Способ моделирования комбинированного радиационно-механического поражения тяжелой степени с лапароскопическим повреждением печени Российский патент 2024 года по МПК A61B17/94 G09B23/28 A61K33/14 A61P7/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к патологической физиологии, радиобиологии, хирургии и реаниматологии, и может быть использовано, например, для оценки эффективности новых средств и методов лечения комбинированных радиационно-механических поражений (КРМП).

Известно, что КРМП представляет собой многокомпонентный патологический процесс или патологическое состояние, развивающееся вследствие одновременного или последовательного воздействия на организм поражающих факторов лучевой (проникающая радиация, трансвульнарное поступление радиоактивных веществ и др.) и нелучевой (ударная волна, световой поток, пламя и др.) природы. От своевременности и патогенетической обоснованности средств и методов лечения КРМП во многом зависит течение и исход поражения. Для терапии КРМП имеют значение, как хирургические, так и терапевтические методы. Однако в зависимости от выбора той или иной тактики хирургического лечения в раннем периоде поражения будет меняться и эффективность терапевтических методов. Учитывая основное значение экспериментальных исследований в изучении эффективности новых средств и методов лечения КРМП остается актуальным разработка модели комбинированного поражения тяжелой степени с воспроизведением оперативной или неоперативной тактики хирургического лечения пострадавших с остановившемся кровотечением из поврежденного паренхиматозного органа живота на фоне легкой кровопотери (Золотарь В.Г., 2009 г.).

Описан способ моделирования КРМП с нанесением закрытой травмы живота (патент РФ №2415477, G09B 23/28, опубл. 27.03.2011). Животных подвергают общему равномерному облучению в дозе, вызывающей развитие острого лучевого поражения средней степени тяжести, а затем последовательно наносят механическую травму, соответствующую средней или тяжелой степени тяжести, в виде повреждения селезенки при помощи груза массой 500 г, падающего под весом собственной тяжести с высоты 1 м в полой направляющей трубе, закрепленной в штативе под углом 75°, при этом животных фиксируют на спине с разворотом на правый бок. В результате воспроизводятся условия для развития продолжающегося внутреннего кровотечения и травматического шока, отягощенных проявлениями первичной реакции на облучение, и показания к неотложным хирургическим мероприятиям. Однако данный способ не позволяет воспроизвести контролируемую легкую кровопотерю, кроме того, груз может нанести как излишнее повреждение органов брюшной полости, так и недостаточное для контролируемой степени тяжести травмы.

В другом источнике приведен способ моделирования КРМП с реализацией всех этапов тактики многоэтапного хирургического лечения (патент РФ №2628655, G09B 23/28, опубл. 21.08.2017), при котором животных подвергают общему равномерному облучению в дозе, вызывающей развитие острого радиационного поражения средней степени тяжести, а затем наносят механическую травму - повреждение печени IV степени по международной классификации AAST (American Association for the Surgery of Trauma) с продолжающимся внутренним кровотечением и дозированной кровопотерей равной 40% от объема циркулирующей крови (ОЦК) с развитием клинической картины травматического шока III степени. Остановку кровотечения осуществляют путем тампонады раны марлевыми салфетками, завершают операцию внутривенным введением 0,9% раствора натрия хлорида в объеме, равном кровопотере. Через 24 часа выполняют повторную операцию, при которой тампоны удаляют, контролируют гемостаз, послойно зашивают рану. Данная модель также обладает недостатками: ранение печени наносится открытым способом, а возникающее при этом кровотечение возможно остановить только посредством тампонады или прошиванием раны, что не позволяет воспроизвести самопроизвольно остановившееся кровотечение.

Известен способ моделирования КРМП, включающий общее равномерное облучение животных в дозе, вызывающей развитие острого радиационного поражения средней степени тяжести с последующим воспроизведением наружного кровотечения (патент РФ №2799704, G09B 23/28, опубл. 10.07.2023). В данной модели наносят механическую травму мягких тканей бедра с повреждением бедренной артерии и дозированной кровопотерей равной 40% ОЦК. Приведенная модель обладает следующими недостатками: не воспроизводится повреждение паренхиматозных органов брюшной полости с внутренним кровотечением.

Разработан также способ моделирования закрытой травмы паренхиматозных органов у крупных лабораторных животных (патент РФ № 2764361, G09B 23/28, опубл. 17.01.2022), включающий повреждение селезенки, опосредованное через окружающие мягкие ткани, отличающееся тем, что открыто или при помощи лапароскопической техники выполняют мобилизацию селезенки, по среднеподмышечной линии в проекции селезенки выполняют лапароцентез при помощи троакара, через который пропускают силиконовую трубку с привязанным на конце воздушным баллоном, таким образом, чтобы воздушный баллон был уложен в левом подреберье между селезенкой и реберным каркасом, накладывают бандаж на нижнюю половину живота, животное укладывают на левый бок. Затем нагнетают газовой смесью баллон через трубку до разрыва последнего, при этом либо заполняют желудок водой через желудочный зонд, либо сдавливают грудную клетку животного при помощи грузов требуемой массы или мануального приема. Описанная модель обладает следующими недостатками: не воспроизводится лучевой компонент поражения, что не позволяет моделировать КРМП, и отсутствует возможность контролировать объем кровопотери.

Наиболее близким к предлагаемому в данном изобретении способу является модель внутреннего кровотечения с равномерным облучением кроликов для оценки эффективности тактики неоперативного лечения (патент РФ №2762990, G09B 23/28, опубл. 24.12.2021). Данная модель включает введение крови, предварительно забранной из бедренной артерии в брюшную полость животного. При этом модель обладает рядом недостатков: не воспроизводятся повреждения паренхиматозных органов брюшной полости, вероятна гибель облученных кроликов в раннем постлучевом периоде, что является видовой особенностью при воспроизведении острых радиационных поражений, а малый размер животного ограничивает возможности хирургической тактики.

В основу предлагаемого изобретения положено решение задачи по созданию более точной модели КРМП тяжелой степени, включающее воспроизведение оперативной или неоперативной тактики хирургического лечения остановившегося кровотечения из поврежденной печени на фоне легкой кровопотери, в котором последовательно воспроизводятся компоненты поражения - кратковременное общее относительно равномерное облучение в дозе, вызывающей развитие острого радиационного поражения легкой степени тяжести, и видеолапароскопического нанесения повреждения печени I-II степени по классификации AAST в сочетании с дозированной, компенсированной легкой кровопотерей, и воспроизводится одна из тактик хирургического лечения - лапаротомия или неоперативное лечение, тем самым достигаются условия для развития КРМП тяжелой степени. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе комбинированного радиационно-механического поражения тяжелой степени в эксперименте овец первоначально подвергают кратковременному общему относительно равномерному воздействию ионизирующих излучений в дозе, равной 2,5 Гр, а затем через один час наносят механическую травму печени с помощью видеолапароскопического оборудования и манипуляторов, а именно повреждение печени в области края квадратной доли, при этом размер повреждения составляет 1,5×5,0×1,0 см, что соответствует травме печени I-II степени по классификации AAST, через 30 мин проводят релапароскопию и оценивают гемостаз в области раны, далее из бедренной артерии забирают кровь в объеме 15% ОЦК, после забора крови восполняют объем жидкой части эвакуированной крови внутривенным введением равного забранному объема 0,9% раствора натрия хлорида в брюшную полость.

В отличие от описанных ранее моделей в предлагаемом способе моделирование механического компонента КРМП производится на крупных животных - овцах, с помощью видеолапароскопического оборудования. Это позволяет снизить тяжесть интраоперационной травмы и воспроизвести адекватную комбинированному поражению модель с остановившимся кровотечением из повреждения печени на фоне легкой кровопотери и условиями для проведения оперативного или неоперативного лечения.

Овец первоначально облучают, соблюдая условия кратковременного общего относительно равномерного воздействия ионизирующих излучений в дозе, равной 2,5 Гр. Выбор дозы облучения обусловлен тем, что при ней развивается острое радиационное поражение легкой степени тяжести. Спустя один час наносят механическую травму печени с дозированной кровопотерей равной 15% ОЦК. Так, с целью минимальной травматизации мягких тканей передней брюшной стенки используют лапароскопическое вмешательство, применяя мобильный эндохирургический комплекс с базовым набором эндохирургических инструментов - на расстоянии 2 см выше препуциального мешка по срединной линии живота в брюшную полость по технике Хассена вводят порт диаметром 10 мм и нагнетают углекислый газ с поддержанием избыточного внутрибрюшного давления до 8 мм рт. ст. Второй порт диаметром 5 мм устанавливают ниже мечевидного отростка грудины, а третий порт диаметром 5 мм устанавливают на пересечении передней подмышечной линии и опущенного к ней перпендикуляра от первого порта. С помощью манипуляторов наносят повреждение печени в области края квадратной доли. Размер повреждения составляет 1,5×5,0×1,0 см, что соответствует травме печени I-II степени по классификации AAST. Затем выполняют десуфляцию брюшной полости и наблюдают за начавшимся кровотечением в течение 30 минут, после чего проводят релапароскопию и оценивают гемостаз в области раны. Как правило, аналогичное кровотечение из печени в указанный промежуток времени самопроизвольно останавливается. На следующем этапе воспроизводят дозированную кровопотерю. При помощи аппарата для плазмофереза «Гемма» из бедренной артерии забирают кровь в объеме, соответствующим 15% ОЦК. Взятую кровь вводят в брюшную полость. При расчёте объема кровопотери исходят из того, что ОЦК овцы составляет 7% от общей массы тела животного. После забора крови восполняют объем жидкой части эвакуированной крови внутривенным введением равного забранному объема 0,9% раствора натрия хлорида. Данная манипуляция связана с видовой особенностью реакции овец на кровопотерю. Сочетание воспроизводимых элементов механической травмы обеспечивает моделирование нелучевого компонента КРМП тяжелой степени, а сочетание нелучевого компонента тяжелой степени с лучевым компонентом легкой степени обусловливает развитие комбинированного поражения тяжелой степени (Самохвалов И.М. и соавт. 2023). Далее наблюдают за животными 45 суток.

Апробацию модели провели на 10 овцах, мужского пола, массой 25-30 кг, поступивших из специализированного хозяйства, здоровых по заключению ветеринарной службы. Все овцы случайным образом разделены на две группы, по 5 голов в каждой: «КРМП-НОЛ» и «КРМП-Лапаротомия», в зависимости от выбора тактики хирургического лечения.

Первоначально овец облучили γ-квантами на установке ИГУР-1 (источник излучения - ¹³⁷Cs) в дозе 2,5 Гр, соблюдая условия кратковременного общего относительного равномерного облучения.

Спустя один час после облучения при помощи видеолапароскопического оборудования нанесли травму печени по описанной методике. Затем овец группы «КРМП-НОЛ» вели по стандартам неоперативного лечения, а животным группы «КРМП-Лапаротомия» была выполнена верхнесрединная лапаротомия с прошиванием раны печени. Излившуюся в брюшную полость кровь собирали салфетками с последующим их взвешиванием и оценкой интраоперационной кровопотери. Остановка кровотечения у животных с реализацией классической одномоментной тактики осуществлялась путем прошивания печени П-образным швом.

С целью профилактики развития раневой инфекции всем животным перед нанесением раны и в течение 3 сут после ее ушивания внутримышечно вводился Цефтриаксон (МАКИЗ-ФАРМА, Россия) в дозировке 65 мг/кг один раз в сутки.

Доживших до конца срока наблюдения овец выводили из эксперимента передозировкой препарата Золетил® 100 (Вирбак, Франция). В случае гибели животных до завершения исследования их трупы подвергали аутопсии.

Оценивали выживаемость, среднюю продолжительность жизни павших животных (СПЖ), а также динамику клеточного состава периферической крови. Кровь забирали перед облучением, сразу после кровопотери и на первые, 7, 14, 21 и 45 сут (табл. 1). Период наблюдения за овцами составил 45 сут.

Таблица 1 - Выживаемость и СПЖ животных после экспериментального воздействия

Показатель, единицы измерения Группы животных КРМП-НОЛ КРМП-Лапаротомия Гибель в первые сутки после операции, число павших животных 0 1 Гибель в период со 2 по 45 сут, число павших животных 1 1 СПЖ в период со 2 по 45 сут, сут 19 18 Выживаемость общая за все время наблюдения, % 75±25 60±22

В группе «КРМП-НОЛ» в течение первых суток гибели животных не отмечалось, в отличие от группы «КРМП-Лапаротомия», в которой пало одна овца. В течение оставшегося периода наблюдения в обеих группах пало по одному животному, СПЖ в группе «КРМП-НОЛ» составило 19 сут, а в группе «КРМП-Лапаротомия» 18 сут.

Динамика эритроцитов отражена в табл. 2, уровня гемоглобина - в табл. 3, уровня гематокрита - в табл. 4, а тромбоцитов - в табл. 5.

Таблица 2 - Динамика эритроцитов периферической крови овец с КРМП в зависимости от тактики хирургического лечения

Группа Число эритроцитов, ×10¹²/л До облучения После кровопотери На сутки постлучевого периода 1 7 21 45 КРМП-НОЛ 5,9±2,5 3,0±1,2 3,1±1,7 5,3±0,2 5,3±1,4 7,6±0,8 КРМП-Лапаротомия 4,8±2,2 3,6±1,0 3,8±1,8 4,3±1,6 5,6±0,3 6,7±1,4

Таблица 3 - Динамика уровня гемоглобина овец с КРМП в зависимости от тактики хирургического лечения

Группа Содержание гемоглобина, г/л До облучения После кровопотери На сутки постлучевого периода 1 7 21 45 КРМП-НОЛ 43,3±4,6 26,5±5,2¹ 40,0±4,4 7,7±0,8¹ 7,6±1,7¹ 9,9±1,0¹ КРМП-Лапаротомия 49,6±7,8 31,2±6,4¹ 38,7±4,2 9,7±5,5¹ 7,5±1,0¹ 8,7±1,9^{1 1} - различия значимы (р ≤ 0,05) по сравнению с значениями до облучения

Таблица 4 - Динамика уровня гематокрита овец с КРМП в зависимости от тактики хирургического лечения

Группа Уровень гематокрита, % До облучения После кровопотери На сутки постлучевого периода 1 7 21 45 КРМП-НОЛ 21,9±9,5 10,7±4,1 11,5±6,4 19,4±1,2 20,7±4,6 30,1±1,4 КРМП-Лапаротомия 17,8±7,9 13,3±4,0 14,1±6,7 15,7±6,0 21,2±1,4 24,7±5,1

Таблица 5 - Динамика тромбоцитов периферической крови овец с КРМП в зависимости от тактики хирургического лечения

Группа Число тромбоцитов, ×10⁹/л До облучения После кровопотери На сутки постлучевого периода 1 7 21 45 КРМП-НОЛ 2029±1423 1300±567 2275±1330 274±248¹ 33±14¹ 156±116¹ КРМП-Лапаротомия 3378±1798 2221±988 1905±1090 201±140¹ 116±86¹ 169±144^{1 1} - различия значимы (р≤0,05) по сравнению с значениями до облучения

Как следует из полученных данных, число эритроцитов не имело значимых различий между группами и внутри групп во всех исследуемых временных интервалах. Динамика уровня гемоглобина и числа тромбоцитов в периферической крови отражала закономерную картину развития КРМП тяжелой степени, что проявилось значимым снижением уровня гемоглобина (как следствие развития постгеморрагической анемии по причине постлучевой тромбоцитопении) и числа тромбоцитов, начиная с 7-х суток постлучевого периода. Значимое снижение уровня гемоглобина и снижение гематокрита после кровопотери явились объективным критерием ее достижения при моделировании.

При контрольной лапароскопии у животных группы «КРМП-НОЛ» рецидивов кровотечения не было, а у всех овец группы «КРМП-Лапаротомия» диагностировали рецидив кровотечения, контроль которого осуществляли мануально с последующим прошиванием краев раны печени, что позволило минимизировать объем интраоперационной кровопотери.

Динамика лейкоцитов и лимфоцитов периферической крови овец отражена в табл. 6 и 7.

Таблица 6 - Динамика лейкоцитов периферической крови овец с КРМП в зависимости от тактики хирургического лечения

Группа Число лейкоцитов, ×10⁹/л До облучения После кровопотери На сутки постлучевого периода 1 7 21 45 КРМП-НОЛ 12,5±5,4 2,7±1,4¹ 15,9±7,9 3,9±0,6¹ 2,0±0,7¹ 2,1±0,5¹ КРМП-Лапаротомия 13,5±4,8 4,2±1,3¹ 18,6±5,9 7,0±2,7¹ 2,2±0,3¹ 1,4±0,7^{1 1} - различия значимы (р≤0,05) по сравнению с значениями до облучения

Таблица 7 - Динамика лимфоцитов периферической крови овец с КРМП в зависимости от тактики хирургического лечения

Группа Число лимфоцитов, ×10⁹/л До облучения После кровопотери На сутки постлучевого периода 1 7 21 45 КРМП-НОЛ 3,9±1,1 0,8±0,3¹ 4,4±0,5 0,8±0,1¹ 0,4±0,1¹ 0,9±0,3¹ КРМП-Лапаротомия 3,4±0,9 0,8±0,5¹ 3,9±0,2 0,7±0,3¹ 0,2±0,1¹ 0,7±0,1^{1 1} - различия значимы (р≤0,05) по сравнению с значениями до облучения

Как следует из данных табл. 6 и 7, динамика числа лейкоцитов и лимфоцитов в периферической крови отражала закономерную картину развития КРМП тяжелой степени, что проявилось начиная с 7-х суток постлучевого периода развитием лейко- и лимфопении у облученных овец. Кроме того, значимое снижение числа лейкоцитов и лимфоцитов периферической крови после кровопотери явилось также как и снижение тромбоцитов объективным критерием ее воспроизведения. Нормальное количество лимфоцитов на первые сутки позволило дифференцировать постлучевую лимфопению от лимфопении в результате кровопотери у облученных овец, т.к. полученная доза облучения соответствовала развитию острого радиационного поражения легкой степени.

Таким образом, можно заключить, что не зависимо от выбранной тактики хирургического лечения были воспроизведены условия развития у крупных животных модели комбинированного радиационно-механического поражения тяжелой степени, которое может быть использовано для оценки эффективности новых средств и методов лечения комбинированных поражений.

В предлагаемом изобретении разработана экспериментальная модель комбинированного радиационного-механического поражения, в которой последовательно воспроизводятся компоненты поражения - кратковременное общее относительно равномерное облучение в дозе, вызывающей развитие острого радиационного поражения легкой степени тяжести, и видеолапароскопического нанесения повреждения печени I-II степени по классификации AAST в сочетании с дозированной, компенсированной легкой кровопотерей, и воспроизводится одна из тактик хирургического лечения - лапаротомия или неоперативное лечение, тем самым достигаются условия для развития КРМП тяжелой степени. Модель позволяет оценить эффективность новых средств и методов лечения комбинированного радиационного поражения в зависимости от применяемой хирургической тактики в раннем периоде поражения. Модель может быть использована для изучения общебиологических и патофизиологических процессов, развивающихся при лучевой патологии в комбинации с механической травмой печени, а также для оценки эффективности новых средств и методов лечения комбинированных радиационно-механических поражений.

Изобретение относится к медицине, а именно к патологической физиологии, радиобиологии, хирургии и реаниматологии. Овец подвергают кратковременному общему равномерному воздействию ионизирующих излучений в дозе, равной 2,5 Гр. Через один час выполняют повреждение печени в области края квадратной доли, размер повреждения составляет 1,5×5,0×1,0 см. Через 30 мин проводят релапароскопию и оценивают гемостаз в области раны. Из бедренной артерии забирают кровь в объеме 15% ОЦК, взятую кровь вводят в брюшную полость. Восполняют объем жидкой части эвакуированной крови внутривенным введением равного забранному объему 0,9% раствора натрия хлорида. Животным выполняют неоперативный гемостаз или лапаротомию с прошиванием раны печени П-образным швом, период наблюдения составляет 45 суток. Способ позволяет воспроизвести адекватную комбинированному поражению модель с остановившимся кровотечением из повреждения печени на фоне легкой кровопотери и условиями для проведения оперативного или неоперативного лечения, снизить тяжесть интраоперационной травмы за счет последовательного воздействия на организм поражающих факторов лучевой и нелучевой природы. 7 табл., 1 пр.

Способ комбинированного радиационно-механического поражения тяжелой степени в эксперименте, включающий облучение в дозе, вызывающей развитие острого радиационного поражения с лапароскопическим повреждением печени, отличающийся тем, что овец подвергают кратковременному общему равномерному воздействию ионизирующих излучений в дозе, равной 2,5 Гр; через один час с помощью видеолапароскопического оборудования и манипуляторов выполняют повреждение печени в области края квадратной доли, размер повреждения составляет 1,5×5,0×1,0 см, что соответствует травме печени I-II степени по классификации AAST; через 30 мин проводят релапароскопию и оценивают гемостаз в области раны, далее из бедренной артерии забирают кровь в объеме 15% ОЦК, взятую кровь вводят в брюшную полость; восполняют объем жидкой части эвакуированной крови внутривенным введением равного забранному объему 0,9% раствора натрия хлорида; затем животным выполняют неоперативный гемостаз или лапаротомию с прошиванием раны печени П-образным швом, период наблюдения составляет 45 суток.