Surgical Aspects of Total Vascular Stem Knee Transplant in Dogs

Full Text

Проблема пересадки целых аллосуставов или их фрагментов продолжает занимать ортопедов, оставаясь нерешенной до настоящего времени. Предпринимавшиеся ранее подобные операции завер
шались отторжением свежих аллотрансплантатов. В связи с этим долгое время пересаживались консервированные аллотрансплантаты, однако отдаленные результаты были неудовлетворительными: функция сустава постепенно ухудшалась, -развивались деформации. Нежизнеспособная ткань редко в должной мере замещалась собственной новообразованной тканью, а чаще рассасывалась, что приводило к нарушению биомеханики сустава.
Проблема обрела новую жизнь с появлением микрохирургической техники и иммуносупрессоров. Было показано, что васкуляризованный аллотрансплантат коленного сустава при иммуносупрессии может выживать и функционировать [1, 4—6]. В то же время потенциал токсичности первых иммуносупрессоров (иммуран, метотрексат) представлял во много раз большую опасность, чем существование какого-либо костного дефекта. Лишь в последнее десятилетие новые экспериментальные и клинические данные начинают опровергать этот аргумент. Появляются иммуносупрессоры нового поколения, первым среди которых стал циклоспорин. Он продемонстрировал эффективность и меньшую токсичность при трансплантации органов и тканей [2]. Применение в эксперименте циклоспорина А позволило, по одним данным, увеличить выживание пересаженных васкуляризованных аллотрансплантатов до 1 года [3]; по другим данным, эффект был не столь явным, как это ожидалось [7]. Подобных работ очень мало. Практически не исследовано применение нового препарата FK-506 (“Fujisava”, Япония) при экспериментальной пересадке костносуставных блоков.
Целью нашей работы было создать экспериментальную модель пересадки коленного сустава на сосудистой ножке для последующего изучения на ней эффективности иммуносупрессоров (циклоспорина А и FK-506). Необходимо было отработать многие хирургические аспекты, включая выбор питающих сосудов, уровень резекции суставных концов костей. Недостаточно изучены и дифференцированы также морфологические изменения в тканях сустава, обусловленные ишемией и тканевой несовместимостью. В задачу нашего исследования входило изучение вариантов возможного кровоснабжения трансплантата, выявление типичных признаков отторжения при пересадке аллотрансплантатов.
Материал и методы исследования. В работе использовали 36 беспородных собак обоего пола массой в среднем 20 кг. Для исследования сосудов применяли наливку по Оноприенко смесью бария и желатина, смесью желатина и красителя демифен-голубого. Рентгенологические исследования проводили на стандартном оборудовании. При гистологических исследованиях использовали окрашивание гематоксилином и эозином и по Ван-Гизону.
На первом этапе работы по материалам наливки сосудов конечностей от 10 собак было показано, что краситель, вводимый через ветви подколенной артерии, окрашивает не только суставной хрящ, капсулу, но и диафизы костей (бедра и голени). Хотя это исследование не являлось количественным, факт проникновения контрастного вещества в названные выше области сви-
Анастомозирование подколенных артерий (А, В) и подколенных вен (С) трансплантата и реципиента.
детельствует о том, что коленный сустав, в норме кровоснабжаемый из нескольких источников, может питаться и только из ветвей подколенной артерии, а хорошее развитие коллатерального кровотока позволяет более свободно подходить к выбору уровня резекции костей при остеотомии у донора. Эти данные подтверждены при рентгено- контрастировании с помощью бария на 10 собаках.

 

Анастамозирование подколенных артерий (А,В) и подколенных вен (С) трансплантатнта и реципиента

 

При пересадке коленного сустава возможны два варианта анастомозирования сосудов трансплантата и реципиента по типу конец в конец (см. рисунок). Исследование с наливкой сосудов при анастомозировании по варианту 1 было проведено на 7 собаках. Полученные результаты не дают основания говорить об адекватном восстановлении кровообращения в передней группе мышц голени и костях голени и стопы при питании их только через a. saphena.
Поэтому мы решили остановиться на варианте 2 восстановления сосудистого русла. Эта методика предполагает восстановление сквозного кровотока по подколенной артерии через донорский участок, забираемый вместе с трансплантатом. Трансплантат состоит из сустава с капсулой и сосудами, причем мышцы мы пересекали у места прикрепления, резекцию костей производили на границе средней трети диафизов, считая от сустава, из трансплантата максимально удаляли костный мозг. Остеосинтез выполняли с помощью металлических пластин, мышцы подшивали к местам прикрепления лавсаном и кетгутом.
Используя операционный микроскоп и микрохирургическую технику, анастомозировали конец в конец подколенную артерию трансплантата и реципиента проксимально от сустава (см. рисунок, А), а также дистально (В). Подколенные вены (С) анастомозировали только проксимально от сустава для обеспечения оттока крови от трансплантата.
По данной методике проведено 15 операций аутотрансплантации сустава: после взятия «транс
плантата» его «пересаживали» обратно. Этот раздел экспериментальных исследований позволил отработать хирургические аспекты операции. Наблюдение за животными продолжалось от. 1 мес до 2 лет. У 9 собак, оперированных без технических погрешностей (неизбежных в ходе отработки методики), отмечались хорошие и удовлетворительные результаты: наступала полная консолидация костных фрагментов (определявшаяся как клинически, так и рентгенологически), собаки ходили с опорой на оперированную конечность, объем движений в «трансплантате» составлял 90—130°. Кровоток в оперированной конечности, по данным термометрии в послеоперационном периоде и наливки сосудов на препаратах, полностью восстанавливался.
Таким образом, с хирургической точки зрения, технически правильно выполненная операция пересадки коленного сустава на сосудистой ножке позволяет рассчитывать на восстановление функции сустава и конечности в эксперименте на собаках.
Следующим этапом работы было проведение контрольной серии опытов по пересадке алло- сустава. С целью получения данных о типичных клинических и морфологических проявлениях отторжения трансплантата коленного сустава при отсутствии иммуносупрессии мы выполнили 6 операций пересадки аллотрансплантата на сосудистой ножке. Кровоток по подколенной артерии и в трансплантате был восстановлен по окончании операции во всех случаях, что отчетливо определялось по сосудистому наполнению.
На следующие сутки после операции отмечалась пульсация тыльной артерии стопы, кожная температура на стопе приближалась к дооперационной. На 3—4-й день пульсация становилась менее отчетливой, а температура повышалась по сравнению с дооперационной на 1—2 °C, что свидетельствовало о развитии воспалительной реакции. Наблюдались массивный отек в области коленного сустава, гиперемия. В дальнейшем эволюция трансплантата шла по типу отторжения при свободной пересадке, с секвестрацией и нагноением к 7—12-му дню и вывихом в суставе к 20-му дню.
При вскрытии во все сроки (7—30-е сутки) обнаруживали нежизнеспособный сустав с признаками распада тканей разной степени. Хрящ, кости бедра и голени, капсула сустава визуально и при гистоморфологическом исследовании представлялись аваскулярными, артерии трансплантата в срок 7 дней были заполнены организовавшимися тромбами. Морфологическая картина в целом была аналогична наблюдаемой при реакции несовместимости в случаях пересадки внутренних органов: мононуклеарная инфильтрация, отек интимы и медии, сужение просвета сосудов, повреждение эндотелия, образование микротромбов в сроки 4—7 дней и полный тромбоз сосудов, лейкоцитарная инфильтрация, тканевой детрит в более поздние сроки.
Таким образом, полученные данные позволяют говорить о картине отторжения пересаженного аллотрансплантата. Механизм отторжения, по- видимому, аналогичен описанному в литературе. Начинается оно с образования иммунных комплексов в интиме артерий и вен, что быстро приводит к тромбозу и прекращению кровотока в трансплантате, который подвергается некрозу и распаду. Эти данные могут быть использованы в исследованиях по аллотрансплантации суставов под прикрытием иммуносупрессоров нового поколения.

About the authors

Yu. A. Markov

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow, Russia

A. I. Kaveshnikov

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow, Russia

A. E. Evgrafov

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow, Russia

N. A. Slesarenko

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow, Russia

I. S. Kosov

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow, Russia

References

Supplementary files