СПОСОБ ОСТАНОВКИ ИНТРАОПЕРАЦИОННОГО КАПИЛЛЯРНОГО И ПАРЕНХИМАТОЗНОГО КРОВОТЕЧЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК A61N1/44 A61B18/18 

Изобретение относится к области медицины, точнее к хирургии, и может быть использовано в различных областях хирургии для остановки интраоперационного капиллярного и паренхиматозного кровотечения.

В настоящее время существует большое количество способов остановки капиллярного и паренхиматозного кровотечения путем наложения гемостатических швов для остановки паренхиматозного кровотечения М.М. Кузнецого и Ю.Р. Пенского (1894 г), матрацных швов В.А. Опеля (1906 г), А.Н. Лаббока и Г.А. Орлова (1936 г) и др. Однако шовный материал прорезает ткань паренхиматозных органов, усугубляя кровотечение, а глубоко наложенные повторные швы могут вызвать ишемию органа или его части с последующим нарушением функции органа. Кроме того, наложение швов не позволяет быстро остановить кровотечение [3,9]. В современной хирургии отдается предпочтение электрокоагуляции с помощью электрохирургических устройств различной конструкции [2]. Выполнение данного способа гемостаза сопровождается термическим поражением ткани (некрозом) на глубину около 5 мм. Токи проводимости, проходящие через обратный электрод, могут вызвать внутренние ожоги, повреждение сосудов и нервных окончаний, а удаление струпа приводит к повторным кровотечениям. Дополнительным осложнением является формирование грубого рубца, спаечного процесса, приводящего к нарушению функции органа. Для предупреждения термического повреждения ткани предложен способ остановки кровотечения путем наложения (обработки) очага кровотечения фибриновым клеем [5, 9]. Однако при данном способе необходимы определенные условия - "сухая" рана, для чего пережимают питающий сосуд или паренхиму мягким жомом, что, в свою очередь, удлиняет время операции, вызывает ишемию органа, и ограниченная область применения, обусловленная невозможностью использования способа для гемостаза во время лапароскопической операции.

Известны способы гемостаза, для осуществления которых использовались аппараты, которые обеспечивали остановку кровотечения, используя принцип электрокоагуляции при оперативных вмешательствах или травматическом повреждении биологических тканей.

Однако достаточно быстро были выявлены практически неустранимые побочные эффекты этого воздействия, основным из которых является большая зона повреждения тканей в зоне применения, а именно появление ожогового струпа с возможным отслоением и развитием кровотечения, а также формирование грубого рубца, спаечного процесса, приводящего к нарушению функции органа.

В 60-70-х годах XX столетия для обеспечения гемостаза при рассечении тканей стали использоваться плазменные потоки [1] и лазерное излучение [7]. Плазменные скальпели и коагуляторы, используя различные рабочие тела (аргон, гелий, водород), обеспечивают рассечение и коагуляцию тканей за счет достижения очень высокой температуры плазменного потока и лазерного луча.

Установлено, что плазменные потоки наиболее целесообразно использовать в хирургии паренхиматозных органов - в первую очередь печени [1]. Однако применение комплексов, работающих на основе плазменных потоков, имеет свои недостатки, обусловленные сложностью эксплуатации комплекса: необходимость охлаждения плазмотрона проточной водой с высокой степенью очистки; потребность в электропитании от сети 380 В, заправка баллонов дефицитным рабочим телом - аргоном или гелием.

В настоящее время в хирургии для обеспечения гемостаза тканей широко используется лазерное излучение, генерируемое различными типами лазерных скальпелей - СO₂, АИГ-неодимовые и т.д. [7]. К несомненным их преимуществам относятся: одновременное рассечение и коагуляция лазерным лучом кровеносных и лимфатических сосудов; бесконтактность инструмента, что особенно важно в связи с актуальностью проблемы ВИЧ-инфекций. Однако присутствует зона термического повреждения тканей.

Известен способ гемостаза, осуществляемый с помощью аппарата «Plazon», генерирующего плазму, разработанного в Московском государственном техническом университете им. Н.Е. Баумана в 1998 г. Недостатком известного способа является то, что аппарат вырабатывает высокотемпературную плазму, а затем в специальной охлаждающей камере ее температура снижается, приводя к потере активных элементов [11], что ведет к снижению эффективности гемостаза.

Наиболее близким к предлагаемому, выбранным за прототип является способ гемостаза путем воздействия на зону кровотечения токами надтональной частоты (ТНЧ), которое обеспечивают с помощью аппарата "Ультратон" [10].

Способ позволяет эффективно останавливать капиллярное и паренхиматозное кровотечение за счет воздействия на зону кровотечения несколькими физическими факторами:

- коронный разряд, возникающий при приближении газоразрядного электрода аппарата к поверхности биологических тканей;

- высокочастотный ток, протекающий в тканях;

- тепло, выделяющееся в разрядном промежутке;

- озон и небольшое количество окислов азота, возникающие в воздухе под действием коронного разряда;

- слабое ультрафиолетовое излучение, генерируемое коронным разрядом;

- слабые механические колебания надтональной частоты в тканях за счет дипольного взаимодействия клеток с переменным электрическим полем (обратный пьезоэлектрический эффект).

К недостаткам прототипа следует отнести наличие токов надтональной частоты - высокочастотных токов, протекающих через биологические ткани, которые способствуют разогреву тканей до неконтролируемых температур, что вызывает термическое повреждение клеток и тканей, а также низкая концентрация активных химических реагентов, таких как, О₃, NO, что снижает эффективность воздействия.

Новая техническая задача - достижение быстрого, надежного гемостаза при капиллярных кровотечениях и кровотечениях из паренхиматозных органов при различных оперативных вмешательствах при снижении травматизации окружающих тканей.

Для решения поставленной задачи в способе остановки интраоперационного капиллярного и паренхиматозного кровотечения воздействуют на зону кровотечения барьерным разрядом неравновесной плазмы при следующих параметрах: амплитуде 15-20 кВ, частоте 5-10 кГц, температуре плазмы менее 45°С в течение 30-45 сек.

Сущность способа: эффект гемостаза достигается за счет воздействия на зону кровотечения озоном, О₃, НО, H₂O₂ и другими активными химическими реагентами, возникающими в результате барьерного разряда низкотемпературной плазмы.

Способ осуществляют следующим образом. При возникновении повреждения тканей организма в результате травмы либо оперативного вмешательства возникает кровотечение как из мелких, так и крупных сосудов. При выполнении первичной хирургической обработки тканей или хирургической манипуляции (операции на коже, подкожно-жировой клетчатке, паренхиматозных органах, печени и др.) непосредственно над зоной кровотечения во время хирургических манипуляций располагают электрод с расстоянием от поверхности электрода до обрабатываемой поверхности 1-2 мм. В дальнейшем добиваются возникновения барьерного разряда неравновесной плазмы при следующих параметрах: амплитуда - 15-20 кВ, частота - 5-10 кГц, температура неравновесной плазмы менее 45°С. Для полноценной остановки кровотечения из паренхиматозных органов (печень) время обработки составляет 30-45 сек. При осуществлении гемостаза печени необходимо учитывать следующее: длительному и не снижающемуся кровотечению способствует плохая сократительная способность паренхимы печени, отсутствие клапанного аппарата в венах органа, не спадающийся просвет сосудов, местные расстройства свертывающей системы крови, обусловленные истечением желчи на раневую поверхность печени, так как желчь сильно тормозит свертывание крови, обладая высокой фибринолитической активностью [4, 8].

Выбор фактора и режима воздействия осуществлен на основании изучения данных научной литературы и анализа результатов экспериментальных исследований.

До настоящего времени использование неравновесной плазмы в медицине было ограниченным, однако в последнее время ситуация меняется, и особое внимание уделяется методам ее воздействия на живые ткани. Влияние холодной плазмы исследуется в гематологии с целью коагуляции, в микробиологии с целью антимикробного воздействия и в онкологии - с целью получения противоопухолевого эффекта [13, 14, 15].

В неравновесной плазме ионы и нейтральные частицы имеют очень малую энергию, поэтому температура ее менее 45°С. Описываемый вид плазмы имеет несомненные преимущества, а именно она может действовать на определенный участок ткани, не влияя на соседние. Плазма образуется на расстоянии 1-2 мм от обрабатываемой поверхности. В этом случае в области взаимодействия присутствуют активные заряженные и незаряженные частицы, ультрафиолетовое излучение и короткоживущие элементы. Такой комплекс составляющих делает данный вид воздействия на ткани более гибким, позволяя снижать степень отрицательного воздействия на организм.

В Томском Политехническом университете, на кафедре Прикладной Физики разработан макет источника холодной плазмы (температура <45°С) для исследования ее взаимодействия с живыми организмами. Плазма образуется с помощью барьерного разряда и поэтому является универсальной, так как содержит большое количество активных составляющих, таких как О₃, NO, НО, Н₂О₂ и других [5].

Содержание, питание, уход за животными и выведение их из эксперимента осуществляли в соответствии с требованиями «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1986) и «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ 755 от 12.08.1977 МЗ СССР) [6].

Предложенный способ гемостаза был апробирован в эксперименте in vivo на белых крысах самцах (n=10), группа контроля - n=10. Для создания раны печени использовали частичную гепатэктомию левой доли печени. Анестезия осуществлялась однократным внутримышечным введением раствора «Zoletil-50»® (производство «Virbac», Франция) из расчета 2 мг на 1 кг массы тела экспериментального животного. Крыс фиксировали на спине, удаляли шерсть с передней брюшной стенки. Доступ к печени осуществляли верхнесрединной лапаротомией, далее стерильной марлевой салфеткой выводили левую долю печени в рану, при этом аккуратно придерживая ее анатомическим пинцетом с последующим удалением участка паренхимы левой доли печени размером 1,3 на 0,7 см скальпелем. Гемостаз осуществляли заявленным способом. Придерживая печень в ране, начинали обработку аппаратом «Плазменный коагулятор», разработанным на кафедре ПФ ФТФ ТПУ (г.Томск) [12]. Одновременно с началом обработки засекали время остановки кровотечения на стандартном секундомере. После остановки кровотечения осуществляли контроль гемостаза, погружали печень в брюшную полость, рану послойно зашивали нитью «VICRYL» 5/0 на атравматической игле (производство «Ethicon», Шотландия), затем накладывали асептическую повязку. В группе контроля выполняли подобные оперативные вмешательства без воздействия коагулирующих агентов (n=10). В данном случае время кровотечения составило более 3-х мин. При остановке кровотечения аппаратом «Плазменный коагулятор» летальных исходов и рецидивов кровотечения не наблюдалось. На основании проведенных исследований можно было сделать вывод о том, что наиболее оптимальным для получения выраженного гемостатического эффекта являлся режим воздействия при амплитуде 15-20 кВ, частоте 5-10 кГц, температуре плазмы менее 45°С и времени обработки 30-45 сек.

Таким образом, предлагаемый способ остановки интраоперационного капиллярного и паренхиматозного кровотечения позволяет добиться полноценного гемостаза при отсутствии термических повреждений окружающих тканей (паренхимы печени). Способ наиболее эффективен и безопасен для клеток и тканей организма по сравнению с известным прототипом. Дополнительным преимуществом способа является отсутствие токов, проходящих через клетки паренхимы, вызывающих разогрев клеток до неконтролируемых температур, что приводит к дополнительному термическому повреждению паренхиматозных органов.

Список источников информации

1. Андреев А.Л., Рыбин Е.П., Учваткин В.Г. и др. Первый опыт применения плазменного скальпеля при лапароскопичсских операциях. - Мат. VIII Всероссийского съезда хирургов (тезисы докладов). - Краснодар. 1995. - С.322-323.

2. Андрианов Н.Г., Экспериментальное обоснование и клиническое применение термокоагуляции для остановки паренхиматозного кровотечения при операциях на печени: Дисс. канд. мед. наук. - М., 1974.

3. Асоян Г.А., О.С. Белоусов. Местный гемостаз в хирургической практике. Вестник хирургии им. И.И. Грекова, 1984, т.132, №4, С.14-19.

4. Бунатян, А.Г. Проблема гемостаза и герметизма при резекциях печени с использованием фибрин-коллагеновой субстанции. / А.Г. Бунатян, З.С. Завенян, Н.Н. Бамет // Хирургия. 2003. №9. С.18-23.

5. Гисаури B.C., Мовчун А.А., Готье С.В. и др. // "Хирургия", 1989, N 4, С.89-93.

6. Европейская конвенция по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей // Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. - 2008. - №1. - С.23-40.

7. Калиш Ю.И., Мадартов К.М., Хусаинов Б.Р. Принципы комбинированного использования лазеров в профилактике гнойно-воспалительных послеоперационных осложнений в абдоминальной хирургии. - Мат. VIII Всероссийского съезда хирургов (тезисы докладов). - Краснодар. 1995. - С.490-491.

8. Литвин, А.А. Местный гемостаз в хирургии повреждений печени и селезенки // Хирургия. 2000. №4. С.74-76.

9. Петровский Б.В. Остановка кровотечений в процессе операций. Хирургия, 1983, №3, С.3-7.

10. Прибор рекомендован для применения в медицинской практике комиссией по новой технике Минздрава РФ (протокол 3 от 15.03.93) и разработан АО "НПАП Алтаймедприбор" (г.Бийск) совместно с АОЗТ "Интелмед". Прибор предназначен для проведения физиотерапевтических процедур типа местной дарсонвализации и получивших название ультратонотерапия (прототип).

11. Решетов И.В., Кабисов Р.К., Шехтер А.Б., Пекшев А.В., Манейлова М.В. Применение воздушно-плазменного аппарата «Плазон» в режимах коагуляции и NO-терапии при реконструктивно-пластических операциях у онкологических больных // Анналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. - 2000. - №4. - С.24-39.

12. Виноградова О.И., Телицкий С.Ю., Щукина Е.В, Алейник А.Н. Применение неравновесной плазмы в медицине и биологии // Научная сессия МИФИ-2009.

13. Roth J., Nourgostar S., Bonds A. The One Atmospheric Uniform Glow Discharge Plasma. - A Platform Technology for the 21^st Century // IEEE Transactions on Plasma Science. - 2007. - Vol.35. №2. - P.233-250.

14. Kelly-Winterberg K., Montie T.C., Brikman C., Roth J.R., Room temperature Sterilization of Surfaces and Fabrics with a One Atmosphere Uniform Glow Discharge plasma // J. IND. Microbiol. - 1998. - Vol.20. p.69-74.

15. Larousi M., Alexeff I., Kang W. Biological Decontamination by Nonthermal Plasmas // IEEE Transactions on Plasma Science. - 2000. - Vol.28. №1. P.184-188.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано для остановки интраоперационного капиллярного и паренхиматозного кровотечения. Для этого воздействуют на зону кровотечения с помощью барьерного разряда неравновесной плазмы с температурой плазмы менее 45°С, амплитудой 15-20 кВ, частотой 5-10 кГц, в течение 30-45 сек. Способ обеспечивает быстрый надежный гемостаз при отсутствии термических повреждений окружающих тканей.

Способ остановки интраоперационного капиллярного и паренхиматозного кровотечения путем воздействия физического фактора на зону кровотечения, отличающийся тем, что воздействуют барьерным разрядом неравновесной плазмы при температуре плазмы менее 45°С, амплитуде 15-20 кВ, частоте 5-10 кГц, в течение 30-45 с.