Около 20 лет назад впервые была выполнена успешная трансплантация легкого в клинике [11, 14]. Во многих развитых странах эта операция прочно вошла в повседневную клиническую практику и позволяет спасти, улучшить качество жизни больных с легочным заболеванием в терминальной стадии [10, 12, 15, 16]. Это относится к заболеваниям, связанным с поражением легочной паренхимы [8, 9, 13, 19, 21]. Однако существуют патологические процессы, локализующиеся во всем трахеобронхиальном дереве. Примером такого заболевания может быть остеопластическая трахеобронхопатия, при которой в стенотический процесс вовлекаются трахея, главные, долевые бронхи и бронхи более мелкого порядка [1, 4, 6, 7]. По понятным причинам классическая трансплантация легких в подобных наблюдениях невозможна и не приводит к желаемому результату в связи с поражением трахеи и главных бронхов. Трахея остается одним из немногих органов, которые до недавнего времени было невозможно пересадить с благоприятным клиническим результатом. Попытки использовать для этих целей синтетические протезы оказались бесперспективными и в настоящее время они могут рассматриваться лишь как паллиативный метод [2]. Применение биологических протезов и донорской трахеи без сохранения ее полноценного кровоснабжения сопряжено с высоким риском развития послеоперационных осложнений и не может быть рекомендовано для использования в клинической практике [3]. Трансплантация трахеи в различных вариантах в настоящее время имеет казуистический характер и еще не вошла в широкую медицинскую практику [17, 18]. Однако первые успехи пересадки трахеощитовидного комплекса [5, 20], при которой реваскуляризация трансплантата осуществляется через сосуды щитовидной железы, позволяет усовершенствовать данную методику и проводить дальнейшее изучение в эксперименте возможности трансплантации жизнеспособных трахеи и обоих легких единым комплексом. Потребность в подобной операции существует в клинике при остеопластической трахеобронхопатии в терминальной стадии, когда раздельная пересадка этих органов не принесет желаемого результата.

Нашей целью было изучение возможности трансплантации тиреотрахеодвулегочного реваскуляризированного донорского комплекса.

Данная экспериментальная работа состояла из двух частей: анатомического исследования и изучения технической возможности трансплантации тиреотрахеодвулегочного реваскуляризированного донорского комплекса единым блоком в эксперименте на крупных теплокровных животных.

1. Анатомическая часть исследования

Анатомические исследования осуществлялись на трупах умерших по причинам, не связанным с заболеваниями органов грудной полости. Всего произвели 7 исследований. При этом были поставлены следующие задачи: 1) изучить особенности артериального кровоснабжения и венозного оттока от нижней трети грудного отдела трахеи и ее бифуркации; 2) разработать алгоритм изъятия тиреотрахеодвулегочного комплекса в системе мультиорганного забора донорских органов у донора после диагностики смерти головного мозга; 3) разработать методику трансплантации данного комплекса у человека.

Артериальное кровоснабжение нижней трети трахеи и ее бифуркации осуществляется через систему бронхиальных артерий, которые в свою очередь являются ветвями аорты. Это положение было подтверждено и в нашем исследовании. Через бронхиальные артерии вводили красители (метиленовый синий или бриллиантовый зеленый). По окрашиванию тканей трахеи оценивали уровень кровоснабжения различных ее отделов. Оценку венозного оттока проводили до эксплантации трахеи, не отделяя ее от окружающих органов и тканей. При этом после введения красителя в артерии изучали крупные вены, находящиеся в непосредственной близости от нижней трети трахеи и ее бифуркации. Выбор вен, подлежащих изучению, определяли в зависимости от их пригодности к реваскуляризации, в том числе с использованием микрохирургической техники.

Методика изъятия данного сложного комплекса была основана на известных и признанных в трансплантологии принципах забора двух легких одним блоком, а также эксплантации тиреотрахеального комплекса с сохраненным артериальным кровоснабжением и венозным оттоком, разработанным и примененным в клинической практике в РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского (В.Д. Паршин и соавт., 2007). Трансплантацию тиреотрахеодвулегочного комплекса в анатомическом эксперименте осуществляли с учетом двух методик - трансплантации двух легких единым блоком и пересадки трахеи со щитовидной железой с сохранением кровоснабжения.

Протокол эксплантации тиреотрахеодвулегочного комплекса. Цервикотомия с полной продольной стернотомией. Выделение передней поверхности щитовидной железы с ее сосудами и трахеи на всем ее протяжении. Выделение шейного сосудисто-нервного пучка с обеих сторон. Широкое вскрытие обеих плевральных полостей. Продольная перикардотомия. Выделение полой вены, аорты и легочного ствола. Канюляция дуги аорты и легочного ствола кардиоплегическими иглами. Введение гепарина внутривенно. Пережатие аорты выше и ниже места канюляции. Одновременная перфузия трансплантата через две иглы охлажденным консервирующим раствором. Декомпрессия правого и левого предсердия путем отсечения ушек. Отмывка трансплантата и его отделение тупым и острым путем от позвоночника, пищевода и задней группы мышц шеи. Прошивание сшивающим аппаратом и пересечение трахеи тотчас ниже перстневидного хряща. Пересечение нисходящей аорты ниже бифуркации трахеи. Пересечение перикарда вокруг легочных сосудов. Извлечение тиреотрахеодвулегочного комплекса одним блоком с сердцем. Препарирование удаленного комплекса на отдельном столике. Последовательное выделение нижних щитовидных артерий и нижней щитовидной вены с участком левой плечеголовной вены. Удаление излишней клетчатки и остатков мышц шеи. Выделение и пересечение непарной вены без отделения ее от правого главного бронха. Выделение бронхиальных артерий в области бифуркации трахеи с площадкой аорты. Пересечение легочного ствола на 1-1,5 см дистальнее его бифуркации. Вскрытие левого предсердия. Под визуальным контролем отсечение легочных вен с формированием предсердной манжетки вокруг них. Пересечение восходящей аорты. Удаление сердца (рис. 1 и далее на цв. вклейке).

Трансплантат готов для пересадки, которая возможна в двух вариантах: 1) выполнение артериального анастомоза между легочными стволами и венозного анастомоза между предсердием реципиента и предсердной манжеткой донорского комплекса (рис. 2);

Реципиентный этап. Цервикотомия с полной продольной стернотомией. Выделение трахеи на всем протяжении. Вскрытие обеих плевральных полостей. Выделение элементов корней легких, пересечение перикарда вокруг ворот легких. Выделение непарной вены и ее отсечение от полой вены с оставлением участка достаточной длины для последующего анастомозирования. Продольная перикардотомия. Канюляция аорты и правого предсердия. Внутривенное введение гепарина. Подключение искусственного кровообращения. Последовательное удаление обоих легких с раздельной обработкой сосудов. Пересечение бронхов после прошивания сшивающими аппаратами. Отсечение трахеи тотчас ниже перстневидного хряща. Удаление трахеи с ее бифуркацией и обоими бронхами. Размещение трансплантата в грудной полости. Дальнейшая трансплантация происходит в зависимости от выбранного варианта и подготовленного трансплантата. В первом варианте первым анастомозируют предсердие реципиента с предсердной манжеткой вокруг всех 4 легочных вен (рис. 4).

Второй анастомоз выполняют между легочными артериальными стволами. Недостатком данного варианта можно считать технические трудности при создании венозного анастомоза, когда приходится ротировать сердце кпереди и сам предсердный анастомоз формировать в ограниченном пространстве, что создает технические трудности (рис. 5).

При втором варианте последовательно с обеих сторон выполняют анастомозы между манжетками вокруг легочных вен с левым предсердием, между легочными артериями реципиента и трансплантата. Этот вариант лишен описанных выше проблем. Доказательством его преимущества служит тот факт, что в настоящее время двустороннюю трансплантацию легких стандартно производят последовательно с двух сторон, а не одним блоком. Пуск кровотока. Включение легких в искусственную вентиляцию осуществляют путем интубации трахеи трансплантата (рис. 6).

Во втором варианте возможно осуществление однолегочной вентиляции после наложения сосудистых анастомозов одного легкого. Прекращение искусственного кровообращения. Реваскуляризация нижней трети трахеи, ее бифуркации и главных бронхов путем анастомозирования бронхиальных артерий с их аортальной площадкой с аортой по типу конец в бок. Венозный отток происходит через непарную вену трансплантата, которую анастомозируют с непарной веной реципиента по типу конец в конец. Реваскуляризация верхней части трахеи обеспечивается путем анастомозирования нижних щитовидных артерий и плечеголовного артериального ствола по типу конец в бок. Венозный отток осуществляется с помощью анастомозирования нижней щитовидной вены и левой плечеголовной вены реципиента.

2. Экспериментальные исследования на животных.

После проведения анатомических исследований, результаты которых доказали возможность трансплантации двух легких и тиреотрахеального комплекса с сохраненным кровоснабжением всей трахеи и ее бифуркации, произвели 6 экспериментов на крупных теплокровных животных - свиньях. Суть эксперимента заключалась в заборе у экспериментального животного (донора) обоих легких в едином комплексе с трахеей и щитовидной железой с нижними щитовидными артериями и веной, а также бронхиальных артерий с аортальной площадкой, расположенных в области бифуркации и нижней трети трахеи вместе с участком непарной вены, неразрывно связанной с трахеей и правым главным бронхом. Перфузию и консервацию данного комплекса осуществляли по оригинальной методике из двух точек доступа: для трахеи и щитовидной железы - через сосуды дуги аорты единым блоком вместе с головой и верхним плечевым поясом, для легких - через легочный артериальный ствол.

Протокол эксплантации. Полная продольная цервикотомия, переходящая в полную продольную стернотомию. Выделение передней поверхности трахеи, визуализация щитовидной железы и ее сосудов. Выделение шейного сосудисто-нервного пучка с обеих сторон. Широкое вскрытие обеих плевральных полостей, иссечение медиастинальной плевры с обеих сторон. Продольная перикардотомия, выделение полых вен, аорты и легочного ствола. Канюляция восходящей аорты и легочного ствола кардиоплегическими иглами. Внутривенное введение гепарина. Отмывание трансплантата раствором Рингера с декомпрессией предсердий. Заполнение трансплантата охлажденным раствором Консола. Выделение трансплантата тупым и острым путем от позвоночного столба и задних мышц шеи. Пересечение трахеи и пищевода сшивающими аппаратами. Извлечение тиреотрахеально-сердечно-легочного комплекса с последующей обработкой на препаровочном столике.

Реципиентный этап. Полная продольная цервикотомия, переходящая в частичную продольно-поперечную стернотомию до четвертого межреберья. Трахея выделена на всем протяжении. Выполнение пневмонэктомии слева. Продольная перикардотомия. Внутривенное введение гепарина. Канюляция аорты и правого предсердия. Начало искусственного кровообращения. Выполнение правосторонней пневмонэктомии. Иссечение трахеи. Размещение трансплантата в грудной клетке реципиента. Наложение анастомоза левого предсердия с площадками легочных вен. Анастомоз легочного ствола реципиента с донорским легочным стволом. Интубация донорской трахеи. Наложение трахео-трахеального анастомоза (рис. 7).

Таким образом, исследования, проведенные на животных, показали, что трансплантация реваскуляризированного тиреотрахеодвулегочного комплекса является довольно сложной, но технически выполнимой операцией. В отличие от обычной двусторонней или односторонней трансплантации легкого предлагаемое вмешательство в случае его введения в клиническую практику осуществимо только в условиях искусственного кровообращения, что существенно утяжелит периоперационный период. Значительное количество сосудистых анастомозов может потребовать использования микрохирургической техники во время таких операций.