Эффективность вакуумной терапии в лечении детей с раневыми дефектами мягких тканей различной этиологии Зайцева Татьяна Вадимовна

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Перспективы использования вакуумной терапии в лечении детей с ранами мягких тканей. состояние и нерешенные аспекты проблемы (обзор литературы) 10

Глава 2. Общая характеристика клинических наблюдений и специальные методы исследований 22

2.1. Клиническая характеристика больных 22

2.2. Методы обследования больных 24

2.3. Технологии лечения больных 30

2.4. Статистический анализ результатов исследования 35

Глава 3. Эффективность деконтамирующего воздействия вакуумной терапии 37

Глава 4. Влияние вакуумной терапии на морфологические механизмы восстановления раневого дефекта 48

4.1. Иммуногистохимические исследования 48

4.2 Гистологические исследования 55

Глава 5. Значение вакуумной терапии в стимуляции процесса ретракции ран 64

Заключение 72

Выводы 89

Практические рекомендации 91

Список литературы 92

• Клиническая характеристика больных
• Технологии лечения больных
• Иммуногистохимические исследования
• Гистологические исследования

Клиническая характеристика больных

В тоже время, применение вакуумной терапии на протяжении многих лет оставалось достоянием отдельных научных школ и коллективов, как правило, возглавляемых энтузиастами метода. Причины ограниченного внедрения технологии связаны, прежде всего, с отсутствием выпускаемого отечественной промышленностью оборудования, адаптированного к требованиям современной клинической практики, а также с отсутствием методических рекомендаций, стандартов лечения и клинических протоколов.

В последние десятилетия с внедрением нового медицинского оборудования и получением данных о его эффективности и безопасности, метод завоевывает популярность в отечественном здравоохранении.

Развитие вакуумной терапии в XXI веке определялось, прежде всего, установлением новых, ранее неизвестных механизмов влияния отрицательного давления на течение раневых процессов [3; 5; 49]. В качестве наиболее общего лечебного эффекта большинство исследователей выделяют сокращение размеров раны [9; 10; 14; 22; 46]. Экспериментальные исследования, основанные на сравнительной оценке влияния вакуумной терапии и раневых покрытий, позволили установить, что сокращение площади ран в динамике лечения отмечалось в основной группе в более короткие сроки [137]. Необходимо отметить, что количественная оценка данного эффекта представляет сложность, так как ретракция раны является одним из эволюционно сформированных механизмов репаративной регенерации. В соответствие с рабочей гипотезой за счет локального отрицательного давления происходят растяжение и деформация ткани раневого ложа, что стимулирует миграцию и пролиферацию клеток. Подобный эффект наблюдается в клинической практике при использовании метода дозированного тканевого растяжения (в пластической хирургии), применении дистракционных аппаратов наружной фиксации в травматологии-ортопедии и челюстно-лицевой хирургии. В исследованиях in vitro показано, что растяжение клеток способствует их пролиферации [9; 22; 38; 72]. Экспериментальное изучение данного эффекта позволило объяснить его особенностями строения цитоскелета и наличием связей между клеточной стенкой и ядром клеток. Механические силы растяжения клеточной стенки по направлению к ядрам клеток результируются повышением выработки факторов роста, тканевых протеинов, генной экспрессии, индуцирующей регенераторную активность [9; 22; 38].

Рядом авторов [Оболенский В. Н. с соавт., Morykwas M. et. al. , De Franzo A. J. et al.] рассматривается другой положительный момент от использования вакуумной терапии, - как снижение уровня бактериальной обсемененности раны, что, в свою очередь, способствует сокращению продолжительности лечения пациентов с гнойными ранами [21; 22; 53; 74; 89; 92; 94; 95; 96; 102; 107; 123; 130]. В частности, De Franzo A. J. et al. и Morykwas M. et al. (1999) было показано, что деконтаминация раны при вакуумной терапии достигается к 4–5 суткам против 11 суток при других методах местного лечения ран.

По мнению Оболенского В. Н. с соавт. (2008, 2010) процесс активной аспирации отделяемого обеспечивает элиминацию биологически активных веществ, включая матриксные металлопротеиазы и продукты их распада, замедляющих заживление раны [21; 22].

Эффект стимуляции образования грануляционной ткани ряд авторов склонны связывать с кумулятивным влиянием ряда факторов воздействия отрицательного давления: снижение локального интерстициального отека тканей, усиление гемолимфообращения в ране, интенсификация транскапиллярного транспорта газов [9; 32; 94]. В исследованиях Morykwas M. et. al. (1997) было показано, что прирост интенсивности местного кровообращения при уровне отрицательного давления 125 мм рт. ст. достигал примерно 400% по отношению к исходному уровню, а применение локального прерывистого вакуума в течение 5 минут на уровне -125 мм рт. ст. с последующим отсутствием вакуумного воздействия в течение 2 минут является наиболее оптимальным режимом лечебного воздействия на рану для стимуляции местного кровообращения [32; 94]. Ряд ученых объясняет механизм стимуляции ангиогенеза в формирующейся грануляционной ткани локальным снижением парциального давления кислорода в условиях вакуумирования – раневая гипоксия [9; 21; 32; 76; 94]. Клинических исследований, направленных на объективизацию потенциала вакуумной терапии в стимуляции раневого неоангиогенеза, до настоящего времени не реализовано, что обусловлено сложностью методического обеспечения. Определенные перспективы связаны с использованием иммуногистохимических технологий, позволяющих количественно оценить уровень экспрессии маркеров роста эндотелия сосудов, дифференцировки эндотелиальных клеток и ядерного антигена пролиферирующих клеток.

Системный подход к изучению воздействия вакуумной терапии на процесс восстановления раневого дефекта предполагает поэтапное исследование основных звеньев регенерации [20; 73; 90; 99; 104; 120; 121; 132; 138]. С данных позиций очевидный интерес представляют исследования процессов выраженной лимфоцитарной инфильтрации и интенсивности формирования грануляционной ткани, как конечного этапа, предшествующего реконструктивно-пластическим операциям и, во многом, определяющего их успешность [84; 87; 115; 131; 141; 142]. Объективные сложности планирования и реализации данного круга гистологических исследований в клинической практике обусловлены необходимостью интраоперационного забора биопсийного материала применительно к определенным этапам течения процессов репаративной регенерации. В Китае проведено экспериментальное исследование, дизайн которого включал сравнительную оценку интенсивности формирования грануляционной ткани при применении вакуумной терапии и раневых повязок [137]. Изучались уровни цитокинов, отвечающих за пролиферацию клеток и ангиогенез в грануляционной ткани. Экспрессия маркеров определялась методами иммуногистохимии и полимеразноцепной реакции. Уровень экспрессии маркеров при реализации вакуумной терапии достоверно превышал соответствующие показатели в группе сравнения. Среди механизмов влияния вакуумной терапии авторы рассматривают миграцию кератиноцитов, образование сосудов, увеличение экспрессии фактора роста эндотелия сосудов.

Дополнительным позитивным эффектом применения аппаратов вакуумной терапии является сохранение влажной раневой среды, стимулирующей ангиогенез, усиливающей фибринолиз продуктов распада девитализированных биологических структур и активирующей факторы роста грануляционной ткани [2; 4].

Технологии лечения больных

При наличии скальпированных ран, хирургическая тактика определялась жизнеспособностью кожного лоскута, необходимостью своевременного тотального, либо частичного иссечения некротизированных тканей с последующим кожно-пластическим замещением. Потенциал хирургического лечения при компрессионном механизме повреждения мягких тканей сводился к закрытию, очищенного от некротизированных тканей, дефекта перемещенным, либо свободным кожным лоскутом. Тканевые дефекты, обусловленные критической ишемией, в наших наблюдениях, исключали возможности хирургической реваскуляризации. Обоснование хирургической тактики сводилось, прежде всего, к определению границ жизнеспособных тканей и прогнозированию течения ишемических расстройств, учитывая риск расширения их зоны. Во всех наблюдениях восстановление гемоперфузии в зоне дефекта мягких тканей возникло в результате развития коллатерального кровообращения, как механизма саногенеза.

Антибактериальная терапия проводилась в соответствии с принятым в клинике протоколом, согласно которому «стартовое» лечение включало цефалоспорины, либо ингибиторзащищенные аминопенициллины в возможной комбинации с аминогликозидами. Показания к данному сочетанию антибиотиков устанавливались в зависимости от клинических проявлений микробной инвазии ран, обширности и локализации раневой поверхности, возраста пациентов, а также наличия интеркуррентных заболеваний.

При назначении последующих курсов антибактериальной терапии руководствовались клинико-лабораторными данными, прежде всего, результатами микробиологических исследований. Проявления синдрома системного воспаления, риск генерализации инфекционного процесса рассматривали, как необходимость эскалации антибактериальной терапии, что обеспечивалось, в наших наблюдениях, назначением антисинегнойных карбапенемов, цефалоспоринов, антифунгальных препаратов. В зависимости от особенностей локального терапевтического воздействия на раневой дефект мягких тканей все больные были разделены на две группы – «основную» и «сравнения». Основную группу (24 пациента) составили больные, в лечении которых была использована вакуумная терапия (вакуумированные повязки). В группе сравнения (26 детей) применялись современные раневые покрытия (серебросодержащие, гидроколлоидные) различных производителей. В зависимости от стадии и особенностей течения раневого процесса указанные покрытия обеспечивали целенаправленные эффекты – антимикробный, формирования влажной среды, стимуляции процессов формирования грануляционной ткани, либо эпителизации и т. д. Рабочая гипотеза применения вакуумной терапии при лечении указанных больных определялась известными патофизиологическими механизмами влияния отрицательного давления на течение раневого процесса [3].

В соответствии с общепринятой классификацией, больные соотносились со стадиями раневого процесса в форме воспаления, пролиферации и заживления [17]. Выбор дифференцированной лечебной тактики, в части, воздействия на раневой процесс вакуумной терапией или раневыми покрытиями определялся, прежде всего, локализацией ран и площадью раневого дефекта. Учитывалось, что раны в области головы, шеи, ягодичных областей, наружных половых органов не являются предпочтительными для использования вакуумной терапии, ввиду технических сложностей расположения и фиксации вакуумных повязок, невозможности создания герметичности. Условием для эффективного проведения вакуумной терапии, являлось наличие участков неповрежденной кожи вокруг раневого дефекта, необходимых для фиксации повязок. Фактором, ограничивающим применение отрицательного давления, являлась большая площадь раневого дефекта, превышающая стандартные размеры вакуумных повязок. Корректность сравнительного анализа результатов лечения в обеих клинических группах обеспечивала их сопоставимость в части возрастного и гендерного состава пациентов, этиопатогенеза ран, тяжести состояния больных при госпитализации, выраженности первичной контаминации и площади раневого дефекта.

Выбор технологии вакуумной терапии осуществлялся с учетом конструктивных и функциональных особенностей аппарата, оптимальной величины отрицательного давления и индивидуальных клинико-морфологических характеристик пациента.

В настоящем исследовании использовались аппараты различных конструкций и производителей «VivanoTec» (Германия), «PICO» и «Renasis-go» (Великобритания). Конструктивные и функциональные различия указанных аппаратов позволяли осуществлять сеансы вакуумной терапии в стационарном (прикроватном) варианте использования и сетевом электропитании – «VivanoTec», либо с альтернативными источниками энергоснабжения – «Renasis – go», а также в портативном (носимом) режиме с автономными источниками питания – «PICO».

Медико-технические характеристики аппарата «VivanoTec» обеспечивали максимальные возможности изменения параметров терапии с диапазоном регулирования отрицательного давления в пределах 20–250 мм. ртутного столба. Аппарат комплектуется вакуумными повязками четырех типоразмеров и одноразовыми контейнерами для раневого экссудата объемом 300 и 800 мл.

Аппарат вакуумной терапии «Renasis-go» представляет собой портативный прибор с альтернативными источниками питания – сетевой источник с адаптером и встроенная литиевая батарея, полный заряд которой обеспечивает устойчивую работу до 20 часов. Диапазон регулирования отрицательного давления возможен в пределах 40-120 мм. ртутного столба, одноразовые контейнеры для раневого экссудата объемом 300 мл снабжены 2-ступенчатым бактериальным фильтром.

Иммуногистохимические исследования

На рану площадью 3% поверхности тела по внутренней поверхности правого плеча и предплечья была произведена установка аппарата «RENASYS GO». Дном раны являлась поверхностная фасция и мышечные волокна. Учитывая возраст ребенка, небольшую площадь ожога в области верхней конечности и незначительную экссудацию раны, установлен уровень отрицательного давления - 80 мм ртутного столба. Был выбран постоянный режим работы аппарата. На глубокую рану правой нижней конечности площадью 8% поверхности тела, дном которой являлись поврежденные мышечные волокна и подкожная жировая клетчатка, выполнена аппликация повязки аппарата «PICO». Был установлен максимально возможный уровень отрицательного давления – 80 мм ртутного столба. Смена аппликационных (вакуумных) повязок, в которых аккумулировалось раневое отделяемое, осуществлялась дважды (каждые 7 дней). Общая длительность проведения терапии отрицательным давлением в процессе подготовки ран к аутодермопластике у данного больного составила 15 суток. В соответствии с установленной программой обследования больному был проведен комплекс иммуногистохимических и гистологических тестов, направленных на оценку морфологических характеристик ожоговых ран верхних и нижних конечностей.

При сопоставлении полученных результатов выявлены определенные закономерности, характеризующие информативность отдельных гистохимических маркеров в оценке интенсивности формирования грануляционной ткани, как базиса последующих реконструктивно восстановительных вмешательств. Сочетание высоких экспрессий (рисунки 19, 20) фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) и индикатора эндотелиальных клеток (CD 34) соответствовали максимальной интенсивности формирования грануляционной ткани в ране, локализованной на правой руке. Умеренная интенсивность формирования грануляционной ткани в ране нижней конечности константирована при умеренной экспрессии маркера VEGF в сочетании с высокой экспрессией СD 34.

Таким образом, реализованная программа иммуногистохимических и гистологических исследований позволила в совокупности характеризовать последовательность основных этапов заживления ран – от неоангиогенеза до формирования грануляционной ткани. Необходимо учитывать, что системный подход к процессу формирования раневой грануляционной ткани предполагает оценку результатов иммуногистохимических исследований биомаркеров ангиогенеза и внеклеточного матрикса во взаимодействии. Путем экспериментальных работ показано, что тенасцины способны повышать пролиферативную способность клеток эндотелия путем взаимодействия с VEGF и увеличивать способность стимулировать пролиферацию клеток через рецепторы VEGF [61; 62; 64; 66; 67; 75; 105].

Стимулирующий потенциал вакуумной терапии был изучен в сравнительном аспекте применительно к отдельным звеньям регенерации раневых дефектов. Выявлена прямая корреляционная связь экспрессии маркеров ангиогенеза и интенсивности формирования грануляционной ткани. Известно, что в регуляции ангиогенеза участвует ряд факторов роста и цитокинов, однако высокоспецифичным активным митогеном для васкулярных клеток кровеносных и лимфатических сосудов является VEGF [68; 83; 85; 86; 88; 93; 100; 101].

Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют констатировать, что терапия отрицательным давлением формирует благоприятные условия течения раневого процесса, стимулируя созревание грануляционной ткани, как фактора подготовки к кожной пластике. Рассматривая возможные механизмы влияния отрицательного давления на восстановительную регенерацию раневых дефектов логично предположить, что непосредственное индуктивное воздействие вакуумная терапия оказывает на процессы новообразования сосудистой сети формирующейся грануляционной ткани. Стимуляция выраженности лимфоцитарной инфильтрации и интенсивности формирования грануляционной ткани осуществлялась, по-видимому, опосредованно путем опережающей, в сопоставлении с группой сравнения, васкуляризацией восстановительных тканевых субстанций раневого дефекта.

Гистологические исследования

Максимальная интенсивность формирования грануляционной ткани была характерна для биоптатов из ран, подвергавшихся вакуумному воздействию -умеренное и высокое значение соответствующего индикатора практически втрое чаще выявлялось у пациентов данной группы. Соответственно, низкая интенсивность формирования грануляционной ткани диагностировалась в основной группе многократно реже, чем у больных, в лечении которых использовались раневые покрытия.

Таким образом, реализованная программа иммуногистохимических и гистологических исследований позволила в совокупности характеризовать последовательность основных этапов заживления ран – от неоангиогенеза до формирования грануляционной ткани. Необходимо учитывать, что системный подход к процессу формирования раневой грануляционной ткани предполагает оценку результатов иммуногистохимических исследований биомаркеров ангиогенеза и внеклеточного матрикса во взаимодействии. Путем экспериментальных работ показано, что тенасцины способны повышать пролиферативную способность клеток эндотелия путем взаимодействия с VEGF и увеличивать способность стимулировать пролиферацию клеток через рецепторы VEGF [54; 55; 56]. Стимулирующий потенциал вакуумной терапии был изучен в сравнительном аспекте применительно к отдельным звеньям регенерации раневых дефектов. Выявлена прямая корреляционная связь экспрессии маркеров ангиогенеза и интенсивности формирования грануляционной ткани.

Известно, что в регуляции ангиогенеза участвует ряд факторов роста и цитокинов, однако высокоспецифичным активным митогеном для васкулярных клеток кровеносных и лимфатических сосудов является VEGF [61; 62; 64]. Следует отметить, что в экспериментальной практике влияние вакуумной терапии на стимуляцию процессов ангиогенеза осуществляли с использованием панели цитокинов методом полимеразноцепной реакции и получили аналогичные результаты [137]. Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют констатировать, что терапия отрицательным давлением формирует благоприятные условия течения процесса репаративной регенерации, стимулируя созревание грануляционной ткани, как индикатора готовности раны к кожной пластике.

Рассматривая возможные механизмы влияния отрицательного давления на восстановительную регенерацию раневых дефектов логично предположить, что непосредственное индуктивное воздействие вакуумная терапия оказывает на процессы новообразования сосудистой сети формирующейся грануляционной ткани. Данная точка зрения согласуется с гипотезой M. Morykwas (1997) об эффекте неогенеза сосудистой сети, связанным с кумулятивным влиянием ряда факторов воздействия отрицательного давления – снижением локального интерстициального отека тканей, усилением гемолимфообращения, а также уменьшением парциального давления кислорода в ране и формированием, так называемой, «раневой гипоксии» [94]. Стимуляция выраженности лимфоцитарной инфильтрации и интенсивности формирования грануляционной ткани осуществлялась, по-видимому, опосредованно путем опережающей, в сопоставлении с группой сравнения, васкуляризацией восстановительных тканевых субстанций раневого дефекта. Представленная концепция подтверждается экспериментальными исследованиями W. Wang (2014) на животных, где установлены патофизиологические эффекты вакуумной терапии, в том числе применительно к стимуляции ангиогенеза [137]. Методология определения площади ран была основана на авторской технологии компьютерной фотопланиметрии (рисунок 31 а, б, в). а) б) в) Рисунок 31 – Технология компьютерной фотопланиметрии. Загрузка изображения (а); маркировка границ раны (б); расчет площади раны (в) Первоначально в компьютерную программу «Площадь многоугольника 3.0» загружали цифровое изображение раневой поверхности (рисунок 31 а). В зависимости от сложности конфигурации раны, по границе неповрежденной кожи устанавливали до 20 точек измерения (рисунок 31 б) и в автоматическом режиме получали расчетную величину площади в условных единицах (рисунок 31 в). Соотношение стандартной площади планиметрического шаблона и расчетной величины площади раны позволяло представить ее в абсолютных единицах (кв. см). Интенсивность ретракции раны оценивалась по динамике исходных и итоговых измерений в соответствии с установленными периодами исследования.