Преимущественным способом хирургической коррекции врожденной ложной диафрагмальной грыжи является пластика купола диафрагмы местными тканями. При дефиците собственного пластического материала - при значительном натяжении швов, при гипоплазии и аплазии купола диафрагмы - появляется необходимость применения различных имплантатов [24, 48, 56].

Принципиально существующие методы пластики диафрагмы у новорожденных с врожденными ложными диафрагмальными грыжами можно разделить на 5 групп:

1) простые аутопластические методы;

2) аутопластика мышечным или мышечно-апоневротическим лоскутом на ножке;

3) тампонада близлежащим органом;

4) свободная ауто- и гомопластика;

5) пластика имплантационными материалами [20-22, 28, 40, 45, 50].

В 1951 г. Plenk и в 1954 г. Harti предложили пластику диафрагмы лоскутом на ножке из широчайшей мышцы спины, проведенным через межреберный разрез, в 1955 г. Michaud и соавт. предложили пластику периостальным лоскутом на ножке. Известны также попытки использовать лоскут из наружной косой мышцы живота с основанием у реберной дуги. Однако травматичность создания мышечного лоскута и его вторичные фиброзные изменения не обеспечивают создание функционирующей мышечной преграды [31, 42].

В 1949 г. Daumerie и De Backer предложили использовать для пластики диафрагмы кожный лоскут на ножке. Отрицательным моментом кожной пластики является опасность развития некроза лоскута при сдавлении его питающей ножки и неизбежность рубцовых изменений. Аутопластику мышечным или мышечно-апоневротическим лоскутом на ножке, а также свободной фасцией и аутокожей в настоящее время не применяют, причинами чего являются сложность, большая травматичность и ненадежность этих методов. То же относится к тампонаде дефекта купола диафрагмы прилежащими органами брюшной и грудной полости. Известны наблюдения, в которых применялась консервированная гетерогенная париетальная брюшина, уложенная между листками рассеченной диафрагмы при релаксации купола диафрагмы [22].

Аллопластику диафрагмы применяют с 1951 г. Однако различные синтетические материалы (нейлон, капрон) вызывают выраженную экссудативную реакцию в плевральной полости [18, 23, 30]. Несмотря на достигнутые результаты, аллопластика, хотя и создает известную прочность, полностью не решает проблему хирургического лечения пороков диафрагмы, так как требует укрытия аллотрансплантата собственными тканями [12, 29, 31, 46].

В настоящее время ведущую роль играют простые аутопластические методы [47, 53]. Однако встречаются ситуации, в которых данные методы или совсем неприменимы, или крайне ненадежны. В основном это относится к аплазии и выраженной гипоплазии купола диафрагмы, когда размеры дефекта больше половины площади купола диафрагмы. Вследствие дефицита собственного пластического материала возникает необходимость использования имплантатов [39].

В 1950 г. Cumberland и Scales впервые сформулировали критерии идеального имплантата, которые с течением времени были дополнены и модифицированы согласно требованиям современной хирургии:

- химическая инертность;

- устойчивость к инфекции (монофиламентные материалы);

- гистологическая инертность (качество и минимальное количество материала ограничивают фиброз);

- минимальное раздражающее действие на окружающие ткани;

- постоянство физико-химических и механических свойств, эластичность и гибкость для сохранения целостности при моделировании и механическая прочность;

- структура, позволяющая прорастать коллагеном и объединяться с собственными тканями, достаточный размер пор для врастания соединительной ткани (>75 мккрон);

- стимулирование роста фибробластов;

- пригодность для фабричного изготовления и стерилизации;

- доступность по цене.

Материал имплантата не должен:

- физически размягчаться тканевыми соками;

- вызывать реакцию воспаления или отторжения;

- сжиматься в процессе заживления;

- вызывать аллергию или сенсибилизацию;

- быть канцерогенным;

- инициировать местные осложнения [1, 2, 4, 11, 14, 35, 37].

Соблюдение приведенных требований необходимо и достаточно, так как возникновение и выраженность воспалительной реакции в месте имплантации регулируется химическими и физическими свойствами синтетического материала, его количеством и свойствами контактируемой ткани реципиента. Гибкость и прочность определяются ригидностью волокон, их плетением и размером пор. Материалы с большими порами являются более гибкими, чем материалы с более мелкими порами. Размер пор также имеет значение в активации инфильтрирования сеток фибробластами, проникновения лейкоцитов, коллагена и прорастания сосудов. Съеживание может быть минимизировано путем уменьшения воспалительной реакции при использовании макропористого материала.

Имплантаты подразделяются на следующие группы: полученные химическим способом (синтетические), натурального происхождения (биологические), претерпевшие химическую, физическую или термическую обработку.

Синтетические имплантационные материалы

Современная классификация эндопротезов предложена P. Amid в 1997 г. [2, 6].

1-й тип. Полностью макропористые монофиламентные полипропиленовые протезы (линтекс, Prolen, Atrium, Marlex, Surgipro, Trelex). Эти сетки имеют поры более 75 микрон, что необходимо для проникновения макрофагов, фибробластов, кровеносных сосудов и коллагеновых волокон в поры и устойчивость к инфицированию. Данный тип материалов вызывает активный ангиогенез и выраженную реакцию фибробластов и служит каркасом для прорастания соединительной тканью с формированием надежного «протезного анастомоза» [10, 36]. Достаточная молекулярная проницаемость позволяет белковоподобным веществам проникать в поры, в результате чего происходит быстрая фибринозная фиксация сетки к тканям, что уменьшает риск развития сером [46]. При нагноении раны нет необходимости в удалении такого протеза. В литературе описаны единичные наблюдения использования полипропиленовых сеток при коррекции грыжи Богдалека у новорожденных [28, 38]. Описано также укрепление купола диафрагмы полипропиленовой сеткой при сильном натяжении швов [42]. В случае неблагоприятного исхода по данным патологоанатомической экспертизы было выявлено, что тканевая реакция на полипропилен протекает по типу асептического воспаления и в ряде наблюдений заканчивается образованием серомы, а затем нагноением [3, 15, 16, 32]. Во взрослой хирургии эндопротезы, изготовленные из полипропилена, используются для пластики грыж передней брюшной стенки, укрепления диафрагмы малого таза. При повторных операциях было выявлено, что эндопротезы сокращаются в размерах на 30% в течение года, что может являться причиной рецидива. Осложнения в виде деформации и миграции имплантата встречались в 40-45% наблюдений. Полипропилен не обладает памятью формы и часто деформируется в замкнутом пространстве, постоянно находящемся в движении [5, 7, 13, 25, 52].

2-й тип. Полностью микропористые протезы (политетрафторэтилен Gore-Tex) с размером пор менее 10 микрон. Эти материалы допускают попадание бактерий в поры и исключают проникновение туда макрофагов, поэтому существует риск инфицирования. Экспериментально было доказано, что данный тип материалов не вызывает достаточно интенсивной пролиферативной реакции, что приводит не к прорастанию соединительной тканью, а к инкапсулированию [8, 35].

3-й тип. Макропористые протезы с мультифиламентными или микропористыми компонентами - политетрафторэтилен (ПТФЭ), Surgipro multifilament, Mersilene, Micromesh. Недостатком этой группы материалов является сравнительно легкая подверженность инфицированию, что связано с присутствием мультифиламентных и микропористых компонентов, которые укрывают бактерии [12, 25, 27]. Надежды на уникальные свойства тефлона не оправдались: применяемый в чистом виде, он действительно не вызывает выраженных реакций отторжения, однако не срастается с тканями организма, способен соскальзывать, дает большое число раневых осложнений [9, 20, 29, 34].

4-й тип. Жесткие макропористые монофиламентные сетчатые протезы (Herniamesh) в результате особой термической и механической обработки обладают свойствами, необходимыми для бесшовной имплантации [9]. Этот тип эндопротезов не применяется для закрытия дефектов диафрагмы, поскольку не обеспечивает достаточной герметизации плевральной полости.

5-й тип. Композитные протезы с разными свойствами поверхности (Parietex Composite, Gore-Tex Dualmesh, Europlak) зарекомендовали себя наилучшим образом. Эти сетки имеют две функционально разные поверхности: микропористая поверхность предотвращает образование фибринозных наложений, препятствует образованию спаек с органами брюшной полости, макропористая поверхность инициирует рост и развитие фибробластов, неоангиогенез [4, 32, 52]. Таким образом, имплантат служит каркасом для врастания соединительной ткани. В России специалисты «Научно-производственного комплекса «Экофлон», обладая огромным опытом в области переработки ПТФЭ, использовали специальные методы получения материалов с заданной пористостью и свойствами при создании имплантатов для пластики диафрагмы. Была сформирована особая узелково-фибриллярная структура, которая характеризуется значительной пористостью, доходящей до 90%, гибкостью (подвижностью) и высокой прочностью в направлении ориентации монофиламентных волокон. Благодаря такой пористой структуре изделия приобретают дополнительные уникальные свойства, прорастают соединительной тканью, прочно фиксируются не только в месте прилежания к мягким тканям, но и по краям материала, что актуально при реконструктивных операциях в случае аплазии купола диафрагмы. Несмотря на наличие многочисленных пор, из-за гидрофобности ПТФЭ поверхность пленки непроницаема даже при высоком давлении и в то же время доступна для прорастания тканями живого организма, образуя покрытие (псевдоэпителий), прочно соединенное с тканью организма. Синтетический материал не требует предварительной обработки, он мягче и в большей степени, чем полипропиленовые сетки, напоминает естественные ткани. Протезы из пористого ПТФЭ отличаются низкой хирургической порозностью при лучшей биологической совместимости с тканями живого организма. Такие протезы обладают доступностью, гибкостью, эластичностью, устойчивостью к изгибу и скручиванию, а также внешнему сдавливанию в неблагоприятных анатомических условиях. Для выявления перечисленных свойств проводили экспериментальные исследования на кроликах. Двусторонний синтетический материал подшивали к передней брюшной стенке и к левому куполу диафрагмы таким образом, чтобы микропористая поверхность была обращена в просвет брюшной полости. Изучение гистологической картины на 15, 30, 60-е сутки, через 6 мес и через 1 год после имплантации показали, что исследуемый материал не вызывает выраженной реакции отторжения имплантата, хорошо взаимодействует с тканями организма; обладает хорошей интеграцией и прочной фиксацией в прилежащих тканях; не вызывает выраженную воспалительную реакцию, но вызывает активный рост соединительной ткани; сохраняет свою структуру в организме без образования грубых контрактур и деформации зоны имплантации. Важно отметить, что эксперимент проводился на растущих животных. При микроскопическом исследовании в зоне имплантации отмечена умеренная физиологическая экссудация и лейкоцитарная инфильтрация с последующим замещением воспалительного инфильтрата молодой соединительной тканью, что необходимо для формирования нового полноценного соединительнотканного каркаса. По данным микроскопии уже к 30-м суткам имплантат полностью покрывается мезотелием, не образуя спаек с органами брюшной полости, к 60-м суткам в толще материала появляются очаги неоангиогенеза, фибробласты прослеживаются на всех слоях материала. При макроскопическом исследовании через 6 мес и через 1 год деформации материала и мягких тканей в зоне имплантации не выявлено, миграции материала также не отмечается, однако в некоторых наблюдениях были выявлены сращения эндопротеза с левой долей печени. При использовании в течение 4 лет имплантатов «Экофлон» для пластики диафрагмы у новорожденных не выявлено разрывов деформации материала, развития спаечного процесса, однако в 2 наблюдениях из 16 отмечалась реакция отторжения имплантата.

Создание новых, более совершенных протезов тесно связано с разработкой биосовместимых материалов, имеющих определенные сроки рассасывания.

Биологические имплантационные материалы

Эксплантаты из рассасывающихся материалов, например викрила, в настоящее время не употребляются ввиду слишком быстрого их ферментативного гидролиза в тканях. При этом не успевает сформироваться достаточный пласт соединительной ткани, закрывающий грыжевой дефект, и возникает рецидив [45]. В то же время многочисленные экспериментальные работы показали, что материалы на основе коллагена постепенно заселяются мезенхимальными стволовыми клетками и их производными, что позволяет создать в достаточной мере эффективный барьер между грудной и брюшной полостью. Однако процесс миграции, пролиферации, дифференцировки и функциональной активности (синтез внеклеточного матрикса и реорганизация коллагеновых материалов) клеток растянут во времени и зачастую не соответствует сроку резорбции материала, что приводит к его разрывам и рецидивам диафрагмальной грыжи (ДГ) [33].

Surgisis Gold - это биологическая сетка с гидрофильным неадгезивным покрытием на основе коллагена (porcine small intestine submucosa - SIS collagen, Cook Surgical). Материал получают из подслизистой оболочки тонкой кишки свиней. Выделяют бесклеточный матрикс и наполняют его коллагеном, гликозаминогликанами, протеогликанами, гликопротеинами, другими белками. Для пластики диафрагмы используют либо 4-слойный либо 8-слойный материал толщиной 0,2 и 0,4 см соответственно.

G. Holcomb и соавт. (детский госпиталь Канзас-Сити, США) приводят наблюдения, в которых использовался SIS при первичной пластике диафрагмы у детей [28]. Уникальными свойствами этого материала являются способность врастать в окружающие ткани и под действием сил натяжения расти вместе с тканями организма. Однако описан рецидив ДГ у 3 из 16 детей, которым выполнена пластика купола диафрагмы с использованием SIS. В успехе операции большая роль отводится фиксации имплантата нерассасывающимся шовным материалом отдельными узловыми швами. Использование рассасывающегося шовного материала приводит к развитию вторичного дефекта диафрагмы и рецидиву ДГ [22, 28, 50].

Следующим этапом поиска стала разработка биологического имплантата из свиной кожи, лишенной антигенной структуры и спаянной химически (cross-linking). Полученный имплантат - Permacol (porcine dermal collagen; Tissue Science Laboratories) представляет собой чистый поперечно-связанный коллаген и эластин, лишенный клеточных структур, жировой ткани и пр. Данный материал не обладает антигенными свойствами и вызывает минимальную воспалительную реакцию, не отличающуюся от нормального репаративного процесса. Коллагеновые волокна являются каркасом для прорастания тканями реципиента и васкуляризации. Благодаря поперечному связыванию он устойчив к тканевым и бактериальным ферментам, вследствие чего не рассасывается со временем, не деформируется в тканях и обеспечивает постоянное укрепление мягких тканей, не вызывает спаек при контакте с органами. Permacol не стимулирует нагноения и может устанавливаться на фоне контролируемой инфекции либо при высоком риске хирургической инфекции. Процесс поперечного химического спаивания делает Permacol устойчивым к атакам макрофагов, тканевой и бактериальной коллагеназе. Permacol не деформируется в тканях, прорастает сосудами и окружающими тканями [40, 44, 49]. Экспериментальные работы, посвященные сравнению свойств Permacol, аллодермы, синтетической сетки, показали, что Permacol поддерживает колонизацию мезотелия на поверхности, обеспечивает значительное снижение риска спайкообразования, по сравнению с синтетическим материалом [19, 27, 37].

В случае отторжения синтетического материала и при возникновении рецидива диафрагмальной грыжи после пластики диафрагмы синтетическим материалом возникает необходимость повторной имплантации биологического имплантата [41]. Хирурги Оксфордского университета описывают следующее клиническое наблюдение. Ребенку в возрасте 17 сут была выполнена пластика левого купола диафрагмы материалом Dualmesh Gore-Tex. При повторной операции по поводу желудочно-пищеводного рефлюкса у ребенка был выявлен рецидив диафрагмальной грыжи, дефект диафрагмы был закрыт биологической сеткой Surgisis Gold. Через 2 года в зоне имплантации был выявлен абсцесс, что потребовало выполнения очередной операции и удаления эндопротезов. В другом наблюдении при первичной пластике диафрагмы использован Permacol. Рецидив диафрагмальной грыжи у ребенка был выявлен через 4 мес, наряду с этим имплантат был кальцифицирован и фиброзно изменен. Дефект диафрагмы был закрыт с помощью нерассасывающейся сетки Dualmesh Gore-Tex. Через 3 года ребенок был вновь оперирован в связи с развитием воспалительной реакции в зоне имплантации - имеющиеся эндопротезы были замещены биологической сеткой Surgisis Gold [18].

Безусловно, использование при пластике диафрагмы биологических имплантатов предпочтительно по сравнению с синтетическими эндопротезами и тем более с мышечными или мышечно-апоневротическими лоскутами. Но, несмотря на результаты экспериментальных работ, на практике основным осложнением при применении биологических имплантатов, по мнению большинства авторов, является инфицирование, воспаление мягких тканей в области имплантации [43]. Вероятно, это обусловлено не только свойствами материала, но и особенностями иммунной системы реципиентов, а также особенностями консервативной терапии в послеоперационном периоде.

Клеточная инженерия

Для соблюдения принципа аутогенности в лечении пороков развития мезенхимальных тканей у новорожденных возможно применение либо собственных фетальных тканей, полученных от ребенка путем биопсии на поздних сроках беременности (что с этической точки зрения недопустимо), либо мультипотентных мезенхимальных амниотических клеток (ММАК). Данные клетки могут быть получены из амниотической жидкости без повреждения самого плода. J. Vacanti с коллегами провели сравнительный анализ возможности использования аутогенных мезенхимальных амниоцитов и фетальных миобластов для закрытия экспериментальных диафрагмальных дефектов [26]. Работа выполнена на новорожденных ягнятах. Из образцов мышечной ткани были выделены миобласты, а из амниотической жидкости - ММАК. Матрица-носитель представляла собой тройной «сэндвич», верхний слой которого был выполнен из децеллюлированной человеческой кожи (Alloderm; «LifeCell», Branchburg, NJ), нижний слой - из SIS, а между ними заключался концентрированный коллагеновый гель. Культура клеток вносилась в коллагеновый гель «сэндвича». Сразу после формирования дефекта (размером 6×7 см) в диафрагме животных в 1-й группе производилась трансплантация конструкции, содержащей ММАК, во 2-й группе - конструкции, содержащей миобласты. В группе контроля производилась имплантация матрицы. В результате рецидив произошел во всех группах; в 3-й группе - у всех животных, в 1-й и 2-й группах - в среднем у четверти животных. При изучении силы на разрыв лучшие результаты показали ткани из первой группы. В ней же была выявлена лучшая васкуляризация, большее количество клеток на единицу площади, большее содержание эластина, тогда как количество внеклеточного матрикса и гликозамингликанов было сопоставимо во всех группах. Подводя итог, авторы обратили внимание на то, что вероятной причиной неудач могла быть и внеклеточная матрица, поскольку могли сохраниться влияющие на дифференцировку сигналы со стороны SIS и Alloderm, тогда как миобласты в условиях отсутствия стимулирующего влияния со стороны нервной системы не сформировали мышечных пучков (пластов). Как и другие авторы, связанных с попыткой создания эквивалентов мышечной ткани, исследователи столкнулись с проблемой «анервационного синдрома» - отсутствием стимуляции электрическими импульсами и как следствие с отсутствием образования мышечной ткани. Применение тканеинженерных конструкций, содержащих функционально активные клетки, в достаточной мере снизило бы вероятность разрыва материала с течением времени и позволило бы сформировать не просто механическую, а биологическую мембрану между брюшной и плевральной полостью [36].

Развитие эндохирургии в коррекции диафрагмальных грыж у новорожденных диктует новые требования к имплантационным материалам. Существуют единичные описания лапароскопической пластики диафрагмы при грыже Морганьи с использованием Surgisis [28]. Однако как в России, так и за рубежом «золотым стандартом» пластики диафрагмальных грыж у новорожденных признают торакоскопию. Критерии «селекции пациентов» для эндоскопической операции исключают новорожденных с предполагаемой гипоплазией или аплазией диафрагмы. Малый объем плевральной полости, наличие органов брюшной полости в гемитораксе создают определенные технические сложности для манипуляции инструментами и тем более для установки имплантата [51, 54]. Накопление опыта эндохирургии позволяет выполнять такие операции у новорожденных торакоскопически. В России первым, кто успешно выполнил эндоскопическую пластику диафрагмы с использованием синтетического материала новорожденному ребенку, является проф. А.Ю. Разумовский. В качестве имплантата был использован синтетический материал на основе политетрафторэтилена Dualmesh Gore-Tex, в последующем применялся «Экофлон». Необходимый размер «заплаты» зачастую определяется эмпирически, иногда интракорпорально требуется ее моделирование. Поэтому, сохраняя все прочностные характеристики, имплантат должен быть достаточно тонким, пластичным и удобным для его погружения в плевральную полость и для установки с помощью эндоскопических инструментов.

Большинство встречающихся осложнений обусловлено нарушением техники фиксации имплантата вследствие применения непредусмотренных видов шовного материала, неправильной фиксации, неточной раскройкой сетки или выбора неподходящего по размеру и форме готового имплантата. Осложнения послеоперационного периода и рецидивы диафрагмальной грыжи в настоящее время обусловлены как техническими погрешностями выполнения операции, так и самим эндопротезом [17, 55].

Спорным остается не только выбор имплантационного материала, но и выбор метода его установки. В настоящее время поиск идеального материала для аллопластики диафрагмы и идеальный способ пластики диафрагмы у новорожденных продолжается.