CC BY
54
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЛЕЧЕНИЯ ТРАВМЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕРХНИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР
Шнейдер В. Э.
Тюменская государственная медицинская академия
РЕЗЮМЕ
Представлены результаты экспериментального исследования на 88 собаках по созданию различных моделей повреждения поджелудочной железы и их лечения с помощью воздействия сверхнизких температур. В зависимости от степени повреждения железы летальность у животных составила от 44 до 100%. Применение разработанных способов лечения позволило снизить летальность в эксперименте до 5-10%.
Ключевые слова: поджелудочная железа, криохирургия, экспериментальная травма. SUMMARY
During experimental study we mode different types of pancreas injury. For treatment we used extremely low temperature. This results were obtained on the 88 dogs. Lethality by experimental animals was from 44 to 100% it depends on injury pancreas level. Using our methods we reduced lethality by experiment to 5-10%.
Key words: pancreas, experimental pancreas injury, cryosurgery.
Важной проблемой современной хирургии и медицины вообще является травма органов брюшной полости (по данным ВОЗ, 48% всех травм). А наиболее тяжелым видом повреждения внутренних органов живота, согласно исследованиям отечественных и зарубежных авторов, является травма поджелудочной железы [1, 10]. Частота повреждения поджелудочной железы составляет от 2 до 17,5% от общего числа травм органов брюшной полости [5, 10]. Относительная редкость травматических повреждений этого органа объясняется ретроперитонеальным расположением и хорошей защищенностью его от воздействия внешних сил. Однако общая тенденция к увеличению числа пациентов с травмами характерна и для травмы поджелудочной железы. Так, по нашим данным, за последние 5 лет по Тюмени частота пациентов с данным видом повреждений увеличилась с 20,3 до 22,5 пациента в среднем в год [7].
Травма поджелудочной железы характеризуется тяжестью клинического течения, преобладанием сочетанных повреждений, трудностью диагностики и лечения, частым развитием тяжелых осложнений, высокой послеоперационной летальностью, достигающей, по данным литературы, 12-36%, а при позднем обращении или диагностических ошибках
возрастает до 60% [1, 9]. Среди всех видов повреждений поджелудочной железы наиболее сложными являются сопровождающиеся нарушением целостности панкреатического протока.
Операции на поджелудочной железе признаны во всем мире как наиболее сложные среди хирургических вмешательств на органах брюшной полости. До сих пор нет единого мнения об оперативном лечении данной патологии у специалистов, занимающихся этой проблемой. Существует множество операций, но все они имеют существенные недостатки. Из-за анатомо-физиологических особенностей (малый диаметр главного панкреатического протока, высокая ферментативная активность сока, близость крупных магистральных сосудов) не удается во время операции восстановить целостность вирсунгова протока. Наложение швов на рану поджелудочной железы приводит к возникновению деструктивного панкреатита, панкреонекроза, перитонита. Если рану не ушивать, а заканчивать операцию дренированием области ранения, то в подавляющем большинстве случаев формируются свищи и кисты поджелудочной железы, что способствует значительному увеличению сроков пребывания пациентов в стационаре и на больничном листе.
экспериментальная гастроэнтерология
experimental gastroenterology
ГРУППЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ
Группа Экспериментальная операция Количество животных
* г а « и I Создание модели открытой травмы поджелудочной железы без повреждения главного панкреатического протока 9
II Создание модели открытой травмы поджелудочной железы с повреждением главного панкреатического протока 9
III Создание модели полного поперечного разрыва поджелудочной железы 10
2 серия, IV Создание модели открытой травмы поджелудочной железы без повреждения главного панкреатического протока + криоаппликация раны поджелудочной железы 20
V Создание модели открытой травмы поджелудочной железы с повреждением главного панкреатического протока + субтотальной криоаппликацией правой доли 20
VI Создание модели полного поперечного разрыва поджелудочной железы + субто-тальной криоаппликацией правой доли 20
Всего 88
Все вышесказанное, несомненно, подтверждает актуальность данной проблемы. Социальные и медицинские факторы (пациенты наиболее трудоспособного возраста, большая продолжительность стационарного лечения, высокая стоимость и трудоемкость лечения, многочисленные тяжелые осложнения, высокий процент летальности и ин-валидизации) не позволяют считать результаты лечения больных с травмой поджелудочной железы удовлетворительными и стимулируют хирургическую мысль для дальнейшего поиска более эффективных, высокотехнологичных и в то же время недорогих, методов.
Основная причина неудовлетворительных результатов оперативного лечения кроется в физиологических особенностях этого органа, а именно в высокой ферментативной активности панкреатического сока, которая приводит к частому развитию посттравматических панкреатитов, перитонита, свищей, кист и эндокринной недостаточности. Поэтому актуальным является адекватное подавление внешнесекреторной функции поджелудочной железы при сохранении эндокринной. Данным требованиям соответствует способ воздействия на поджелудочную железу сверхнизкими температурами, что подтверждается многочисленными клиническими и экспериментальными исследованиями [4, 8]. Согласно этим исследованиям, после криовоздействия при значительном снижении уровня экзокринной секреции эндокринная остается удовлетворительной. Существенным при криовоздействии на поджелудочную железу является также и то, что сохраняется соединительнотканный каркас, чего нет после резекционных вмешательств. Сохранение стромы важно для регенерации экзокринной части поджелудочной железы в достаточном объеме, а также для восстановления островков Лангерганса [2, 8].
В литературных источниках описаны способы успешного лечения панкреонекроза [4, 6], хронического
панкреатита [3], кист и свищей поджелудочной железы [4] с применением сверхнизких температур.
В специализированной литературе мы не нашли указаний на применение метода криоаппликации при травмах поджелудочной железы, в связи с чем нами была поставлена задача изучить возможность и эффективность применения криоаппликации при травме поджелудочной железы в эксперименте на собаках с последующим применением в клинике.
Цель исследования: разработать новую методику лечения повреждений поджелудочной железы с применением сверхнизких температур.
Задачи исследования:
1) разработать экспериментальную модель повреждений поджелудочной железы;
2) разработать оригинальную методику криоаппликации при повреждениях поджелудочной железы в эксперименте;
3) изучить изменения лабораторных показателей в динамике послеоперационного периода при лечении повреждений поджелудочной железы с использованием криоаппликации;
4) изучить патоморфологические изменения поджелудочной железы в различные сроки послеоперационного периода при лечении ее повреждений с использованием криоаппликации.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальное исследование проведено на 88 беспородных собаках. На проведение экспериментального исследования получено положительное решение Комитета по этике при Тюменской государственной медицинской академии (выписка из протокола заседания Комитета от 6 февраля 2003 года). Все экспериментальные животные разделены на две серии опытов (контрольная и основная) по три группы в каждой (см. таблицу).
Первоначальной задачей являлась разработка в эксперименте на животных способов создания различных по степени тяжести моделей травмы поджелудочной железы и оценка клинической картины, изменения лабораторных показателей, патоморфологических изменений в динамике послеоперационного периода. Для достижения указанной цели выделены три группы. В 1-ю контрольную группу вошли животные, у которых была смоделирована открытая изолированная травма поджелудочной железы без повреждения главного панкреатического протока. Выполнялась срединная лапаротомия, в рану выводилась правой доля поджелудочной железы, скальпелем наносилась сквозная рана длиной 1 см по краю поджелудочной железы в продольном направлении (чтобы избежать повреждения протока), в случае кровотечения из раны гемостаз достигался прижатием области раны салфетками либо прошиванием кровоточащего края раны (только с гемостатической целью). Сама рана поджелудочной железы не ушивалась. После чего брюшная полость ушивалась наглухо (рис. 1).
Вторую группу составили 9 собак с открытой изолированной травмой поджелудочной железы с повреждением главного панкреатического протока, то есть сквозная рана наносилась в поперечном направлении длиной 1 см посередине правой доли поджелудочной железы (рис. 2).
В третьей контрольной группе создана модель полного поперечного разрыва поджелудочной железы. После лапаротомии на середину правой доли накладывали два зажима параллельно друг к другу и перпендикулярно длиннику железы на всю ее ширину. Зажимами производилось раздавливание, после чего они разводились до полного перерыва органа (рис. 3).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Животные в контрольных в группах (1, 2 и 3-й) в послеоперационном периоде были вялыми, постоянно лежали, отмечалась периодическая рвота. Сразу после операции отмечался значительный рост числа лейкоцитов и амилазы крови. К концу первых суток амилаза возрастала в 12-13 раз больше нормы, глюкоза крови — более чем в 1,5 раза, достигая максимальных значений к третьим суткам послеоперационного периода. Снижение количества лейкоцитов, амилазы и глюкозы крови у выживших животных было очень медленное. Показатели концентрации амилазы и глюкозы крови экспериментальных животных первой группы свидетельствуют о прогрессирующей деструкции экзо- и эндокринной паренхимы на фоне развивающегося панкреонекроза.
В первой серии опытов при морфологическом исследовании определяется картина обширного
Рис. 1. Сквозная рана по краю поджелудочной железы в продольном направлении без повреждения Вирсунгова протока. 1 - пищевод; 2 - правая доля поджелудочной железы; 3 - рана, разрыв; 4 - двенадцатиперстная кишка; 5 - желудок; 6 - левая доля поджелудочной железы; 7 - поперечно-ободочная кишка
Рис. 2. Сквозная рана поджелудочной железы в поперечном направлении с повреждением Вирсунгова протока. 1 - пищевод; 2 - правая доля поджелудочной железы; 3 - рана, разрыв; 4 - двенадцатиперстная кишка; 5 - желудок; 6 - левая доля поджелудочной железы; 7 - поперечно-ободочная кишка
Рис 3. Полный разрыв поджелудочной железы.
1 - пищевод; 2 - правая доля поджелудочной железы; 3 - рана, разрыв; 4 - двенадцатиперстная кишка;
5 - желудок; 6 - левая доля поджелудочной железы;
7 - поперечно-ободочная кишка
4>
экспериментальная гастроэнтерология
experimental gastroenterology
Рис. 4. Криоаппликатор из никелида титана.
1- резервуар для жидкого азота, выполненный из пористого никелида титана; 2 - ручка криоаппликатора, выполненная из эбонита; 3 - наконечник криоаппликатора, выполненный из пластичного никелида титана
геморрагического панкреонекроза с вторичным присоединением фибринозно-гнойного воспаления, что ведет к воспалительному расплавлению некротических тканей.
Летальность в первой группе составила 44,4%, во 2-й и 3-й группах — 100%. Все животные умерли на 3-5 сутки послеоперационного периода. Причиной смерти во всех случаях были разлитой ферментативный перитонит и посттравматический панк-реонекроз, что свидетельствует об адекватности предлагаемых способов моделирования травмы поджелудочной железы.
Вторым этапом экспериментального исследования была разработка методики криохирургического лечения травмы поджелудочной железы. С этой целью проведена вторая серия опытов в трех основных группах. Методика моделирования травм поджелудочной железы была идентичной с контрольными группами исследования.
Нами в эксперименте использовался криогенный аппликатор из пластичного пористого никелида титана (рис. 4), разработанный совместно с НИИ медицинских материалов и имплантатов с памятью формы при Сибирском физико-техническом институте им. В. Д. Кузнецова, Томским государственным университетом (патент РФ на изобретение № 2845464).
Преимущество данного криоаппликатора перед другими автономными криозондами в том, что имеется пористый аккумулятор жидкого азота, который быстро, в течение 2-3 секунд, заполняется и позволяет сохранять нужную температура на рабочей поверхности аппликатора в течение необходимого для криоаппликации времени (120 секунд). Кроме того, невысокая стоимость, простота в применении, индивидуальный подбор площади рабочей поверхности и объема пористого аккумулятора по сравнению с громоздкими, дорогостоящими аппаратами, работающими на принципе непрерывной циркуляции хладагента с большим расходом последнего, показывают преимущество применения данного способа криовоздействия.
В 4-й группе у 20 собак с ранениями поджелудочной железы без повреждения главного панкреатического протока применили криоаппликацию раны с помощью криогенного аппликатора, предварительно погруженного в сосуд Дьюара с жидким азотом. Время экспозиции — 120 секунд (способ защищен патентом РФ на изобретение № 2283042). В 5-й группе с ранениями поджелудочной железы с повреждением главного панкреатического протока производилась субтотальная криоаппликация поджелудочной железы. В 6-й группе моделировался ППР поджелудочной железы, после чего, так же как и в 5-й группе, выполнялась субтотальная криоаппликация (способ защищен патентом РФ на изобретение № 2261055).
Техническая простота выполнения, малая продолжительность операции позволяют говорить о технологичности методики. Наличие четких параметров криовоздействия позволяет рассчитать количество точек криоаппликации в зависимости от площади органа.
Клиническое наблюдение за экспериментальными животными основной группы показало, что они хорошо переносят оперативное лечение.
В 4-й группе уже на вторые сутки собаки были довольно активны, поднимались, пили воду, с 3-5-х суток начинали есть. Уже на третьи сутки амилаза была повышена незначительно, а к пятым суткам полностью нормализовалась, концентрация глюкозы была в пределах нормы. Незначительный лейкоцитоз сохранялся до трех суток. Все животные выжили. В 5-й и 6-й группе послеоперационный период, в первые двое суток, протекал тяжелее, чем в 4-й группе. Уровень амилазы возрастал к концу первых суток в 8-10 раз, приходил в норму к тридцатым суткам. Увеличение глюкозы отмечено в 1,3-1,4 раза к третьим суткам послеоперационного периода с нормализацией этого показателя к 21-му дню. Отмечался лейкоцитоз до семи суток. Летальность в 5-й группе составила 5%, в 6-й — 10%.
На основании морфологической картины в течение восстановительного периода при криохирургическом лечении травмы поджелудочной железы можно выявить три стадии.
Первая стадия (деструктивно-воспалительная) — продолжается до седьмых суток. Характеризуется развитием деструкции долек железы, выраженными нарушениями кровообращения. Воспаление, начиная с третьих суток, приобретает характер острого с лимфоцитарно-плазмоцитарной инфильтрацией, к седьмым суткам оно переходит в подострое.
Вторая стадия (восстановительных изменений) развивается с седьмых по тридцатые сутки. Характеризуется развитием регенераторных процессов в паренхиме и в строме. В железе развивается неполная репаративная регенерация с малым объемом регенераторных процессов в паренхиме и избыточным разрастанием соединительной ткани.
о
Область повреждения заполнена грубым соединительнотканным рубцом.
Третья стадия (остаточных изменений) развивается с тридцатых по шестидесятые сутки после лечения. Она характеризуется сохранением рубцовых изменений в железе. В области криовоздействия размеры железы уменьшены, консистенция плотная, дольчатое строение не выявляется. В области ранения или разрыва соединительнотканный рубец грубый, занимает всю зону повреждения. В нем выявлены атрофированные железистые дольки, вегетативные ганглии парасимпатической нервной системы, нервные волокна, единичные мелкие новообразованные протоки. Зона разрыва в 6-й группе снаружи покрыта мезотелием.
В пограничной зоне междольковые соединительнотканные прослойки расширены, склерозированы. В зоне, удаленной от травматического повреждения, степень разрастания соединительной ткани меньше. Она представлена нежными соединительнотканными рубцами. В их составе определяются атрофированные дольки, новообразованные кровеносные сосуды, мелкие протоки, многочисленные нервные волокна.
Таким образом, из макроскопической картины и данных гистологического исследования видно, что с помощью криодеструкции достигается гемостаз, снижение секреторной функции поджелудочной железы после криодеструкции способствует быстрому заживлению раны с формированием нежного соединительнотканного рубца в области криовоздействия. Криовоздействие на ткань поджелудочной железы вызывает крионекроз подвергшегося замораживанию участка железы, который затем подвергается регенерационному склерозу, при отсутствии вторичной инфекции этот участок
ЛИТЕРАТУРА
1. Алиев, С. А. Тактика хирургического лечения при повреждениях поджелудочной железы/С. А. Алиев//Вестн. хирургии. — 2004. — Т. 163, № 4. — С. 33-38.
2. Жарков, В.П. Сравнительный морфометрический и информационный анализы изменений различных отделов ПЖ после ее перевязки/В. П. Жарков, В. Н. Ярыгин, А. А. Должиков//Бюлл. эксперим. биологии и медицины. — 1995. — № 1. — С. 86-88.
3. Комкова, Т. Б. Результаты лечения хронического панкреатита криодеструкцией поджелудочной железы / Т. Б. Комкова // Вестн. хирургии им. И. И. Грекова. — 1990. — Т. 145, № 12. — С. 21-23.
4. Основы криохирургии печени и поджелудочной железы/Под ред. Б. И. Альперовича. — Томск.: Печатная мануфактура, 2006. — 232 с.
5. Чирков, Р. Н. Современная структура повреждений поджелудочной железы/Р. Н. Чирков, В. Я. Васютков, В. С. Челноков//Суд.-мед. эксперт. — 2005. — Т. 48, № 5. — с. 7-9.
не нагнаивается, не секвестируется, а постепенно замещается соединительной тканью, при этом общая реакция организма минимальная.
Проделанная работа позволяет сделать следующие выводы:
1. Созданная нами модель травмы поджелудочной железы приводит к высокой летальности экспериментальных животных, особенно при повреждении главного панкреатического протока.
2. Выявлена возможность применения криохирургического метода с использованием криоаппликатора из пористого никелида титана для лечения травмы поджелудочной железы.
3. Разработанная методика криоаппликации позволяет эффективно подавлять внешнюю секрецию при сохранении эндокринной функции.
4. Лечение ран и разрывов поджелудочной железы, в том числе с повреждением главного панкреатического протока, методом криоаппликации протекает с минимальными явлениями воспаления, незначительным, быстро нормализующимся изменением биохимических показателей, без формирования серьезных осложнений.
Разрабатываемая методика криоаппликации поджелудочной железы может быть в дальнейшем использована в клинике при травмах поджелудочной железы, что позволит избежать выполнения сложнейших, травматичных вмешательств на этом органе, сократить количество осложнений после операций, улучшить качество лечения, уменьшить пребывание пациентов в стационаре.
6. Шалимов, С. А. Криохирургический метод лечения острого панкреатита/С. А. Шалимов, А. А. Литвиненко, А. М. Ишанку-
лов//Клинич. хирургия. — 1991. — № 1. — С. 54.
7. Шнейдер, В. Э. Сочетанные повреждения поджелудочной железы при закрытой травме живота/В. Э. Шнейдер//Мед. наука & образование Урала. — 2006. — № 5. — с. 89-91.
8. Gage, A. A. Mechanisms of tissue injury in cryosurgery/A. A. Gage, J. Baust//Cryobiology. — 1998. — Vol. 37, Pt. 3. — P. 171-186.
9. Wolf, A. The value of endoscopic diagnosis and the treatment of pancreas injuries following blunt abdominal trauma/A. Wolf et al.//Surg. Endosc. — 2005. — Vol. 19, № 5. — P. 665-669.
10. Lin, B. C. Management of blunt major pancreatic injury/B. C. Lin, R. J. Chen, J. F. Fang et al.//Trauma. — 2004. — Vol. 56, № 4. — P. 774-778.
Ф
экспериментальная гастроэнтерология
experimental gastroenterology
