СПОСОБ СОЗДАНИЯ МОДЕЛИ ХРОНИЧЕСКОЙ ИШЕМИИ ТОЛСТОЙ КИШКИ Российский патент 2007 года по МПК G09B23/28 

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для моделирования хронической ишемии толстой кишки.

Моделирование нарушений кровообращения занимает одно из центральных мест в экспериментальной хирургии. Изучению этой проблемы посвящено огромное количество исследований, часть которых стали "классическими", однако работы в этой области продолжаются [1].

Изучение патогенеза хронической ишемии толстой кишки, а также заболеваний и состояний, ее обусловленных (несостоятельность толсто-толстокишечного анастомоза, краевой некроз, перитонит, толстокишечные свищи, ишемический колит, синдром раздраженной толстой кишки, долихосигма) представляет несомненный интерес не только для практического здравоохранения, но и для экспериментальной медицины. Раскрыть тонкий механизм заболеваний и состояний, обусловленных хронической ишемии толстой кишки, возможно только экспериментальным путем. Также возможно изучение функциональной активности разных отделов толстой кишки в состоянии хронической ишемии, водно-электролитного обмена и функций других органов и систем на фоне хронической ишемии толстой кишки.

Проведенное изучение патентной и научно-медицинской литературы позволило выявить следующие способы моделирования хронической ишемии.

Шалимов С.А. с соавторами [2] указывают, что достаточно эффективно моделируют патологию кишечника воспроизведением артериального или венозного инфаркта на участках различной локализации и протяженности. Классическим методом является перевязка краниальных или каудальных брыжеечных артерий и вен (возникает тотальный ишемический некроз), а также их ответвлений (объем некроза зависит от уровня перевязки сосуда). Первые признаки инфаркта появляются уже спустя 10-15 мин и полностью развиваются в течение 6 ч. Если лигирован основной ствол или артерия, непосредственно отходящая от основного ствола, собака погибает не позднее 24-30 ч после операции. При моделировании венозного инфаркта, по данным П.Лепэдат (1975), собака погибает, как правило, через 4-5 ч, но у некоторых животных из-за многочисленных анастомозов инфаркт наступает через 12-24 ч либо не наступает вообще. Одновременная перевязка брыжеечной артерии и вены также ведет к гибели собак через 4-5 ч.

Недостатками способа является высокая летальность животных, не позволяющая создать модели хронической ишемии толстой кишки, что делает невозможным его использование для изучения заболеваний и состояний толстой кишки, обусловленных ее ишемией, а также регенерации толсто-толстокишечного анастомоза на фоне ишемии.

Используя метод селективной катетеризации артерий кишечника по Сельдингеру, в лаборатории С.А.Шалимова [2] воспроизводили инфаркты кишечника разного объема и локализации путем эмболизации артерий с помощью катетера, введенного через бедренную артерию, или введением в сосуды металлической спирали [2], метод селективной эмболизиции для моделирования нарушений кровообращения толстой используют и другие авторы [1].

Недостатки способа обусловлены тем, что селективная эмболизация с высокой точностью возможна лишь при ее использовании с рентгенологическим оборудованием, что делает исследование дорогостоящим. Кроме того, калибр эмболизируемого сосуда ограничен калибром катетера, что исключает возможность использования способа для моделирования нарушения кровотока на уровне краевого сосуда кишки и его ветвей.

Существует способ моделирования нарушений кровообращения толстой кишки путем воспроизведение тромбообразования [1]. На первом этапе сосуд либо перевязывают, либо пережимают зажимом. Затем в просвет дистальнее лигатуры вводят в различных количествах и концентрациях полуторахлористое железо, раствор Люголя, скипидар, формалин, фенол, тромбин, гиперосмотические солевые растворы и т.д.. В зависимости от концентрации вводимого вещества возникают либо строго локализованный, либо распространяющиеся в боковые ответвления тромбы. Инфицирование тромба достигают введением в тромб культуры патогенных микроорганизмов.

Недостатки способа связаны со сложностью титрования количества и концентрации перечисленных веществ для воспроизведения однотипных серий моделей с ишемией заданной степени, кроме того, использование этого метода сопровождается артефактами обусловленными либо ассептиским воспалением, либо аллергическими реакциями.

Известен способ моделирования коллатерального кровотока кишки при острой ишемии [3] путем вскрытия продольным разрезом по белой линии живота брюшной полости, перевязки и разреза между двумя лигатурами каудальной брыжеечной артерии и ее ветвей (левой оболочечной и краниальной прямокишечной). Перерезку производят через каждый прямой сосуд, отходящий от краевой артерии, что соответствует 5,5-6 см по брыжеечному краю кишки. После этого приподнимают регионарные лимфатические узлы, каудально-брыжеечные и среднеободочные, и у их ворот накладывают лигатуру. Лимфатические узлы удаляют разрезом выше наложения лигатуры. Рану тщательно зашивают трехэтажным швом и закрывают стерильной повязкой.

Недостатком способа является ограничение его использования моделированием коллатерального кровотока кишки при острой ишемии. Удаление лимфоузлов существенно нарушает отток лимфы от толстой кишки, что удаляет модель от клинического течения ишемии толстой кишки и способствует искажению конечных результатов, следовательно, использовать эту модель для изучения состояний и заболеваний толстой кишки на фоне хронической ишемии нецелесообразно.

Прототипом настоящего изобретения, наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу, выбран способ моделирования хронической ишемии органов и тканей [4], который осуществляют следующим образом. Берут опытное животное (собаку) весом 12-20 кг, после премедикации дают общий интубационный наркоз и производят выделение кровеносного сосуда на протяжении 5-7 см. После определения диаметра сосуда в норме посредством электромагнитного флоуметра дистальнее предполагаемого места сужения измеряют объемный и ударный кровоток в норме. Затем под контролем флоуметра производят сужение просвета сосуда с помощью конусообразной спирали. Конусообразная спираль проградуирована по окружности, максимальный диаметр составляет 2-30 мм, минимальный - 0,5-30 мм, количество витков - от 6 до 15, расстояние между соседними витками составляет 1-4 мм. Готовится спираль из упругой инертной металлической проволоки и покрывается фторсодержащим полимерным покрытием.

Спираль надевается на участок сосуда, который в это время передавливается между турникетами. После этого турникеты снимают и замеряют объемный и пульсовый кровоток ниже места сужения. При значительном уменьшении кровотока кусачками удаляют необходимое количество витков со стороны узкого конца спирали до уменьшения исходного объемного кровотока на 20-30%, что соответствует 1-й степени ишемии. Производят послойное ушивание раны и наблюдают за морфофункциональным состоянием органов и тканей. После адаптации тканей к данной степени ишемии, что выявляется по стабилизации или нормализации возникших морфофункциональных изменений, производят моделирование 2-й степени хронической ишемии. Для этого по указанной методике животное оперируется повторно, после обнажения сосуда с суживающей спиралью последнюю убирают, при этом сосуд пережимается между турникетами. Измеряют объемный и пульсовый кровоток и под контролем флоуметра в описанной последовательности сужают сосуд до уменьшения объемного кровотока на 45-55% и производят послойное ущивание раны.

В динамике изучают морфологические и функциональные изменения органов и тканей при переходе 1-й степени ишемии во 2-ю.

После адаптации органов и тканей к ишемии аналогичным образом производят моделирование 3-й и 4-й степеней ишемии путем замещения предыдущей спирали на новую с уменьшением объемного кровотока на 70-80 и 100%, изучая деструктивные изменения, возникающие по мере прогрессирования ишемического процесса. Способ иллюстрируется примером моделирования хронической ишемии тонкой кишки путем 70%-ного уменьшения объемного кровотока по верхней брыжеечной артерии.

В прототипе выявлены следующие недостатки.

1. Использование флоуметра ограничено калибром сосуда и невозможно на уровне краевого сосуда толстой кишки и его ветвей.

2. Использование конусообразной спирали ограничено калибром сосуда и невозможно на уровне краевого сосуда толстой кишки и его ветвей.

3. Как известно, любое металлическое инородное тело, в том числе, из "упругой инертной металлической проволоки с фторсодержащим полимерным покрытием" в организме инкапсулируется соединительной тканью, следовательно, использование способа сопровождается артефактами, обусловленными склерозом переваскулярной ткани, ее металлизацией, прогрессированием склероза.

4. Длительное нахождение непосредственно на адвентиции сосуда металлической спирали может привести к аррозии его стенки.

5. Излишние манипуляции (снятие спирали, удаление витков кусачками и т.д.) повышают травматичность способа, делают операцию длительной, создают вероятность ранения стенки сосуда инструментами и спиралью.

6. Применение турникетов без гепаринизации в ряде случаев сопровождается тромбозом, это связано с тем, что турникеты повреждают интиму сосуда. Данный способ предусматривает изменение характера кровотока в сосуде, что связано с изменением его конфигурации. Таким образом, в способе сочетаются 2 фактора тромбообразования (фактор состояния стенки и фактор характера кровотока) из 3 (фактор состояния стенки, фактор характера кровотока, фактор "химизма" крови), следовательно, вероятность тромбоза при использовании способа чрезвычайно высока.

Задачей изобретения является воспроизведение патогенеза хронической ишемии толстой кишки.

Поставленная задача достигается тем, что для моделирования 1-й степени хронической ишемии толстой кишки полипропиленовой нитью перевязывают 2 через 2 прямые ветви краевого сосуда, для моделирования 2-й степени перевязывают 2 через 1 прямые ветви краевого сосуда, для моделирования 3-й степени перевязывают 4 через 2 прямые ветви краевого сосуда, рану зашивают послойно наглухо.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут опытное животное (собаку) массой 12-20 кг, после премедикации дают общий интубационный наркоз, вскрывают брюшную полость и производят выделение краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см. Затем последовательно, полипропиленовой нитью, перевязывают 2 через 2 прямые ветви краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см (фиг 1. поз.1), биомикроскопией подтверждают, что при этом объемный кровоток уменьшается на 20-30% от исходного и соответствует 1-й степени ишемии. Для создания 2-й степени ишемии последовательно, полипропиленовой нитью, перевязывают 2 через 1 прямые ветви краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см (фиг 1. поз.2), биомикроскопией подтверждают, что при этом объемный кровоток уменьшается на 45-50%, от исходного. Для создания 3-й степени ишемии последовательно, полипропиленовой нитью, перевязывают 4 через 2 прямые ветви краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см (фиг 1. поз.3), биомикроскопией подтверждают, что при этом объемный кровоток уменьшается на 70-80%, от исходного. После чего кишку укладывают на место и производят послойное ушивание раны.

Изучают морфологические и функциональные изменения толстой кишки при хронической ишемии 1-й, 2-й и 3-й степени.

Это подтверждается функциональными и морфологическими методами исследования. Сроки наблюдения за 15 животными, оперированными на кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии ГОУ ВПО Ростовский государственный медицинский университет, составили от 7 до 120 дней.

Проведенное гистологическое исследование показало, что динамика морфологических изменений соответствует стадийности развития хронической ишемии толстой кишки в клинике.

Изобретение иллюстрируем следующими примерами.

Пример 1.

Собаке массой 14 кг, после премедикации дали общий интубационный наркоз, вскрыли брюшную полость и произвели выделение краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см. Затем последовательно, полипропиленовой нитью, перевязали 2 через 2 прямые ветви краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см, биомикроскопией установили, что при этом объемный кровоток уменьшился на 20-30% от исходного и соответствует 1-й степени ишемии. Кишку уложили на место и произвели послойное ушивание раны.

Проведенными морфологическими и функциональными исследованиями установлено, что изменения толстой кишки у подопытного животного соответствуют хронической ишемии 1-й степени.

Пример 2.

Собаке массой 12 кг, после премедикации дали общий интубационный наркоз, вскрыли брюшную полость и произвели выделение краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см. Затем последовательно, полипропиленовой нитью, перевязали 2 через 1 прямые ветви краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см, биомикроскопией установили, что при этом объемный кровоток уменьшился на 45-50%, от исходного. Кишку уложили на место и произвели послойное ушивание раны.

Проведенными морфологическими и функциональными исследованиями установлено, что изменения толстой кишки у подопытного животного соответствуют хронической ишемии 2-й степени.

Пример 3.

Собаке массой 15 кг, после премедикации дали общий интубационный наркоз, вскрыли брюшную полость и произвели выделение краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см. Затем последовательно, полипропиленовой нитью, перевязали 4 через 2 прямые ветви краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см, биомикроскопией установили, что при этом объемный кровоток уменьшился на 70-80%, от исходного. После чего кишку уложили на место и произвели послойное ушивание раны.

Проведенными морфологическими и функциональными исследованиями установлено, что изменения толстой кишки у подопытного животного соответствуют хронической ишемии 3-й степени.

Способ позволяет воспроизвести фактическую динамику изменений стенки толстой кишки, близкую к клиническому течению хронической ишемии толстой кишки, и может использоваться для моделирования как непосредственно ишемии толстой кишки, так и заболеваний и состояний, находящихся с ней в прямой причинно-следственной связи. Летальность при выполнении способа составила 0%, воспроизводимость модели 100%. Выживаемость животных после выполнения модели позволяет проследить в различные сроки эксперимента состояние микроциркуляторного русла толстой кишки и составить полную картину микроциркуляторного русла в условиях ишемии. Способ обеспечивает получение во всех случаях однотипного по тяжести и протяженности патологического процесса, аналогичного по клинической картине хронической ишемии толстой кишки. При апробации модели установлено, что нет необходимости каждый раз выполнять биомикроскопию, достоверно степень наступившей ишемии можно прогнозировать на основании последовательности лигированных прямых ветвей краевой артерии кишки. При этом значительно укорачивается время моделирования. Модель также предназначенна для изучения регенерации толсто-толстокишечного анастомоза в условиях ишемии 1-й, 2-й и 3-й степени.

Применение предлагаемого способа при моделировании хронической ишемии толстой кишки позволяет обеспечить прямое исследование состояния обменных процессов в кишке, наблюдать за динамической адаптационных изменений функционального состояния толстой кишки при ее хронической ишемии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Татьянченко В.К., Воробьев Г.И., Саламов К.Н., Черкасов М.Ф. Руководство по экспериментальной колопроктологии. - Ростов-на-Дону, 1999. - 164 с.

2. Шалимов С.А., Радзиховский А.П., Кейсевич Л.В. Руководство по экспериментальной хирургии. - М., 1989. - 272 с.

3. Описание изобретения к авторскому свидетельству №801037 "Способ моделирования коллатерального кровотока кишки при острой ишемии"

4. Описание изобретения к авторскому свидетельству №1043726 "Способ моделирования хронической ишемии органов и тканей"

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для моделирования хронической ишемии толстой кишки. Для этого проводят премедикацию, дают интубационный наркоз, вскрывают брюшную полость и производят выделение краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см. Последовательно, полипропиленовой нитью, перевязывают 2 через 2 прямые ветви краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см, при этом объемный кровоток уменьшается на 20-30% от исходного и соответствует 1-й степени ишемии. Для создания 2-й степени ишемии полипропиленовой нитью перевязывают 2 через 1 прямые ветви краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см. Для создания 3-й степени ишемии последовательно, полипропиленовой нитью, перевязывают 4 через 2 прямые ветви краевого сосуда толстой кишки на протяжении 5 см. После чего кишку укладывают на место и производят послойное ушивание раны. Способ позволяет воспроизвести динамику изменений стенки толстой кишки, близкую к клиническому течению хронической ишемии толстой кишки, и может использоваться для моделирования непосредственно ишемии толстой кишки, так и заболеваний и состояний, находящихся с ней в прямой причинно-следственной связи. 1 ил.

Способ создания модели хронической ишемии толстой кишки, предусматривающий вскрытие брюшной полости, выделение краевого сосуда на протяжении 5 см и перевязку его прямых ветвей, отличающийся тем, что для моделирования 1-й степени хронической ишемии толстой кишки полипропиленовой нитью перевязывают 2 через 2 прямые ветви краевого сосуда, для моделирования 2-й степени перевязывают 2 через 1 прямые ветви краевого сосуда, для моделирования 3-й степени перевязывают 4 через 2 прямые ветви краевого сосуда.