Проблема рубцовых и паралитических стенозов имеет большое социальное значение, так как в основном это заболевание встречается у лиц трудоспособного возраста. В настоящее время существует много методик лечения, однако они не всегда эффективны, многоэтапны и требуют значительных затрат. При любой из них предполагается рассечение рубцовой ткани, что ведет к возникновению хондроперихондрита и в последующем к рубцеванию и рестенозированию, длительной инвалидизации больных и снижению качества их жизни [1, 2].
Единственным радикальным способом устранения хронического стеноза или дефекта гортани и трахеи является хирургический. В отечественной литературе способ этапной реконструкции при стенозах гортани и трахеи с созданием стомы известен как метод А.Ф. Иванова (цит. по [3]), который стал основоположником данного метода в России и впервые предложил четырехэтапную схему лечения больных хроническими стенозами дыхательных путей в начале XX столетия, которая сохранила свою актуальность до настоящего времени. В зарубежной литературе этот метод впервые описан в 1927 г. F. Fairchild. Способ заключается в формировании ларинготрахеостомы на всем протяжении стеноза и длительном стентировании просвета дыхательных путей. На завершающем этапе стома должна быть ушита, при этом жесткость передней стенки обеспечивается имплантацией различных материалов (цит. по [4]).
В 1974 г. J. Evans и G. Todd [5] предложили термин «ларинготрахеопластика» для описания техники рассечения по передней поверхности щитовидного, перстневидного хрящей и верхней части трахеи при рубцовых стенозах гортани и верхних отделов трахеи. Таким образом, заключительным этапом хирургической реабилитации больных хроническими стенозами гортани и трахеи является пластическое закрытие стойкого ларинготрахеального дефекта [6—12].
Я.С. Бокштейн [7] усовершенствовал метод двойной кожной пластики и предложил собственную технику закрытия трахеостомы, которая до настоящего времени не потеряла своей актуальности. Метод предусматривает послойное закрытие гортанно-трахеальных дефектов граничащими с ними собственными тканями. Опыт отечественных и зарубежных оториноларингологов последних лет показывает, что кожная пластика ларинготрахеальных дефектов разработана достаточно хорошо, но даже при благоприятном приживлении трансплантата не лишена недостатков [1, 12—19]. В 1998 г. J. Bent и соавт. [20] описали возникновение пневмоцеле со стенозом трахеи при закрытии бесканюльной трахеостомы по многослойной методике с применением кожного лоскута. В 2000 г. E. Wiel и соавт. [21] приводят два примера осложнений: развитие подкожной эмфиземы и пневмомедиастинума, дислокацию имплантированного опорного хряща в просвет трахеи с развитием асфиксии. V. Mohan и соавт. [22] описали жизнеугрожающую подкожную эмфизему вследствие хирургического закрытия стойкой трахеостомы. Выбор метода пластического устранения дефекта передней стенки трахеи зависит от его размеров, глубины просвета дыхательных путей и состояния кожи в области операции. Устранение дефекта гортани и трахеи путем использования кожно-мышечной пластики без использования каркасных тканей не всегда достаточен. Необходимость в опорных тканях возникает при обширных стомах, когда создаются условия для западения и патологической флотации вновь образованной передней стенки и сужения респираторного тракта во время дыхания [6, 11].
По мнению Е.А. Кирасировой [2], при решении этих проблем «ключ к успеху содержится в поиске адекватных материалов для структурной пластики дефектов поврежденных органов и обеспечении нормального функционирования слизистой оболочки». Основная цель каркасных материалов состоит в противодействии разрывным нагрузкам, возникающим во время кашля и форсированного дыхания, и в препятствии спадению просвета трахеи на вдохе. Предел прочности импланта должен обеспечить преодоление пиковых значений интратрахеального давления, которое у здорового человека во время кашля в момент закрытия голосовой щели равняется внутригрудному и может достигать 300 мм рт.ст. [23].
В 2000 г. J. Stein и соавт. [24] провели серию экспериментов на 17 собаках с искусственно эндоскопически спровоцированным стенозом подскладкового отдела гортани, которые были подвергнуты ларинготрахеопластике с аллопластическими материалами. В первой (контрольной) группе ушивание ларинготрахеостомы было проведено традиционным способом, во второй — с использованием титанового протеза, в третьей — с пористым полиэтиленовым имплантом, в четвертой — инъекцией гидроксиапатита цемента. Авторы пришли к выводу, что вспомогательные опорные материалы искусственного происхождения не обеспечивают стабильность конструкции, а также повышают заболеваемость и смертность животных.
В экспериментальных исследованиях показано, что для реконструкции дефекта стенки гортани перспективным является использование композиционных материалов пористого титана и слизистой оболочки. Пористый титан представляет собой инертный биоматериал, в который легко проникают кровеносные сосуды, что обеспечивает его жизнеспособность, а морфологическое строение слизистой оболочки композита было сохранено. Исследователи считают, что использование такого композита-трансплантата имеет перспективы для клинического применения, особенно при больших и циркулярных дефектах гортани и трахеи [25].
В работе О.С. Роговой [26], проведенной на 10 лабораторных кроликах, в качестве импланта был использован живой эквивалент кожи на базе полимерной основы, коллагенового геля с фибробластами и аллогенными кератиноцитами кролика. Имплант был подшит к кивательной мышце кролика. На 14-е сутки после имплантации проводили гистологическое исследование трансплантата. Иммуногистохимический анализ на общие кератины показал присутствие эпителиальных клеток в мышце, а наличие большого количества сосудов микроциркуляторного русла убеждало в жизнеспособности полученного трансплантата. Таким образом, в результате префабрикации авторами был получен эпителизированный мышечный лоскут, который обладает достаточной механической прочностью, необходимой для реконструкции участка трахеи в дальнейшем. Проведенные морфологические исследования свидетельствуют о сохранении аллогенного живого эквивалента кожи на мышечной ткани через 2 нед после имплантации.
Продолжающиеся многочисленные экспериментальные исследования, направленные на поиск опорных имплантационных материалов для восстановления каркаса передней стенки гортани и трахеи, свидетельствуют об отсутствии эффективных методов пластики ларинготрахеостом и необходимости дальнейшего продолжения таких исследований.
К биологическим тканям, применяемым для пластики ларинготрахеальных дефектов, относят хрящи перегородки носа, реберной дуги, фрагменты ушного и щитовидного хряща, подъязычную кость. Из-за слабой иммуногенности может быть имплантирована не только собственная хрящевая ткань, но и взятая от других людей (консервированная трупная). Описано применение хряща, взятого у живых доноров. Так, K. Okada [28] использовал для трахеопластики полукольца трахеи, полученные во время ларингэктомии от больных раком гортани. В настоящее время опасность передачи ВИЧ-инфекции заставила отдать предпочтение аутоткани, а это требует дополнительного оперативного вмешательства. В тех же методиках, в которых аутоткань получают одновременно с основной операцией, ее количество и возможность перемещения значительно ограничены. Кроме того, существует определенная вероятность резорбции имплантированных биотканей в отдаленном периоде [28, 29].
Ф.С. Каримова и Е.А. Кирасирова [29] выявили преимущества применения аллогенного хряща аллоплант при замещении дефектов гортани и трахеи. Исследователи использовали аллоплант как ограничитель для направленной тканевой регенерации у 46 пациентов с повреждением гортани и трахеи. Имплантируемый хрящ для снижения риска резорбции укутывали тонкой, легко моделируемой мембраной-ограничителем для направленной тканевой регенерации [29]. Авторы пришли к выводу, что примененный способ ларинготрахеопластики с использованием аллопланта позволил полностью реабилитировать 42 пациента, 6 больным предстоит завершающий этап лечения — пластика ларинготрахеостомы. Катамнестическое наблюдение за реабилитированными больными в сроки от 1 года до 3 лет не выявило случаев резорбции, отторжения или нагноения имплантированных хрящевых имплантов, несостоятельности стенок гортани и трахеи, рестенозирования [29].
При анализе данных литературы А.Л. Клочихин и соавт. [30] пришли к выводу, что наиболее оптимальным является использование собственных тканей пациента, которые не вызывают реакций отторжения в организме, как это происходит при применении алломатериалов. Из собственных тканей пациента для реконструкций просвета гортани наружным доступом широко применяют аутотрансплантат реберного хряща. Однако подобный имплант лишен кровоснабжения, что со временем может приводить к его лизису, и операция будет носить временный успех. В литературе описана методика формирования васкуляризированного аутотрансплантата, формируемого из фрагмента тела подъязычной кости. Указанный аутотрансплантат применяется при лечении детей с атрезиями гортани и имеет, по мнению авторов, ряд преимуществ по сравнению с другими материалами. Во-первых, это собственная ткань пациента, сохраняющая свое кровоснабжение, что обеспечивает бо́льшую жизнеспособность импланта. Во-вторых, костная ткань является надежной распоркой между рассеченными пластинами щитовидного хряща и не лизируется со временем. В своей работе С.С. Решульский [31] предложил модифицированный способ использования аутотрансплантанта из подъязычной кости на питающей ножке из подъязычных мышц у 41 пациента с паралитическим стенозом гортани с эндоларингеальными операциями в анамнезе. Таким образом, наиболее оптимальным является использование собственных тканей пациента — они не вызывают реакций отторжения в организме, как это происходит при использовании алломатериалов. Биотрансплантаты сохраняют свое кровоснабжение, что обеспечивает бо́льшую жизнеспособность импланта.
Однако в восстановительной хирургии всегда испытывался острый недостаток в материалах, пригодных для восполнения дефектов тканей живого организма. Попытки использовать в целях пластики чужеродные организму искусственные материалы оказались неудовлетворительными и давали лишь временный эффект. При первых аллопластических операциях на дыхательных путях были использованы стекло, благородные металлы, нержавеющая сталь, резина, пластмасса [32—35].
Среди искусственных материалов для создания каркаса гортани и трахеи в разное время предлагали тантал [36], марлекс [1], пропласт [37], пластипор [38], гидроксиапатит [39, 40], никелид титана (TiNi) [27]. Применение искусственных материалов, с одной стороны, позволяет избежать донорской операции и не ограничивает хирурга в количестве материала [11]. С другой стороны, монолитная структура подобных материалов препятствует прорастанию их в толщу тканей, в результате чего они смещаются и травмируют слизистую оболочку, вызывая избыточный рост грануляций, кровоточивость, инфицирование послеоперационной раны, образование пролежней [42]. К сожалению, химическая нестойкость некоторых из них приводила к постепенному разложению их структуры с выделением химических элементов в окружающие ткани и развитию длительного воспалительного процесса, в результате которого инородное тело рано или поздно отторгалось [43].
Наиболее широкое применение для ларинготрахеопластики в качестве укрепляющего материала нашла сетка из марлекса [43]. Тем не менее в последние годы интерес к марлексу снизился по причине частого развития таких осложнений, как нагноение раны с образованием свищей и секвестрацией протеза, экструзия сетки в позднем послеоперационном периоде сквозь кожу или в просвет дыхательных путей, а также аррозивные кровотечения из крупных сосудов [11, 44].
С учетом экспериментальных и клинических данных были сформированы свойства, которыми должны обладать идеальные искусственные материалы для пластики дыхательных путей: наличие ячеек, способствующих быстрому прорастанию материала регенерирующими тканями; вживляемость в ткани реципиента в условиях инфицированной среды; химическая инертность; неизменяемость под влиянием тканевых жидкостей; отсутствие воспалительной и аллергической реакции на имплантацию; неканцерогенность; эластичность и прочность, обеспечивающие поддержание просвета воздухопроводящих путей на месте пластики не только в ближайшее время, но и в отдаленные послеоперационные сроки; пластичность материала (возможность придания ему необходимой для целей эксперимента формы без потери основных физико-механических свойств); способность сопротивляться механическим нагрузкам; надежность при сшивании его с краями раны органа без разволокнения тканей [27—41, 45].
Сегодня существует около десяти видов эндопротезов из полипропилена, отличающихся по толщине волокна, размеру и форме ячеек, пористости и другим свойствам [44]. В России разработан собственный полипропиленовый протез — основовязаная сетка Эсфил с толщиной нити от 0,10 до 0,15 мм и поверхностной пористостью 43,9—55,5%. Тканевая инкорпорация происходит в течение 2—3 мес, после 6 мес наблюдается минимальная активность фибробластов [11]. Все современные сетчатые протезы считаются инертными. Однако гистологические данные, полученные при изучении удаленных по разным причинам протезов через месяцы и годы после имплантации, показывают, что в промежутках между волокнами полимера и тканями реципиента сохраняется персистирующая воспалительная реакция. К тому же материал инкапсулируется толстой капсулой без фиксации и прорастания его соединительной тканью, что не исключает миграцию импланта [46].
Считается, что наиболее перспективным искусственным материалом медицинского назначения, удовлетворяющим вышеуказанным требованиям, на сегодняшний день является TiNi и сплавы на его основе. Эффективность использования TiNi связана с его уникальными свойствами − соответствовать закону запаздывания биологических тканей, проявлять высокие эластичные свойства, изменять форму при изменении температуры и напряжения [27].
Таким образом, критический анализ данных литературы практической оториноларингологии последних лет показывает, что, несмотря на то что кожно-мышечная пластика стойких ларинготрахеальных дефектов разработана достаточно хорошо, устранение дефекта без использования каркасных тканей не всегда бывает достаточным.
Важное значение в создании каркасных материалов для пластики дефектов гортани и шейного отдела трахеи имеет моделирование хрящевого трансплантата.
В 1993 г. в процессе целенаправленных исследований был открыт принципиально новый эффект взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями − пластическая деформация хряща, позволяющая придавать биообразцу произвольную, стабильную во времени новую форму без его структурных повреждений [47].
На кафедре болезней уха, горла и носа Первого МГМУ им. И.М. Сеченова совместно с сотрудниками Института проблем лазерных и информационных технологий РАН была выполнена целая серия экспериментов в условиях in vitro на изолированных хрящах и in vivo на животных. В ряде опытов in vivo удалось изменить форму ушной раковины кролика и свиньи при отсутствии повреждений макроструктур. Новая форма оставалась стабильной в течение всего периода наблюдений, который составлял в среднем 6 мес. Эксперименты заложили базу для дальнейшего клинического исследования. Результатом длительных разработок явился метод лечения деформированной хрящевой ткани под действием неразрушающего лазерного излучения [48].
Идея данного способа универсальна, может быть широко использована в других областях медицины после определенной модификации. Применение способа лазерного изменения формы хрящевой ткани представляется актуальным на заключительном этапе проведения реконструктивно-восстановительных операций у больных с сочетанными стенозами гортани и стала целью наших дальнейших исследований.
Подводя итоги, можно сделать заключение, что в настоящее время существует множество способов пластики ларинготрахеостом с применением различных опорных имплантационных материалов для восстановления каркаса передней стенки гортани и трахеи. Однако приходится констатировать, что импланты из биологических и искусственных материалов, применяемые на сегодняшний день, не всегда отвечают необходимым требованиям. В связи с этим поиск оптимальных материалов для пластики обширных ларинготрахеальных дефектов представляет собой актуальную и во многом нерешенную проблему современной реконструктивно-пластической оториноларингологии.
Конфликт интересов: автор данной статьи подтвердил отсутствие финансовой поддержки/конфликта интересов, о которых необходимо сообщить.