплат используется для улучшения их био-, гемосовместимости и физико-механических свойств, что в совокупности приводит к увеличению долговечности их функционирования [2]. Эффективность различных типов заплат у взрослых пациентов при разных вариантах каротидной эндартер-
эктомии [3, 4] и при различной локализации внутри элементов системы кровообращения [5, 6] к текущему моменту достаточно хорошо изучена.
Вместе с тем в научной литературе представлено относительно небольшое количество работ, в которых изучены особенности функционирования сосудистых заплат при реконструктивных операциях у детей младенческого возраста, хотя такие операции достаточно широко проводятся при врожденных пороках сердца на ранних сроках их обнаружения [7]. Особенностью этих пациентов является объемный рост тканей по мере взросления, а также высокий уровень метаболизма и про-лиферативной активности клеточных популяций [8]. Поэтому именно для этой категории пациентов особенно актуален вопрос оптимального выбора заплат и последующего изучения особенностей их функционирования в течение всего периода имплантации.
В НИИ КПССЗ на протяжении многих лет регулярно выполняются операции по коррекции тетрады Фалло (ТФ) с иссечением гипертрофированных септопариетальных трабекул и проведением пластики межжелудочковой перегородки, выводного отдела правого желудочка (ВОПЖ), ствола и клапана легочной артерии (ЛА) заплатой из бычьего перикарда и/или политетрафторэтилена, а также закрытием вторичного дефекта межпредсердной перегородки [9, 10]. Так как используемые заплаты не обладают свойством растяжимости, то в процессе физиологического роста организма и структурных элементов системы кровообращения в результате постепенно возникающего несоответствия диаметра ВОПЖ и ЛА размерам сердца развивается их клинически значимый стеноз [9, 10]. В условиях клиники НИИ КПССЗ стандартный срок функционирования заплат до проявления значимых дисфункций составляет 10 лет и более. Для коррекции этого дефекта проводится новая операция по реконструкции ВОПЖ и клапана ЛА. Извлеченные фрагменты ВОПЖ и ЛА являются уникальным патологоанатомическим материалом, который содержит сосудистые заплаты, функционировавшие в составе ВОПЖ и ЛА с младенческого возраста и до подросткового периода (от 11 до 14 лет). Тем не менее данный материал до настоящего времени ни разу не подвергался ультраструктурному исследованию для оценки его интеграции с организмом реципиента в таком длительном периоде физиологического роста.
Целью данного исследования было выполнение электронно-микроскопического исследования нативных тканей ЛА, содержащих в своей структуре материал сосудистой заплаты «КемПериплас-Нео» и извлеченных из организма через более чем 10 лет после радикальной коррекции ТФ.
Материал и методы
Врожденный порок сердца у ребенка был заподозрен перинатально, в результате клинической и эхокардиографической диагностики диагностирована ТФ. Через 1 год 8 мес выполнена радикальная коррекция ТФ [пластика мембранозного дефекта межжелудочковой перегородки ксеноперикарди-альной заплатой «КемПериплас-Нео» (ЗАО «Нео-Кор», Кемерово), трансаннулярная пластика ствола и клапана ЛА моностворкой из политетрафторэтилена и заплаты «КемПериплас-Нео», а также ушивание вторичного дефекта межпредсердной перегородки]. Через 11 лет во время реконструктивной операции, проведенной вследствие появления клинически значимых признаков дисфункции правого желудочка и медицинских показаний для протезирования клапана ЛА, были извлечены сегменты ствола ЛА, содержащие фрагменты заплаты «КемПериплас-Нео». Вмешательство проводилось в условиях эндотрахеального наркоза. На параллельном искусственном кровообращении были выполнены иссечение заплаты из ствола ЛА и имплантация биологического протеза «ЮниЛайн» (НеоКор, Кемерово). Целостность ствола ЛА была восстановлена с использованием ксеноперикар-диальной заплаты нового поколения «КемПери-плас-Нео». В исследовании использовали фрагменты заплаты «КемПериплас-Нео», находившейся в стволе ЛА в течение 11 лет после радикальной хирургической коррекции.
Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации (2013). Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом ФГБУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний». До включения в работу от родителей пациента было получено письменное информированное согласие на использование эксплантированных биоматериалов в научно-исследовательских целях.
Исследование образцов ствола ЛА, содержащих в своем составе заплату «КемПериплас-Нео», выполняли по оригинальной методике EM-BSEM: окрашивание цельного сегмента ткани тяжелыми металлами, его заключение в эпоксидную смолу, шлифовка, полировка и визуализация при помощи сканирующей электронной микроскопии в обратно-рассеянных электронах [11, 12].
Извлеченные образцы промывали в охлажденном физиологическом растворе хлорида натрия и помещали в забуференный (рН 7,4) 10% водный раствор формалина (B06-003, БиоВитрум) на 24 ч с однократной сменой формалина через первые 12 ч. На следующем этапе образцы постфиксиро-вали в 1% солевом растворе тетраоксида осмия (19110, Electron Microscopy Sciences) в течение
Г (D) Д (E) Е (F)
Рис. 1. Интеграция заплаты «КемПериплас-Нео» в ствол легочной артерии (ЛА): А - ствол ЛА, обзорный снимок (х50); Б - заплата, обзорный снимок (х50); В - вариант контакта заплаты и ЛА с отсутствием очерченной границы (х55); Г - вариант контакта заплаты и ЛА с наличием очерченной границы, обзорный снимок (х100); Д - вариант контакта заплаты и ЛА с наличием очерченной границы, прицельный снимок (х500); Е - проникновение коллагеновых волокон ствола ЛА в толщу заплаты (х2500)
Fig. 1. Integration of KemPeriplas-Neo vascular patch into the pulmonary artery: A - pulmonary artery, overview (х50 magnification); B - vascular patch, overview (х50 magnification); C - contact between the vascular patch and pulmonary artery without a clear border (х55 magnification); D - contact between the vascular patch and pulmonary artery with a clear border, overview (х100 magnification); E - contact between the vascular patch and pulmonary artery with a clear border, close-up (х500 magnification); F - collagen fibers of the pulmonary artery within the vascular patch (х2500 magnification)
12 ч и далее окрашивали 2% водным раствором тетраоксида осмия в течение 48 ч. Далее образцы обезвоживали в этаноле возрастающей концентрации (50; 60; 70; 80 и 95%, по две 15-минутных смены в каждой из указанных концентраций). После этого образцы докрашивали 2% спиртовым раствором уранилацетата (22400-2, Electron Microscopy Sciences) в течение 5 ч и обезвоживали в изопропаноле (06-002, БиоВитрум) в течение
5 ч и ацетоне (150495, ЛенРеактив) в течение 1 ч. Затем образцы пропитывали смесью эпоксидной смолы Araldite 502 (13900, Electron Microscopy Sciences) и ацетона в соотношении 1:1 в течение
6 ч, чистой эпоксидной смолой в течение 24 ч и далее полимеризовали в свежей эпоксидной смоле в емкостях FixiForm (40300085, Struers) при 60 °C в течение 24 ч.
Получившиеся эпоксидные блоки шлифовали до поверхности образца и полировали на установке TegraPol-11 (Struers) с последовательным использованием шлифовальных дисков с диаметром зерна 9; 6 и 3 мкм. После полировки образцы контрастировали цитратом свинца по Рейнольдсу (17810, Electron Microscopy Sciences) в течение 15 мин путем нанесения раствора на отполирован-
ную поверхность блока. После отмывки в биди-стиллированной воде на эпоксидные блоки наносили углеродное напыление толщиной 10-15 нм с помощью вакуумного напылительного поста (EM ACE200, Leica). Визуализацию структуры образцов выполняли при помощи сканирующей электронной микроскопии в режиме обратно-рассеянных электронов (BSECOMP) на электронном микроскопе Hitachi S-3400N (Hitachi) при ускоряющем напряжении 10 или 15 кВ.
Результаты
Нативная ткань ствола ЛА (рис. 1А) и ксено-перикардиальная заплата (рис. 1Б) были хорошо отличимы друг от друга. Ствол ЛА даже на малом увеличении при выполнении обзорного снимка содержал хорошо различимые эластические волокна медии и адвентицию с богатым коллаге-новыми пучками внеклеточным матриксом, при этом все сосудистые слои имели различную электронную плотность (см. рис. 1А). Заплата на малом увеличении характеризовалась ярко выраженным субэндотелиальным слоем, имеющим существенно более высокую электронную плотность в сравне-
В(С) Г(D)
Рис. 2. Сравнение коллагеновых волокон ствола легочной артерии (ЛА) и прилежащей к ней заплаты «КемПериплас-Нео»: А - ствол ЛА, обзорный снимок (х250); Б - ствол ЛА, прицельный снимок (х1000); В - заплата, фрагментированные коллагеновые волокна (х250); Г - заплата, сохранившие целостность коллагеновые волокна (х1000)
Fig. 2. Collagen fibers of the pulmonary artery and KemPeriplas-Neo vascular patch: A - pulmonary artery, overview (х250 magnification); B - pulmonary artery, close-up (х1000 magnification); C - vascular patch, fragmented collagen fibers (х250 magnification); D - vascular patch, intact collagen fibers (x1000 magnification)
нии с нижележащими тканями, преобладающим компонентом которых также являлся коллаген (см. рис. 1Б). Разграничение заплаты и ствола ЛА могло выглядеть различным образом (рис. 1В-Е). В частности, заплата могла достаточно плавно переходить в ствол ЛА, легко отличимый по упорядоченным и регулярным эластическим волокнам мышечной оболочки (см. рис. 1В). В то же время на других участках граница, напротив, была ярко выражена, и плотный волокнистый материал заплаты контрастировал с имевшей менее плотную соединительную ткань ЛА (рис. 1Г), что особенно хорошо визуализировалось на среднем увеличении (рис. 1Д). На большом увеличении была хорошо различима волокнистая структура слоя заплаты и его тесный контакт с коллагеновыми волокнами ствола ЛА, проникающими вглубь материала заплаты (рис. 1Е). Независимо от варианта организации границы между заплатой и стволом ЛА по всей заплате не наблюдалось признаков кальцифи-кации, инфекции или асептического воспаления.
Коллагеновый компонент матрикса ствола ЛА (рис. 2А, Б) существенно отличался от коллагено-вого компонента матрикса мышечной оболочки заплаты (рис. 2В, Г). Как на относительно небольшом увеличении при обзоре материала (см. рис. 2А), так и при детальном исследовании (см. рис. 2Б) можно было наблюдать типичную для адвенти-ции артерий организацию коллагеновых пучков и достаточно гомогенную электронную плотность. В то же время коллагеновые волокна внутри ксе-ноперикарда, как правило, имели либо выраженно хаотичное расположение и гетерогенную электронную плотность при своей фрагментации, что контрастировало с целостными коллагеновыми волокнами при обзорном снимке (см. рис. 2В), либо упорядоченную укладку, регулярное расположение и гомогенную электронную плотность при сохранении своей целостности (см. рис. 2Г).
Таким образом, можно заключить, что колла-геновые волокна в составе заплаты «КемПери-плас-Нео» имели разную сохранность внутренней
Г (D) Д (E) Е (F)
Рис. 3. Структура целостных и фрагментированных коллагеновых волокон заплаты «КемПериплас-Нео» : А - зоны заплаты с целостными и фрагментированными волокнами, обзорный снимок (х55); Б - зона заплаты с целостными коллагеновыми волокнами, обзорный снимок (х250); В - зона заплаты с целостными коллагеновыми волокнами, прицельный снимок (х1000); Г - сочетание целостных и фрагментированных коллагеновых волокон в одном поле зрения (х250); Д - зона заплаты с фрагментированными коллагеновыми волокнами, обзорный снимок (х250); Е - зона заплаты с фрагментированными коллагеновыми волокнами, прицельный снимок (х1000)
Fig. 3. Intact and fragmented collagen fibers within the KemPeriplas-Neo vascular patch: A - region with intact and fragmented collagen fibers, overview (х55 magnification); B - region with intact fibers, overview (х250 magnification); C - region with intact fibers, close-up (х1000 magnification); D - combination of intact and fragmented fibers within one field of view (х250 magnification); E - region with fragmented fibers, overview (х250 magnification); F - region with fragmented fibers, close-up (х1000 magnification)
структуры. При этом граница между сохраняющими целостность и фрагментированными коллагеновыми волокнами была четко очерчена, что свидетельствует об определенных закономерностях в протеолизе материала заплаты и его контролируемом характере (рис. 3А). Частично в заплате была отмечена высокая сохранность параллельно ориентированных и упорядоченно уложенных соединительнотканных волокон (рис. 3Б, В). Однако также встречались и участки, в которых волокна подвергались фрагментации и приобретали хаотичную ориентацию взамен упорядоченной (рис. 3Г—Е).
Со стороны просвета сосуда ЛА была ожидаемо покрыта сплошным слоем эндотелиальных клеток, ниже которых визуализировались рыхлый бесклеточный субэндотелиальный слой из белков внеклеточного матрикса и расположенные в составе медии эластические волокна, обладающие демпфирующей функцией при высоких гемодинамических нагрузках, испытываемых ЛА (рис. 4А, Б). Заплата также была покрыта монослоем эндотелиальных клеток и содержала многочисленные фрагменты эластических волокон различной степени организации в субэндотелиаль-
ном слое, при этом в ряде сегментов заплаты в суб-эндотелиальном слое визуализировались тонкие, но непрерывные эластические волокна (рис. 4В, Г). Таким образом, степень эндотелизации ствола ЛА и заплаты была одинаковой, а строение субэндо-телиального слоя - различным, однако заплата в субэндотелиальном слое также содержала эластические волокна, достаточно близкие по строению к эластическим волокнам медии ствола ЛА.
Более детальное исследование эндотелия показало морфологическую идентичность эндоте-лиального слоя ствола ЛА и заплаты. Как ствол ЛА (рис. 5А, Б), так и заплата (рис. 5В, Г) были полностью покрыты эндотелием на всем их протяжении, при этом эндотелиальные клетки имели одинаковую геометрию и характеризовались удлиненной формой и непрерывными межклеточными контактами. Эндотелиальный слой на поверхности ствола ЛА был прикреплен к ясно визуализируемой базальной мембране (см. рис. 5А, Б), а на поверхности заплаты - к коллагеновому матриксу и оформленным тонким эластическим волокнам субэндо-телиального слоя (см. рис. 5В, Г).
При исследовании медии ствола ЛА в ее верхней половине ожидаемо были выявлены регуляр-
В (С) Г (D)
Рис. 4. Структурное сходство эндотелия и субэндотелиального слоя нативной ткани ствола легочной артерии (ЛА) и прилежащей к ней заплаты «КемПериплас-Нео»: А (х1000); Б (х2500) - ствол ЛА (обратите внимание на сплошной слой эндотелиальных клеток, рыхлый субэндотелиальный слой и расположенные под ним организованные эластические волокна); В (х1000); Г (х2500) - заплата (обратите внимание на сплошной слой эндотелиальных клеток и фрагменты эластических волокон различной степени организации в субэндотелиальном слое)
Fig. 4. Similarities between endothelial and subendothelial layers of pulmonary artery and KemPeriplas-Neo vascular patch: A, B - pulmonary artery (note the endothelial monolayer, loose subendothelial layer, and organised elastic fibers below); A - х1000 magnification; B - х2500 magnification; C, D - vascular patch (note the endothelial monolayer and fragments of the elastic fibers in the subendothelial layer); C - х1000 magnification; D - х2500 magnification
ные и сформированные эластические волокна, которые, однако, становились фрагментирован-ными в нижней половине сосуда (рис. 6А). Детальное исследование фрагментированных волокон нижней половины ЛА показало их принципиальную схожесть с таковыми в субэндотелиаль-ном слое заплаты «КемПериплас-Нео» (рис. 6Б). Достаточно неожиданным было наличие фраг-ментированных эластических волокон внутри структуры заплаты значительно ниже субэндоте-лиального слоя (рис. 6В), которые в некоторых участках формировали тонкие прерывистые эластические волокна (рис. 6Г), что может свидетельствовать об адаптивном ремоделировании заплаты к гемодинамическим нагрузкам после имплантации в ЛА. Следует подчеркнуть, что фрагменты эластических волокон в субэндотели-альном слое и нижележащих слоях заплаты «Кем-
Периплас» характеризовались сходной размерностью и были значительно меньше фрагментов эластических волокон в нижней половине медии ЛА, что говорит об их менее высокой степени зрелости.
Обсуждение
Использование сосудистых заплат в детской кардиохирургии предъявляет повышенные требования, обусловленные высоким уровнем метаболизма, минерального обмена и постоянным физиологическим ростом окружающих заплату тканей. Представленные результаты показали, что в рассматриваемом случае через 11 лет после имплантации ксеноперикардиальная заплата имела высокую сохранность и была успешно интегрирована в ствол ЛА. Значительная часть заплаты
Рис. 5. Структурная целостность эндотелиального монослоя в стволе легочной артерии (ЛА) и в заплате «КемПериплас-Нео»: А (х1000), Б (х2500) - ствол ЛА; В (х1000), Г (х2500) - заплата
Fig. 5. Similarities between the endothelial monolayers in the pulmonary artery and KemPeriplas-Neo vascular patch. A, B - pulmonary artery (A - х1000 magnification, B - х2500 magnification); C, D - vascular patch (C - х1000 magnification, D - х2500 magnification)
характеризовалась сохраненной целостностью соединительнотканных волокон. Со стороны просвета сосуда поверхность заплаты была полностью эндотелизирована, содержала в субэндотелиаль-ном слое эластические волокна различной степени оформленности и переходила в интиму ствола ЛА, имеющую аналогичное строение [13]. Полученные данные согласуются с таковыми при имплантации в выводной отдел правого желудочка тканеин-женерных конструктов на основе подслизистой оболочки тонкого кишечника свиньи, заселенных мезенхимальными стволовыми клетками [14]. В заплате отсутствовали признаки кальцификации, инфекции и асептического воспаления, что указывает на высокую долговременную устойчивость материала заплаты к воздействию внешних факторов и эффективность ангиопластики ствола ЛА с ее использованием. Коллагеновые волокна бычьего перикарда, из которого состояла заплата, по строению отличались от коллагеновых волокон ствола ЛА. Интересным и патофизиологически значимым
наблюдением были фрагменты эластина, в большом количестве локализованные в глубине заплаты и в ряде участков формирующие оформленные эластические волокна. Данная находка в совокупности с аналогичным строением субэндотелиального слоя заплаты может свидетельствовать об активно идущем адаптивном ремоделировании заплаты к достаточно высоким гемодинамическим нагрузкам, которые испытывает ствол ЛА, и о развивающейся с возрастом демпфирующей функции заплаты по аналогии с мышечной оболочкой (медией) ЛА, содержащей множественные эластические волокна.
Вместе с тем существенная часть заплаты также характеризовалась фрагментацией коллагеновых волокон, причиной чего может быть механическое повреждение структуры заплаты в процессе функционирования. Известно, что в биопротезах клапанов сердца виновниками подобного лизиса коллагеновых волокон являются протеазы крови (наиболее обильной из которых является
В (С) Г(D)
Рис. 6. Организация эластических волокон медии в стволе легочной артерии (ЛА) и в заплате «КемПериплас-Нео»: А (х100), Б (х500) - ствол ЛА; В, Г (х1000) - заплата
Fig. 6. Elastic fibers within the medial layer of the pulmonary artery and KemPeriplas-Neo vascular patch: A, B - pulmonary artery (A - х100 magnification, B - х500 magnification); C, D - vascular patch (х1000 magnification)
матриксная металлопротеиназа-9), однако в упомянутом сценарии это приводит к неконтролируемой деградации межклеточного матрикса вследствие отсутствия синтеза в нем ингибиторов про-теаз мезенхимальными клетками реципиента [15]. В рассматриваемом случае с имплантированной в ствол ЛА заплатой фрагментация коллагеновых волокон не приводила к нарушению целостности заплаты, что позволяет предположить функционирующий процесс репарации гидролизуемых коллагеновых волокон и указывает на отсутствие критической потери физико-механических характеристик материала заплаты, что коренным образом отличает данный патофизиологический сценарий от такового при имплантации биопротезов клапанов сердца. Таким образом, в патофизиологическом сценарии имплантации ксеноперикарди-альной заплаты в ствол ЛА при радикальной хирургической коррекции ТФ коллагеновые волокна заплаты постепенно подвергаются контролируемому протеолизу, который сопровождается компенсаторной репарацией коллагеновых волокон,
не приводящей к нарушению их целостности, но характеризующихся потерей их физиологической ориентации.
Заключение
Ксеноперикардиальная заплата «КемПериплас-Нео» сохраняет структурную целостность при ангиопластике ствола ЛА в рамках радикальной коррекции ТФ. Спустя 11 лет после имплантации внутри заплаты не было обнаружено признаков кальцификации, инфицирования и воспаления. В процессе функционирования заплата подвергается физиологической эндотелизации, а внутри нее запускается процесс формирования эластических волокон в субэндоте-лиальном слое и нижележащих слоях заплаты. Часть внеклеточного матрикса заплаты полностью сохраняет изначальное строение коллагеновых волокон, а часть подвергается контролируемому протеолизу с компенсаторной репарацией коллагеновых волокон, которая сохраняет их целостность, однако не позволяет сохранить физиологическую ориентацию.
Литература
1. Севостьянова В.В., Миронов А.В., Антонова Л.В., Тарасов Р.С. Применение сосудистых заплат для артериальной реконструкции, проблемы и перспективные технологии // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2019. Т. 8, № 3. С. 116-129. DOI: https://doi.org/10.17802/2306-1278-2019-8-3-116-129
2. Борисов В.Г., Захаров Ю.Н., Казанцев А.Н., Шокин Ю.И., Евтушенко А.В., Барбараш Л.С. и др. Компьютерное моделирование заплат различной формы при классической каротидной эндартерэк-томии // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2021. Т. 23, № 4. С. 132-142. DOI: https://doi.org/10.15825/25/1995-1191-2021-4-132-142
3. AbuRahma A.F., Darling R.C. 3rd. Literature review of primary versus patching versus eversion as carotid endarterectomy closure // J. Vasc. Surg. 2021. Vol. 74, N 2. P. 666-675. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jvs.2021.02.051
4. Léonore F.T., Elsa F., David P.C., Ludovic C., Pascal B., Charles Henri M.A. et al. Short- and long-term outcomes following biological pericardium patches versus prosthetic patches for carotid endarterec-tomy: a retrospective bicentric study // Ann. Vasc. Surg. 2021. Vol. 72. P. 66-71. DOI: https://doi.org/10.1016/j.avsg.2020.04.010
5. Orrapin S., Benyakorn T., Howard D.P., Siribumrungwong B., Rerkasem K. Patches of different types for carotid patch angioplasty // Cochrane Database Syst. Rev. 2021. Vol. 2, N 2. CD000071. DOI: https://doi.org/10.1002/14651858.CD000071.pub4
6. Danial P., Moiroux-Sahraoui A., Debauchez M., Monin J.L., Ber-rebi A., Shraer N. et al. Aortic valve repair using pericardial patch standardized with external ring annuloplasty // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2022. Vol. 62, N 4. Article ID ezac072. DOI: https://doi.org/10.1093/ ejcts/ezac072
7. Elassal A.A., Al-Radi O.O., Zaher Z.F., Dohain A.M., Abdel-mohsen G.A., Mohamed R.S. et al. Equine pericardium: a versatile alternative reconstructive material in congenital cardiac surgery // J. Cardiothorac. Surg. 2021. Vol. 16, N 1. P. 110. DOI: https://doi. org/10.1186/s13019-021-01494-y
8. Zaidi M., Premkumar G., Naqvi R., Khashkhusha A., Aslam Z., Ali A. et al. Aortic valve surgery: management and outcomes in the paediatric population // Eur. J. Pediatr. 2021. Vol. 180, N 10. P. 3129-3139. DOI: https://doi.org/10.1007/s00431-021-04092-1
9. Nokhrin A.V., Tarasov R.S., Mukhamadiyarov R.A., Shishkova D.K., Kutikhin A.G., Dzyuman A.N. et al. Two-stage approach for surgical treatment of tetralogy of Fallot in underweight children: clinical and morphological outcomes // J. Card. Surg. 2019. Vol. 34, N 5. P. 293-299. DOI: https://doi.org/10.1111/jocs.14031
10. Мухамадияров Р.А., Ляпин А.А., Кутихин А.Г. Ультраструктура стентированного участка выводного отдела правого желудочка у маловесных детей перед радикальной коррекцией тетрады Фалло // Клиническая и экспериментальная хирургия. Журнал имени академика Б.В. Петровского. 2021. Т. 9, № 2. С. 46-58. DOI: https://doi. org/10.33029/2308-1198-2021-9-2-46-58
11. Mukhamadiyarov R.A., Bogdanov L.A., Glushkova T.V., Shishkova D.K., Kostyunin A.E., Koshelev V.A. et al. EMbedding and back-scattered scanning electron microscopy: a detailed protocol for the whole-specimen, high-resolution analysis of cardiovascular tissues // Front. Cardiovasc. Med. 2021. Vol. 8. Article ID 739549. DOI: https:// doi.org/10.3389/fcvm.2021.739549
12. Мухамадияров Р.А., Кутихин А.Г. Исследование нормальной и патологической микроскопической анатомии кровеносных сосудов при помощи сканирующей электронной микроскопии в обратно-рассеянных электронах // Фундаментальная и клиническая медицина. 2019. Т. 4, № 1. С. 6-14. DOI: https://doi. org/10.23946/2500-0764-2019-4-1-6-14
13. Boukens B.J.D., Basso C., Migliore F., Rizzo S., Thiene G. Embryology, anatomy, and pathology of ventricular outflow tracts related to cardiac mapping and arrhythmias // Cardiac Mapping. 5th ed. / eds M. Shenasa, G. Hindricks, D.J. Callans, J.M. Miller, M.E. Joseph-son. John Wiley & Sons, 2019. P. 7-28. ISBN 9781119152590. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119152637.ch2
14. Albertario A., Swim M.M., Ahmed E.M., Iacobazzi D., Yeong M., Madeddu P. et al. Successful reconstruction of the right ventricular outflow tract by implantation of thymus stem cell engineered graft in growing swine // JACC Basic Transl. Sci. 2019. Vol. 4, N 3. P. 364-384. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacbts.2019.02.001
15. Костюнин А.Е., Глушкова Т.В., Шишкова Д.К., Маркова В.Е., Овчаренко Е.А. Скрининговый анализ протеолитических ферментов и их ингибиторов в створках эпоксиобработанных биопротезных клапанов сердца, эксплантированных по причине дисфункций // Биомедицинская химия. 2022. Т. 68, № 1. С. 68-75. DOI: https:// doi.org/10.18097/PBMC20226801068
References
1. Sevost'yanova V.V., Mironov A.V., Antonova L.V., Tarasov R.S. Vascular patches for arterial reconstruction, challenges and advanced technologies. Kompleksnye problemy serdechno-sosud-istykh zabolevaniy [Complex Problems of Cardiovascular Diseases]. 2019; 8 (3): 116-9. DOI: https://doi.org/10.17802/2306-1278-2019-8-3-116-129 (in Russian)
2. Borisov V.G., Zakharov Yu.N., Kazantsev A.N., Sho-kin Yu.I., Evtushenko A.V., Barbarash L.S., et al. Computer modeling of different shaped patches in classical carotid endarterectomy. Vest-nik transplantologii i iskusstvennykh organov [Bulletin of Transplan-tology and Artificial Organs]. 2021; 23 (4): 132-42. DOI: https://doi. org/10.15825/25/1995-1191-2021-4-132-142 (in Russian)
3. AbuRahma A.F., Darling R.C. 3rd. Literature review of primary versus patching versus eversion as carotid endarterectomy closure. J Vasc Surg. 2021; 74 (2): 666-75. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.jvs.2021.02.051
4. Léonore F.T., Elsa F., David P.C., Ludovic C., Pascal B., Charles Henri M.A., et al. Short- and long-term outcomes following biological pericardium patches versus prosthetic patches for carotid endarterec-tomy: a retrospective bicentric study. Ann Vasc Surg. 2021; 72: 66-71. DOI: https://doi.org/10.1016/j.avsg.2020.04.010
5. Orrapin S., Benyakorn T., Howard D.P., Siribumrung-wong B., Rerkasem K. Patches of different types for carotid patch an-gioplasty. Cochrane Database Syst Rev. 2021; 2 (2): CD000071. DOI: https://doi.org/10.1002/14651858.CD000071.pub4
6. Danial P., Moiroux-Sahraoui A., Debauchez M., Monin J.L., Berrebi A., Shraer N., et al. Aortic valve repair using pericardial patch standardized with external ring annuloplasty. Eur J Cardiothorac Surg. 2022; 62 (4): ezac072. DOI: https://doi.org/10.1093/ejcts/ ezac072
7. Elassal A.A., Al-Radi O.O., Zaher Z.F., Dohain A.M., Abdel-mohsen G.A., Mohamed R.S., et al. Equine pericardium: a versatile alternative reconstructive material in congenital cardiac surgery. J Cardiothorac Surg. 2021; 16 (1): 110. DOI: https://doi.org/10.1186/ s13019-021-01494-y
8. Zaidi M., Premkumar G., Naqvi R., Khashkhusha A., Aslam Z., Ali A., et al. Aortic valve surgery: management and outcomes in the paediatric population. Eur J Pediatr. 2021; 180 (10): 3129-39. DOI: https://doi.org/10.1007/s00431-021-04092-1
9. Nokhrin A.V., Tarasov R.S., Mukhamadiyarov R.A., Shishkova D.K., Kutikhin A.G., Dzyuman A.N., et al. Two-stage approach for surgical treatment of tetralogy of Fallot in underweight children: clinical and morphological outcomes. J Card Surg. 2019; 34 (5): 293-9. DOI: https://doi.org/10.1111/jocs.14031
10. Mukhamadiyarov R.A., Lyapin A.A., Kutikhin A.G. Ultrastructure of stented right ventricular outflow tract in low-birth-weight infants before surgical correction of tetralogy of Fallot. Clinical and Experimental Surgery. Petrovsky Journal. 2021; 9 (2): 46-58. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.33029/2308-1198-2021-9-2-46-58 (in Russian)
11. Mukhamadiyarov R.A., Bogdanov L.A., Glushkova T.V., Shishkova D.K., Kostyunin A.E., Koshelev V.A., et al. EMbedding and backscattered scanning electron microscopy: a detailed protocol for the whole-specimen, high-resolution analysis of cardiovascular tissues. Front Cardiovasc Med. 2021; 8: 739549. DOI: https://doi. org/10.3389/fcvm.2021.739549
12. Mukhamadiyarov R.A., Kutikhin A.G. Histology and histo-pathology of blood vessels: backscattered scanning electron microscopy approach. Fundamental'naya i klinicheskaya meditsina [Fundamental and Clinical Medicine]. 2019; 4 (1): 6-14. DOI: https://doi. org/10.23946/2500-0764-2019-4-1-6-14 (in Russian)
13. Boukens B.J.D., Basso C., Migliore F., Rizzo S., Thiene G. Embryology, anatomy, and pathology of ventricular outflow tracts related to cardiac mapping and arrhythmias. In: M. Shenasa, G. Hindricks, D.J. Callans, J.M. Miller, M.E. Josephson (eds). Cardiac Mapping. 5th ed. John Wiley & Sons, 2019: 7-28. ISBN 9781119152590. DOI: https://doi. org/10.1002/9781119152637.ch2
14. Albertario A., Swim M.M., Ahmed E.M., Iacobazzi D., Yeong M., Madeddu P., et al. Successful reconstruction of the right ventricular outflow tract by implantation of thymus stem cell engineered graft in growing swine. JACC Basic Transl Sci. 2019; 4 (3): 364-84. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacbts.2019.02.001
15. Kostyunin A.E., Glushkova T.V., Shishkova D.K., Mar-kova V.E., Ovcharenko E.A. Screening analysis of proteolytic enzymes and their inhibitors in the leaflets of epoxy-treated bioprosthetic heart valves explanted due to dysfunction. Biomeditsinskaya khi-miya [Biomedical Chemistry]. 2022; 68 (1): 68-75. DOI: https://doi. org/10.18097/PBMC20226801068 (in Russian)
