Содержание книги Предыдущая статья Следующая статья Abstract (English)


Методология флоуметрии, Выпуск 5, 2001 г. стр.179-196.

Динамика кровотока в аутотрансплантатах кожи разных участков тела у крыс по данным лазерной допплеровской флоуметрии

А.А.Задорожный, С.И.Катаев, С.Ю.Штрыголь

Кафедры анатомии человека с курсом оперативной хирургии и топографической анатомии (зав. – проф. С.И.Катаев) и фармакологии с курсом клинической фармакологии (зав. – проф. С.Ю.Штрыголь)
Ивановской государственной медицинской академии, г.Иваново

В настоящее время аутотрансплантация кожи широко используется в клинической и экспериментальной хирургии. Показаниями к этой операции чаще всего являются термические, химические и электрические ожоги кожи и подлежащих тканей III-IV степени, при которых раны заживают под струпом, что приводит к образованию грубых, а зачастую келоидных рубцов, вызывающих деформации и нарушение функций в пораженных участках тела. Реже аутотрансплантация кожи показана при обширных и глубоких скальпированных ранениях с полным разрушением отделенных фрагментов, еще реже – при удалении с кожи и подлежащих тканей иного патологического очага больших размеров, в силу которых невыполнима пластика дефекта местными тканями. Необходимым условием успешного приживления аутотрансплантатов является восстановление в них и в близлежащих тканях структуры и функции микроциркуляторного русла (МЦР), в частности достаточного объемного кровотока. Полноценность регенерации МЦР и восстановления микроциркуляции зависит от многих факторов, таких как своевременность и качество подготовки раневого ложа, техника взятия трансплантата, адекватность общего и местного лечения в послеоперационном периоде, возраст и общее состояние пациента до и на фоне получения травмы, сопутствующие заболевания. Остаются открытыми вопросы о том, с каких участков тела наиболее целесообразно брать кожные лоскуты для аутотрансплантации с точки зрения способности их к восстановлению структуры и функции МЦР, имеется ли зависимость этой способности от величины дооперационного объемного кровотока в будущих аутотрансплантатах, какова корреляция между полноценностью приживления кожных лоскутов и динамикой восстановления в них объемного кровотока. Внедрение в хирургическую современных методов флоуметрии может дать хорошие возможности для решения этих и будущих проблем.

Объективная регистрация микроциркуляторных расстройств важна не только для оценки системных и регионарных нарушений гемодинамики, но и является наиболее надежным критерием жизнеспособности тканей в зоне предполагаемого ишемического поражения. Флоуметрия позволяет определять степень компенсации кровотока на микроциркуляторном уровне в зоне бассейна поврежденного сосуда (В.И.Шевцов и др., 1999).

Цель настоящего исследования – сравнить динамику восстановления кровотока в аутотрансплантатах кожи крыс в зависимости от локализации донорского участка тела, линии животных и способа ведения операционной раны с использованием метода лазерной допплеровской флоуметрии.

Методы исследования

Эксперимент проведен на 48 беспородных крысах-самцах массой 180-260 г, находившихся на стандартном рационе вивария. Животные были разделены на 2 группы по 24 в каждой. В 1-й группе операционная рана велась открытым способом, во 2-й – под лейкопластырем. Каждая группа подразделялась на 4 серии в зависимости от локализации донорского участка тела: 1) правая дорзо-латеральная область туловища; 2) передняя брюшная стенка; 3) проксимальная четверть хвоста; 4) область мошонки. Реципиентской зоной была выбрана правая дорзо-латеральная область туловища как наиболее технически удобная для кожной пластики и создающая относительный покой пересаженному лоскуту вследствие синхронных дыхательных движений ребер. Под нембуталовым наркозом (50 мг/кг) производилось ручное выщипывание шерсти и подшерстка в донорском и реципиентском участках тела и в ближайших окружающих областях (короткий редкий и жесткий волосяной покров на хвосте не удалялся), кожа дважды обезжиривалась протиранием марлевым тампоном, смоченным 40% этиловым спиртом, затем протиралась насухо и размечалась область пересадки кожи в виде квадрата с длиной стороны 2,5 см. Далее проводилась дооперационная флоуметрия в точках «А» – на пересечении диагоналей квадрата, «В» – на серединах его сторон, «С» – точках интактной зоны, лежащих на одной прямой с «А» и «В» (расстояния АВ и ВС равны). Кровоснабжение определяли при температуре воздуха около 23°С с помощью лазерного допплеровского флоуметра BLF21 («Transonic Systems Inc.», США). Аналогичным образом размечался будущий трансплантат и измерялся кожный капиллярный кровоток на передней брюшной стенке. В области мошонки точки измерения определялись на глаз, т.к. в этой зоне кожа в естественном состоянии значительно сокращена, а ее растяжение привело бы к искажению результатов флоуметрии. На хвосте в силу анатомических особенностей этого участка тела точки «А», «В-проксимальная», «В-дистальная» и «С» (единственная донорская точка «С» у данной серии) лежали на дорсальной образующей линии, а вентральная точка «В» – на середине соответствующей образующей хвостового цилиндра, по которой при взятии аутотрансплантата проводился продольный разрез.

Сразу после измерений фоновых показателей проводилась трансплантация свободного полнослойного кожного лоскута с соблюдением правил антисептики. Операционный инструментарий и настольное белье стерилизовались 20-минутным автоклавированием под давлением 2-2,5 атм. или 30-минутным кипячением с последующим 20-минутным выдерживанием в 96 % этиловом спирте. Донорская рана на передней брюшной стенке и ампутационная культя хвоста ушивались узловыми швами, т.к. в силу анатомических особенностей кожи брюшной стенки после взятия лоскута края раны раздвигаются, площадь ее увеличивается, что может привести к раневому истощению, а культя хвоста обильно кровоточит. Рана в области мошонки не ушивалась, т.к. не обладает вышеперечисленными недостатками. В послеоперационном периоде флоуметрический контроль в области пересадки проводилась ежедневно с 1-го по 15-й и на 30-й день с целью оценки динамики кожного капиллярного кровотока.

Результаты и их обсуждение

В дооперационном периоде показатели кожного капиллярного кровотока в области будущей пересадки у всех животных были довольно близки и составили от 13,6±1,39 до 18,5±1,32 мл/мин на 100 г. Динамика кожного капиллярного кровотока в центре трансплантата и в области переднего шва, как наиболее показательной пограничной области, показана соответственно на рис.17.1 и 17.2.

В процессе наблюдения за животными, перенесшими аутотрансплантацию кожи, была установлена зависимость между показателями кровотока и типом приживления или отторжения трансплантата. Так у крыс, которым проводилась одномоментная пересадка кожного лоскута на прежнее место, с 1-го дня после операции отмечалось резкое падение показателей капиллярного кровотока в области пересадки до величин менее 1 мл/мин на 100 г, что сопровождалось образованием струпа и свидетельствовало об ишемических расстройствах в данном регионе (16 животных, т.е. 33,3%). Это соответствует данным литературы (В.И.Шевцов и др., 1999). В дальнейшем у 8 из этих животных наблюдалось постепенное или одномоментное отпадение струпа за период с 9-го до 30-го дня после операции. На месте отпадения обнажалось раневое ложе, покрытое грануляциями и серозным или сукровичным экссудатом, что расценивалось как воспалительная реакция, при этом показатели кровотока резко возрастали до 15,6-32,1 мл/мин на 100 г, а по мере подсыхания отделяемого в пленку фибрина вновь постепенно снижались, оставаясь к 30-му дню после операции у большинства особей (7 из 8) несколько меньше дооперационных значений (9,8-17,3 мл/мин на 100 г); у одной крысы весь период наблюдения сохранялось воспаление и повышенный капиллярный кровоток в раневом ложе. У остальных 8 крыс до 30-го дня струп не отпадал, поддерживая таким образом ишемические изменения (рис.17.1 и 17.2).

Ишемическое отторжение трансплантата, возможно, свидетельствует о том, в последнем не происходит ангиогенеза в степени достаточной для приживления. В первые же дни после пересадки жизнеспособность в трансплантате поддерживается за счет сохранившихся в нем резервных капилляров, которые, однако, скоро истощаются, о чем свидетельствует быстрое падение перфузии за эти дни. Одним из отражений необратимой ишемии по данным флоуметрии является наличие монофазной низкоамплитудной кривой (Буров Ю.А. и др., 1999), что и наблюдалось в нашем исследовании в дни существования сформированного струпа (рис.17.1 и 17.2).

Рисунок 17.1. Динамика капиллярного кровотока в центре кожного трансплантата.

Еще более 30 лет назад J.Folkman выявил, что маленькие опухоли, внедренные в органы животных, оставались жизнеспособными, но не росли до тех пор, пока в них не прорастали новообразованные сосуды. Только затем опухоли увеличивались в размерах и начинали метастазировать (Folkman J., 1971). Аутотрансплантат же приживается тоже только при адекватном ангиогенезе, но в отличие от опухоли быстро теряет жизнеспособность при отсутствии или недостаточности последнего.

Рисунок 17.2. Динамика капиллярного кровотока в передней пограничной зоне кожного трансплантата.

При наличии ангиогенеза в трансплантате пересаженная кожа может сама в ряде случаев вовлекаться в воспалительный процесс как в сосудисто-мезенхимальную реакцию, что имело место у 23-х животных (47,9 %). Наиболее вероятными причинами воспаления были присоединение вторичной инфекции и приобретение трансплантатом ряда аутоантигенных свойств в первые дни после операции. Кожный капиллярный кровоток возрастает практически при любом виде патологии (кроме ишемической) и существенно увеличивается при воспалительных изменениях в тканях (Шевцов В.И. и др., 1999). Исход воспалительной реакции в аутотрансплантате зависел от преобладания альтеративных или регенераторных процессов. При превалировании первых отмечалось плазматическое пропитывание лоскута, выпадение на его поверхности фибрина и отторжение (у 8 животных) с обнажением ярких отечных грануляций, выделением серозного или сукровичного экссудата, засыхающего в фибриновую пленку. В этих случаях наблюдалось значительное повышение кожного капиллярного кровотока на 8-9 день после операции в среднем от 14,6±8,72 до 24,3±2,79 мл/мин на 100 г (максимум до 43,5 мл/мин на 100 г), причем показатели оставались высокими до 15-го дня. Лишь к концу 1-го месяца после пересадки отмечалось некоторое их снижение (21,0±2,74 мл/мин на 100 г), не достигающее, однако, дооперационных значений (рис.17.1 и 17.2).

Если же преобладали регенераторные процессы (у 15 крыс), то в первые 6-8 дней после операции отмечалось незначительное снижение капиллярного кровотока в коже с 16,5±1,62 до 12,4±4,50 мл/мин на 100 г (чего не наблюдалось при воспалительном отторжении), затем кровоток резко повышался в среднем до 26,4±4,56 мл/мин на 100 г (максимум до 42,4 мл/мин на 100 г), на поверхности трансплантатов также отмечалось плазматическое пропитывание и выпадение фибрина, но в меньшей степени, чем при воспалительном отторжении. Также при воспалительном приживлении имела место контракция области пересадки вместе с трансплантатом в среднем до 1,8×1,2 см. У трех животных трансплантаты фрагментировались, между фрагментами обнажались отечные алые грануляции и выделялся серозный или сукровичный экссудат, а по мере стихания воспалительной реакции островки разрастались и сливались между собой, закрывая образовавшийся дефект. При этом имели место значительно более выраженная контракция, в среднем до 1×0,8 см, и деформация трансплантата в треугольник. К концу месяца после операции воспалительная реакция полностью или почти стихала, что констатировалось по очищению трансплантата от фибринозных наложений и выпота, а также по снижению показателей флоуметрии до дооперационных значений (в среднем до 15,5±1,83 мл/мин на 100 г) (рис.17.1 и 17.2).

При неосложенном приживлении (9 животных) первые 7-8 дней после операции кровоток в аутотрансплантате снижался по мере истощения резервных капилляров в среднем до 9,5±0,83 мл/мин на 100 г, затем в соответствии с прорастанием в него новообразованных микрососудов флоуметрические показатели вновь умеренно повышались, подвергаясь лишь суточным и индивидуальным физиологическим колебаниям в среднем от 11,2±1,99 до 15,5±0,94 мл/мин на 100 г. К концу месяца кровоток оставался несколько ниже дооперационных значений и составлял в среднем 12,9±1,4 мл/мин на 100 г (рис.17.1 и 17.2).

В эксперименте была сделана попытка эмпирически установить качество приживления аутотрансплантата в зависимости от линии животных, что и представлено табл.17.1. Как видно, наиболее часто ишемическое отторжение наблюдалось у капюшонных крыс линии Август, а наиболее благоприятные результаты (приживление) получены у белых крыс.

Таблица 17.1. Качество приживления аутотрансплантатов кожи у крыс различных линий.

Линии животных
Причина отторжения
Приживление
Ишемия
Воспаление
С воспалением
Неосложненное
Черные беспородные
3
4
2
1
Белые беспородные
4
3
7
6
Серые беспородные
1
4
Линия Август (капюшонные)
7
1
2
2
Гибрид серой и черной (серо-голубой)
1

Распределение животных по динамике послеоперационного процесса в зависимости от локализации донорского лоскута и способа ведения трансплантата приведено в табл.17.2. Она показывает, что в результате пересадки кожного лоскута с правой дорзо-латеральной области туловища на то же самое место в 12 случаях (т.е. у всех крыс данной серии) отмечалось ишемическое отторжение, сопровождающееся, как было сказано выше, резким снижением показателей кровотока. Остальные 4 случая ишемического отторжения приходились на животных, которым осуществлялась пересадка кожи с мошонки. Из сказанного можно сделать вывод, что при трансплантации лоскута с дорзо-латеральной области туловища на это же место в пересаженной коже нет адекватного ангиогенеза. В тоже время ишемия не развивалась в трансплантатах, пересаженных с передней брюшной стенки, но при этом у всех 12 крыс данной серии наблюдалась воспалительная реакция в области операции, что, как было отмечено ранее, сопровождалось усилением капиллярного кровотока. Остальные 11 животных, у которых развивалось воспаление, перенесли трансплантацию с хвоста и мошонки. При пересадке кожи с хвоста также не наблюдалось случаев ишемии, а все 3 отторжения трансплантата происходили по воспалительному типу. У одной особи имело место воспалительное приживление, а у большей части (8 крыс) приживление было неосложенным. Кроме этой серии, отмечен лишь 1 случай неосложенного приживления при трансплантации с мошонки.

Таблица 17.2. Распределение животных по динамике послеоперационного процесса.

Группы животных Локализация донорского лоскута
Причина
отторжения
Приживление
Ишемия
Воспаление
С воспалением
Неосложненное
1. Открытое ведение трансплантата правая дорзо-латреальная обл. туловища
6
передняя брюшная обл.
4
2
обл. проксимальной 1/4 хвоста
2
1
3
обл. мошонки
3
3
2. Ведение трансплантата под лейкопластырем правая дорзо-латреальная обл. туловища
6
передняя брюшная обл.
6
обл. проксимальной 1/4 хвоста
1
5
обл. мошонки
1
1
3
1

Из табл.17.2 также видно, что при открытом ведении трансплантата приживление отмечалось у меньшей части крыс (9 из 24, т.е. 37,5%), а при ведении трансплантата в первые 5-7 дней после операции под лейкопластырем процент приживления составил 62,5 (у 15 крыс из 24). Способ ведения трансплантата не влиял на исход у животных, которым кожа была пересажена на прежнее место (в обеих группах у всех особей происходило отторжение) и очень слабо влиял на исход при использовании в качестве донорского участка хвоста (2 отторжения и 4 приживления при открытом способе и соответственно 1 и 5 при ведении под пластырем). В основном наличие пластыря оказывало умеренное стимулирующее влияние на приживление, а значит, как можно предположить и на ангиогенез. У животных, перенесших пересадку кожи с передней брюшной стенки, в меньшей степени – с мошонки. Несмотря на это, 62,5% приживления является низким показателем, что, очевидно, требует применения более мощных стимуляторов ангиогенеза. Представляются перспективными анаболики и (или) гиалуронаты местного действия. Применение фармакологических стимуляторов главным образом преследует цель борьбы с ишемией при пересадке лоскута на прежнее место и подавления чрезмерной воспалительной реакции при использовании трансплантатов, взятых с иных участков тела.

В заключение следует подчеркнуть, что неинвазивный, необременительный для пациента и исследователя метод лазерной допплеровской флоуметрии, позволяющий оценить состояние микроциркуляции в реальном масштабе времени, может с успехом использоваться для подбора адекватной антиишемической терапии. Анализ показателей микроциркуляции и кислородного баланса тканей под влиянием лекарственных средств может быть использован в качестве дополнительных критериев при подборе антиишемических препаратов (Гарганеева А.А. и др., 1999).

Выводы

  1. Интенсивность кожного капиллярного кровотока в зоне будущей аутотрансплантации у интактных животных различается незначительно.
  2. Динамика кровотока в коже после аутотрансплантации тесно связана с качеством приживления трансплантата.
  3. Ведение трансплантата под лейкопластырем оказывает умеренное стимулирующее влияние на приживление трансплантата.
  4. Наиболее успешна аутотрансплантация кожи у крыс белой масти, худшие результаты без дополнительной стимуляции ангиогенеза имеют место у капюшонных крыс линии Август.
  5. Ввиду низкого процента приживления аутотрансплантатов кожи без стимуляции ангиогенеза и относительно низкого при использовании только лейкопластыря необходимо применять более мощные стимуляторы ангиогенеза для улучшения качества приживления аутотрансплантатов кожи.
  6. Лазерная допплеровская флоуметрия при ее простоте, безопасности и информативности является важным диагностическим методом оценки кожного капиллярного кровотока при аутотрансплантации кожи.

Литература

  1. Буров Ю.А., Микульская Е.Г., Москаленко А.Н. Применение лазерной допплеровской флоуметрии для выявления необратимости ишемии нижних конечностей // Методология флоуметрии. – Москва, 1999. – Вып. 3.– С.9-14.
  2. Гарганеева А.А., Тепляков А.Т., Савосин Ю.М., Мерунко О.Г. Диагностическая значимость лазерной допплеровской флоуметрии в оценке расстройств микроциркуляции и антиишемической активности антиангинальных препаратов нового поколения // Там же. – С.61-68.
  3. Филин С.В., Протасова Т.Г., Надежина Н.М., Лелюк В.Г. Лазерное допплеровское исследование кровообращения мягких тканей пострадавших с местными лучевыми поражениями для определения объема хирургической помощи // Там же. – С.81-97.
  4. Шевцов В.И., Долганова Т.И., Щуров В.А. и др. Оценка микроциркуляции при заболеваниях и травмах конечностей в процессе лечения по Илизарову // Там же. – С.99-108.
  5. Folkman J. Tumor angiogenesis: therapeutic implications // N. Engl. J. Med. –1971. – 285:21. – Р.1182-1186.


Blood flow dynamics evaluation in rats skin autografts from different areas of the rats body, using Laser Doppler Flowmetry

A.A.Zadorozhny, S.I.Kataev, S.Yu.Shtrygol

The department of Human Anatomy with course of the Operative Surgery and Topographic Anatomy (The head of the department – prof. S.I.Kataev).
The department of Pharmacology with course of the Clinical Pharmacology (The head of the department – prof. S.Yu.Shtrygol)
Ivanovo State Medical Academy, Ivanovo

In our research we estimated the dynamics of capillar blood flow in autografts of rats skin before the operation, daily from the 1-st to the 15-th and at the 30-th day after transplantation.

Under the ischemic process, capillar blood flow in autografts was significantly decreased to the 0,1 ml/min in 100 g and lower. The ischemia of the grafts was after the transplantation from right dorso-lateral area of the trunk to the previous place.

 Under the inflammatory response capillar blood flow was abruptly increased and slowly decreased, accompaning with decrease of the inflammatory reaction. Inflammatory response was developed after transplantation skin from the abdominal surface of the trunk and from the scrotum. Probably, outcome of this response was depended from the prevaling of alterative or regenerative processes in autografts.

Under the good (non-inflammatory) outcome capillar blood flow was moderately decreased during the 1-st week after operation, accompaning with decrease of the quantity of reserve capillars in autografts. Further capillar blood flow was gradually increased again. The smooth outcome was basically after autografting skin from the tail.


Содержание книги Предыдущая статья Следующая статья Наверх к началу