WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

БОНДАРЬ Владимир Юрьевич

НАПРАВЛЕННЫЙ АНГИОВАСКУЛОГЕНЕЗ
ПРИ ХИРУРГИЧЕСКОМ ЛЕЧЕНИИ ИБС
(КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.01.26 – сердечно-сосудистая хирургия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Новосибирск – 2011

Работа выполнена в кардиохирургическом отделении аорты и коронарных артерий ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный консультант:

Доктор мед. наук, профессор        Чернявский Александр Михайлович

 

Официальные оппоненты:

Доктор мед. наук, профессор        Семенов Игорь Иванович

(Центр приобретенных пороков сердца и биотехнологий ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации)

Доктор мед. наук, профессор        Попов Сергей Валентинович

(«НИИ кардиологии СО РАМН» (г.Томск) )

Доктор мед. наук, профессор        Мироненко Светлана Павловна

(группа рентгенконтрастных и внутрисердечных методов исследования Центра эндоваскулярной хирургии и лучевой диагностики  ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации)

Ведущая организация:

ФГУ НИИ трансплантологии и искусственных органов им. В.И. Шумакова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Защита состоится 01 июня 2011 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 208.063.01 при ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина».

Адрес: 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15; e-mail: ds-meshalkin@yandex.ru

http://www.meshalkin.ru/dis_council

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ ННИИПК

Автореферат разослан 18.03.2011 года

Ученый секретарь совета по защите
докторских и кандидатских диссертаций
доктор мед. наук, профессор        Ленько Е.В.

СПИСОК ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИХ СОКРАЩЕНИЙ

АД – артериальное давление

АКШ – аортокоронарное шунтирование

ИБС – ишемическая болезнь сердца

ИК – искусственное кровообращение

ИМ – инфаркт миокарда

КДО – конечный диастолический объём

КФК – креатинфосфокиназа общая

ЛЖ – левый желудочек

МФККМ – мононуклеарная фракция клеток костного мозга

ОИМ – острый инфаркт миокарда

ОДП – общий дефект перфузии

ПДП – преходящий дефект перфузии

ПДПОВ – преходящий дефект перфузии в области воздействия

СДП – стабильный дефект перфузии

СДПОВ – стабильный дефект перфузии в области воздействия

СК – стволовые клетки

ТМЛР – трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация

ФВ – фракция выброса

ФК – функциональный класс

ХИБС – хроническая ишемическая болезнь сердца

ЦВД – центральное венозное давление

ЭКГ – электрокардиография

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Ишемическая болезнь сердца – заболевание, которое в настоящее время определяет высокий общий уровень смертности и инвалидизации населения развитых стран (В.И.Бураковский, 1988; Л.А.Бокерия, 2005). Несмотря на достижения в области хирургии коронарных сосудов сердца, для значительной группы пациентов традиционные методы прямой реваскуляризации миокарда не эффективны.
К этой группе относятся пациенты, перенесшие две и более операций АКШ, а также пациенты, у которых атеросклеротические поражения дистальных отделов коронарного русла не позволяют выполнить адекватную реваскуляризацию (Л.А.Бокерия, И.И.Беришвили, 2004; Л.А.Бокерия, 2005).

Таким образом, поиск альтернативных подходов в хирургическом лечении ИБС является объективной необходимостью. Из существующих на сегодняшний день альтернативных направлений в лечении ИБС в клинике и эксперименте можно выделить следующие: лазерная трансмиокардиальная реваскуляризация; клеточные технологии с использованием различных фенотипов ауто- или аллогенных клеток, в т.ч. эмбриональных для целей реваскуляризаци и улучшения миокардиальной функции; генно-инженерные технологии и сочетание вышеперечисленных методов.

У каждого из вышеуказанных направлений есть перспективы реализации в клинической практике.

Применение различных типов лазеров для выполнения непрямой реваскуляризации миокарда в настоящее время получило достаточно широкое распространение. В научных центрах, занимающихся этой проблемой, накоплен достаточный опыт экспериментальных исследований и клинических наблюдений по оценке эффективности воздействия лазерного излучения на кровообращение миокарда при его хронической ишемии (Horvath et al., 1999; Л.А.Бокерия, И.И.Беришвили, 1997, 2004;  Keith B.Allen et al., 2008; Pavan Atluri M.D. et al., 2008). Научно-технические достижения способствовали развитию новых технологий, появлению новых типов лазеров, в том числе полупроводниковых, действие которых на биологические объекты изучено недостаточно.

В настоящее время появились новые способы улучшения коронарного кровообращения за счет применения клеточных технологий. Впервые термин «биологический шунт» применительно к лечению ишемии миокарда с помощью имплантации аутологичных стволовых клеток был предложен доктором N.Asahara в 1999 году. Он же является основоположником современного направления клеточной терапии поврежденного миокарда, основанной на серии экспериментальных исследований с использованием клеток аутологичного костного мозга для реваскуляризации миокарда на модели ишемической болезни сердца.

В то же время способность аутологичных стволовых клеток костномозгового происхождения участвовать в процессах репарации при повреждении миокарда была продемонстрирована Orlic D.B. с соавторами в 2001г. Исследование сердец мышей, которым были имплантированы СК, показало формирование новых сосудов, уменьшение зоны вызванного инфаркта миокарда на 48%. При этом в эксперименте была достигнута регенерация миокарда в постинфарктной зоне, в которую были имплантированы СК. Эти исследования стали предпосылкой для продолжения работ по изучению неоваскуляризации с использованием «клеточных технологий». Первые сообщения были очень обнадеживающими, однако экспериментальный неоваскулогенез не воспроизводился в клинике (Jastin Ortak et al., 2008; Victoria Ballard et al., 2008). За эти годы были частично изучены механизмы развития и дифференцировки имплантированных стволовых клеток в миокарде, отработана технология забора и выделения материала. Однако на настоящий момент остается больше вопросов, чем ответов в отношении клеточной терапии. Эти вопросы касаются как выбора оптимального способа доставки стволовых клеток, так и типа стволовых клеток, используемых с целью реваскуляризации миокарда.

Теория клеточно-опосредованной стратегии в лечении ИБС основана на имплантации непосредственно в ишемизированный миокард или в коронарное русло взвеси костномозговых клеток (Asahara N. et al., 1999;. Orlic D.B. et al., 2001). При этом преследуется две цели: реваскуляризация миокарда и устранение дефицита функциональных клеточных элементов миокарда. На сегодняшний день остается неясной возможность регенерации миокарда вообще и в условиях улучшения кровообращения миокарда с использованием «клеточных технологий» в частности. Считается, что кардиомиоциты сердца человека спустя год после рождения не способны к гиперпластической регенерации. Более того, рядом авторов было доказано, что число кардиомиоцитов в течение жизни не изменяется (MacLellan W.R., Schneider M.D., 2000; Chien K.R., Olson E.N., 2002)

Несмотря на большое количество публикаций, на сегодняшний день отсутствуют работы, органически обосновывающие клиническую эффективность вариантов непрямой реваскуляризации сердца и базирующиеся на предшествующих экспериментальных исследованиях. Это послужило одной из основных мотиваций проведения нашего экспериментально-клинического исследования.

Цель исследования

Разработать в эксперименте и внедрить в клиническую практику концепцию направленного ангиоваскулогенеза миокарда с использованием лазерных и клеточных технологий для повышения эффективности хирургического лечения больных ИБС.

Задачи исследования

  1. Изучить в эксперименте варианты непрямого направленного ангиоваскулогенеза миокарда на модели хронической ишемической болезни сердца (ХИБС) у животных при использовании трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации, имплантации стволовых клеток и сочетании трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с имплантацией стволовых клеток.
  2. Дать морфологическую характеристику микроциркуляторного звена при различных вариантах непрямой реваскуляризации миокарда в эксперименте.
  3. Изучить изменения микроциркуляторного русла миокарда при различных вариантах непрямой реваскуляризации в эксперименте по данным перфузионной сцинтиграфии миокарда с использованием 99mTc-Технетрил.
  4. Дать оценку безопасности применения в клинической практике предложенных методов непрямой реваскуляризации миокарда на основании анализа динамики кардиоспецифических и острофазовых маркеров после лазерной реваскуляризации и после имплантации клеток костного мозга в лазерные каналы в сочетании с коронарным шунтированием в клинике.
  5. Изучить клиническую эффективность трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в сочетании с коронарным шунтированием у больных ИБС с диффузным и дистальным поражением коронарных артерий.
  6. Дать клинико-функциональную оценку применения метода коронарного шунтирования в сочетании с имплантацией мононуклеарной фракции аутологичных клеток костного мозга в лазерные каналы у больных ИБС.
  7. Провести сравнительную оценку клинического использования исследуемых методов непрямой реваскуляризации миокарда на основе анализа клинико-инструментального обследования больных ИБС в ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде.

Научная новизна

(Личный вклад автора в получение новых научных знаний)

  1. Впервые на большом экспериментальном материале дана оценка различным вариантам направленного ангиоваскулогенеза на модели ХИБС с использованием энергии полупроводникового лазера, имплантации аутологичных клеток костного мозга и комбинации этих методов.
  2. Дана морфологическая характеристика микроциркуляторного русла миокарда на модели хронической ишемии миокарда при различных вариантах непрямой реваскуляризации миокарда с использованием лазерных и клеточных технологий.
  3. Впервые изучены особенности перфузии миокарда при различных вариантах непрямой реваскуляризации в эксперименте по данным перфузионной сцинтиграфии миокарда с использованием 99mTc-Технетрил.
  4. Внедрен в клиническую практику метод непрямой реваскуляризации миокарда с использованием полупроводникового лазера «ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1,56 мкм и обоснована клиническая эффективность АКШ в сочетании с ТМЛР у больных ИБС с диффузным поражением коронарных артерий в ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде.
  5. Впервые дана клинико-функциональная оценка эффективности и безопасности использования комбинированного метода АКШ в сочетании с имплантацией мононуклеарной фракции аутологичных клеток костного мозга в лазерные каналы при лечении диффузного поражения коронарных артерий.
  6. Впервые на основании результатов проведенного проспективного одноцентрового рандомизированного двойного слепого исследования установлена эффективность клинического применения АКШ в сочетании с методами непрямой реваскуляризации миокарда, основанными на использовании лазерных и клеточных технологий.

Отличие полученных новых научных результатов от результатов, полученных другими авторами

В доступной литературе мы не встретили клинических рандомизированных исследований, где в сравнительном аспекте проводилось сравнение различных методов непрямой реваскуляризации, в том числе и с группой, где использовались СК. Поэтому полученные результаты обсуждаются только с литературными данными по лазерной реваскуляризации.

В отличие от пункции, осуществляемой механическим путем, лазерное воздействие, помимо формирования канала, создает дополнительные эффекты, обусловленные сочетанием ударной волны и термического воздействия (Ferrara N, Davis-Smith T., 1997; Folkman J. 2001; Jackson KA, Majka SM, Wang H., 2001). Но пациенты ИБС имеют дефицит жизнеспособного миокарда, следовательно, предпочтительнее создание каналов с минимальным повреждением миокарда, минимальной зоной перифокального некроза. Для определения оптимального режима воздействия на миокард с учетом наименьшего термического повреждения в рамках данной работы было проведено специальное исследование. В качестве объекта исследования в работе использовались 50 участков передней стенки левого желудочка ЛЖ сердец людей, умерших от различных причин в возрасте от 30 до 65 лет в сроки, не превышающие 1 суток с момента смерти. Внедрен в клиническую практику метод непрямой реваскуляризации миокарда с использованием полупроводникового лазера «ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1,56 мкм и обоснована клиническая эффективность АКШ в сочетании с ТМЛР у больных ИБС с диффузным поражением коронарных артерий в ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде.

Наряду с исследованиями, которые показывают эффективность ТМЛР, есть и клинические исследования, которые не выявили улучшения миокардиального кровотока в области трансмиокардиальных каналов (Moelker AD et al., 2006; Pavan Atluri et al., 2008; Xu C, Police S et al., 2002). Наши экспериментальные исследования показали улучшение перфузии ишемизированного миокарда после непрямой реваскуляризации, что было подтверждено не только морфологическими, но и радионуклидными методоми исследования. Так, при использовании лазерного воздействия в зоне реваскуляризации улучшение перфузии составила 20%.

Значительное влияние клеток на ремоделирование миокарда отмечают практически все исследователи, проводящие эксперименты на модели инфаркта миокарда. По их данным улучшаются эластические свойства рубца, он становится менее ригидным, улучшая кровенаполнение ЛЖ в диастолу (Fukushima S., Anabel Varela-Carver et al., 2007). Клеточная трансплантация способствовала также профилактике дилатации ЛЖ, но ни в одном исследовании не было показано, что пересаженные клетки замещают собой рубцовую ткань.

Подтвердив предположение об эффективности имплантации МФККМ в лазерные каналы на улучшение кровообращения миокарда, нами была поставлена задача выявить дозозависимый эффект этой процедуры. В результате была выявлена прямая корреляционная зависимость между количеством клеток и приростом перфузии миокарда по данным перфузионной сцинтиграфии и по полученным графикам было установлено, что имеется дозозависимый эффект и рекомендуемая доза имплантируемых клеток должна превышать 50млн. Только в этом случае гарантирован наилучший успех процедуры.

Подчеркивая несомненную эффективность ТМЛР, большинство авторов отмечает снижение класса стенокардии (J.G. Vincent at al. 1997; K. B. Allen at al. 1997, 1998; Шумаков В.И., Казаков Э.Н., Онищенко Н.А., 2003). Между тем, объективной и субъективной оценке состояния больных в литературе не уделено достаточно внимания. По-видимому, отсутствие таких сопоставлений обусловлено либо недостаточным числом наблюдений, либо недостаточным количеством больных, подвергшихся соответствующему обследованию.

Научная и практическая значимость полученных новых научных знаний

  1. На основании многоплановых экспериментальных исследований
    установлена эффективность различных методов непрямой реваскуляризации миокарда, основанных на использовании лазерных и клеточных технологий, обладающих эффектом направленного ангиоваскулогенеза при хронической ишемии миокарда.
  2. Сравнительный анализ морфологической картины микроциркуляторного русла миокарда после воздействия изучаемых вариантов непрямой реваскуляризации при экспериментной ишемии миокарда выявил, что наиболее эффективным и ангиогенным является метод имплантации МФККМ в лазерные каналы.
  3. Разработан и внедрен в клиническую практику метод сочетанной реваскуляризации миокарда аортокоронарное шунтирование и ТМЛР с использованием полупроводникового лазера у больных ИБС.
  4. Разработан оригинальный безопасный метод непрямой реваскуляризации миокарда со взаимопотенциирующим эффектом лазерного воздействия и клеточной терапии для хирургического лечения больных ИБС с диффузным, преимущественно дистальным поражением коронарного русла.
  5. Полученные положительные результаты клинико-экспериментального исследования научно обосновали возможность использования клеточных технологий для применения в клинической практике при хирургическом лечении больных ИБС с диффузным и дистальным поражением коронарных артерий.
  6. Дана клинико-инструментальная оценка методов непрямой реваскуляризации миокарда, разработаны показания и противопоказания к использованию методов направленного ангиоваскулогенеза для применения при хирургическом лечении ИБС в кардиохирургической практике.

Достоверность выводов и рекомендаций

Большое количество клинических наблюдений (134), проведение научного анализа с применением современных методов статистики является свидетельством высокой достоверности выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе.

Краткая характеристика клинического материала (объекта исследования) и научных методов исследования

Экспериментальная часть выполнена на 32 здоровых беспородных собаках обоего пола, с массой тела 18 - 20 кг, которым моделировался острый ИМ путем перевязки передней межжелудочковой коронарной артерии и диагональной артерии. Спустя три месяца на фоне формирования модели ХИБС выполнялись различные варианты непрямой реваскуляризации миокарда левого желудочка. Животные выводились из эксперимента спустя 3-4 месяца после проведения моделирования острого инфаркта миокарда (группа контроля) и через 7-8 недель после операции реваскуляризации - 19-20 недель от начала эксперимента.

В рамках клинической части работы обследованы 134 пациента ИБС мужского и женского пола. В зависимости от выбранного метода лечения пациенты были разделены на 3 группы. Первая группа (n = 83) – в этой группе выполнена операция прямой реваскуляризации миокарда (аутовенозное аортокоронарное шунтирование и маммарокоронарное шунтирование) в сочетании с трансмиокардиальной лазерной реваскуляризацией миокарда с использованием полупроводникового лазера «1,56-ИРЭ-Полюс». Вторая группа (n = 35) – выполнена операция прямой реваскуляризации миокарда в сочетании с имплантацией стволовых клеток в лазерные каналы, которые проводились также с использованием полупроводникового лазера «1,56-ИРЭ-Полюс». Третья группа - контрольная группа (n = 16) –в этой группе выполнена операция прямой реваскуляризации миокарда с эндартерэктомией и без трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации миокарда.

Статистическая обработка экспериментальных данных исследования проводилась средствами интегрированной статистической системы Origin 7.5 for Windows, используемое программное обеспечение: OC Microsoft Windows XP, Microsoft Office XP Professional. 

Статистическая обработка результатов и выбор критериев достоверности в клинической части работы проводились с использованием программ «STATISTICA 6.0», «Microsoft Exel 4.0» с использованием критериев Вилкоксона, Манна-Уитни, Friedman ANOVA, вычислением корреляции Спирмена.

Использованное оснащение, оборудование и аппаратура

Для морфологического анализа использовался программно-аппаратный комплекс для анализа изображений на базе микроскопа Axioskop FL-40 c камерой AxioCam MRc, программный пакет AxioVision 3.1) и Axiovert М200 c камерой AxioCam НRc, программный пакет AxioVision 4.7, Carl Zeiss, Германия, для резки гистологических образцов был использован криостат «Miсrom» HM-550 (Carl Zeiss, Германия). Дизайн праймеров осуществлен с помощь программного обеспечения Vector NTI 8 (InforMax Inc., USA). Проточная цитофлуориметрия для оценки мононуклеарных клеток (человека) осуществлялась на цитофлуориметре FACSCalibur (Becton Dickinson, США). Исследование перфузии миокарда до и после операции выполнено на гамма-камере «DIACAM» (Siemens, Германия) в планарном режиме.

В клинической части работы эхокардиографическое исследование проводили на аппарате «Sonos-5500», фирмы «Hewlett Packard» (США). Коронарографическое исследование проводили на ангиографических установках Infinix (CC-i), «Toshiba Medical Systems Corporation» (Япония).

Для определения жизнеспособности миокарда выполнялась перфузионная сцинтиграфия миокарда с 99mTc-Технетрилом (в покое и при нагрузке). Количественная обработка данных проводилась на компьютере MCs-560 фирмы “Technicare” (США) по программе, разработанной в лаборатории радионуклидных методов исследования ННИИПК им. акад. Мешалкина и параллельно на компьютере 486/NP с клинической программой «Голд-Рада».

Личный вклад автора в осуществление данного научного исследования

Автор принимал непосредственное участие в экспериментальных исследованиях, в диагностике коронарной патологии больных ИБС и отборе пациентов на реваскуляризацию миокарда. Автор лично участвовал в операциях АКШ в сочетании с трансмиокардиальной лазерной реваскуляризация миокарда, а также АКШ и трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в сочетании с имплантацией МФККМ у больных.

Анализ данных экспериментальной части работы с использованием статистических методов выполнен автором при консультации доктора медицинских наук, профессора П.М. Ларионова - руководителя отдела лаборатории экспериментальной хирургии и морфологии ННИИПК имени академика Е.Н. Мешалкина.

Набор клинического материала и его анализ с использованием статистических методов выполнен автором при консультации доктора меицинских. наук, профессора А.М. Чернявского – руководителя Центра хирургии аорты, коронарных и периферических артерий.

Апробация работы и публикации по теме диссертации

Основные положения, выводы и практические рекомендации доложены на ежегодной сессии НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН (г. Москва, 2005, 2006, 2007, 2008); на Всероссийских съездах сердечно-сосудистых хирургов, проходивших в Москве в 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 годах; на Научных чтениях, посвященных памяти академика Е.Н.Мешалкина в 2006 и 2008 годах, опубликованы в центральной научно-медицинской литературе.

По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, которые отражают основные положения диссертационной работы. Из них статей в центральных журналах - 9, тезисов в сборниках материалов российских и международных конференций - 11.

Апробация работы проведена на заседании Ученого совета ФГУ «Новосибирский НИИ патологии кровообращения им. Академика Е.Н. Мешалкина Росздрава» в 2010 г.

Структура и объём диссертации

Диссертационная работа оформлена в виде подготовленной рукописи, изложена на 333 странице машинописного текста (279 страниц текста диссертации с рисунками и таблицами, 54 страницы - список использованной литературы) в соответствии с требованиями к квалификационным работам. Диссертация состоит из введения, пяти глав, обсуждения результатов исследования (глава 6), выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 59 отечественных и 457 иностранных источников. Работа содержит 36 таблиц и 85 рисунков.

Основные положения, выносимые на защиту

  1. ТМЛР с использованием полупроводникового лазера «1,56-ИРЭ-Полюс» вызывает эффекты ангиогенеза и неореваскуляризации в зоне воздействия, тем самым способствуя улучшению микроциркуляции в ишемизированном миокарде.
  2. Метод имплантации мононуклеарной фракции аутологичного костного мозга в лазерные каналы обладает взаимопотенциирующим эффектом лазерного воздействия и клеточной терапии и способствует улучшению перфузии миокарда, что подтверждается данными радиоизотопного исследования миокарда и проведенными морфологическими исследованиями в эксперименте, которые выявили в местах воздействия более активную неоваскуляризацию.
  3. Лазерное воздействие при выполнении трансмиокардиальных каналов с использованием полупроводникового лазера во время операций коронарного шунтирования сопровождается кратковременным увеличением в крови уровня кардиоспецифических маркеров, кратность возрастания и транзиторный характер которого являются следствием хирургических манипуляций на сердце, а воспалительный ответ не выходит за рамки физиологической воспалительной реакции на хирургическую травму.
  4. Собственно имплантация мононуклеарных клеток костномозгового происхождения в сочетании с операцией коронарного шунтирования также не вызывает какого-либо дополнительного повреждения миокарда и острофазовых реакций.
  5. Сочетание операций коронарного шунтирования с методами непрямой реваскуляризации, которые выполняются с помощью лазерных и клеточных технологий, является безопасным и имеет высокую клиническую эффективность лечения больных ИБС при диффузном и дистальном поражении коронарных артерий, позволяют устранять ишемию миокарда в зонах «нешунтабельных» артерий и улучшить результаты хирургического лечения больных ИБС.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Настоящее исследование базируется на результатах экспериментального и клинического исследований.

Экспериментальная оценка эффективности методов непрямой реваскуляризации миокарда (трансмиокардиальной лазерной реваскуляриза-ции миокарда и имплантации стволовых клеток в лазерные каналы) была выполнена в лаборатории экспериментальной хирургии и морфологии ННИИПК имени академика Е.Н. Мешалкина (руководитель отдела – доктор медицинских наук, профессор П.М.Ларионов).

Экспериментальная часть выполнена на 32 здоровых беспородных собаках обоего пола, с массой тела 18 - 20 кг, которым моделировался острый ИМ путем перевязки передней межжелудочковой коронарной артерии и диагональной артерии в условиях интубационного наркоза. Формирование инфаркта миокарда подтверждалось электрокардиографически и визуально. Спустя три месяца на фоне формирования модели ХИБС выполнялись различные варианты непрямой реваскуляризации миокарда левого желудочка, перифокально зон постинфарктных рубцов. Животные выводились из эксперимента спустя 3-4 месяца после проведения моделирования острого инфаркта миокарда (группа контроля) и через 7-8 недель после операции реваскуляризации - 19-20 недель от начала эксперимента (см. таблицу 1).

Таблица 1

Распределение экспериментальных животных по группам при выполнении вариантов непрямой реваскуляризации сердца

Этапы работы

Количество экспериментальных животных

1 Экспериментальная группа: инъекционная имплантация МФККМ животным с моделью ХИБС

8

2 Экспериментальная группа: имплантация МФККМ экспериментальным животным с моделью ХИБС в лазерные каналы

10

3 Экспериментальная группа: ТМЛР перифокально постинфарктных рубцов

7

4 Экспериментальная группа контроля: экспериментальные животные с моделью ХИБС

5

ТМЛР осуществлялась при помощи полупроводникового лазера «ИРЭ-ПОЛЮС-1,56 мкм». Перифокально области постинфарктного рубца в переднебоковой стенке левого желудочка создавались 12-16 трансмиокардиальных лазерных каналов световода. Для определения оптимального режима воздействия на миокард с учетом наименьшего термического повреждения было проведено специальное исследование. В качестве объекта исследования в работе использовались 50 участков передней стенки ЛЖ сердец людей, умерших от различных причин в возрасте от 30 до 65 лет в сроки, не превышающие 1 суток с момента смерти. В момент выполнения лазерных каналов в эксперименте и в клинике выбран режим мощностью 8 Вт, продолжительностью импульса 1000 мс и периодом между импульсами 500 мс, при этом режиме наблюдалась минимальная зона повреждения. Эти параметры и стали основными, которыми пользовались в данном исследовании, как в эксперименте, так и в клинике.

Имплантация мононуклеарных клеток костного мозга производилась пункционно. В миокард передне-боковой стенки левого желудочка делалось 8-14 инъекций с суммарным объемом от 1,5 до 3мл (5х106 клеток в 1 мл).

Лазерная реваскуляризация с имплантацией аутологичных клеток костного мозга выполнялась путем создания 4-6 непроникающих в полость левого желудочка, косо-направленных лазерных каналов. В сформированные каналы иглой 22G вводилась суспензия аутологичных клеток костного мозга в количестве 1,5-2 мл (5х106 кл/мл). В каждом случае после получения мононуклеарной фракции аутологичных клеток костного мозга выполнялось контрольное окрашивание клеток для определения жизнеспособности клеток в полученной фракции костного мозга (жизнеспособность суспензии превышала 96%) и определения доли стволовых клеток в суспензии.

Для решения поставленных задач экспериментальной части работы применялись:

Морфологические и лабораторно-инструментальные исследования

  1. Гистологическая характеристика модели  ХИБС
  2. Гистологическая характеристика вариантов непрямой реваскуляризации
  3. Подсчет количества сосудов и площади сечения сосудов в миокарде и эпикардиальном слое в месте воздействия. Оценивались диаметры сосудов с последующей селекцией (от 20-40 мкм и от 40 до 300 мкм)
  4. Морфлогическая оценка плотности артериол и капиляров
  • оценка плотности артериол
  • оценка микроциркуляторного русла

5.        Флюоресцентная кардиометрия миокарда и толщины волокон кардиомиоцитов (в группах ТМЛР+ МФККМ и контрольной)

6.        Оценка перфузии миокарда с использованием 99mТс.

7.        Статистические методы исследования

Оборудование, использованное при работе:

  • Микроскоп Axioskop FL-40 (Zeiss)
  • Микроскоп M-200 (Zeiss)
  • Программы получения и анализа изображений AxioVision 3.1 и AxioVision 4.7
  • Полупроводниковый лазер 1,56мкм «ИРЭ-Полюс»
  • Камера AxioCam НRc (Zeiss).
  • Программный пакет «AxioVision 3.1».
  • Криостат Mikrom HM-550 (Microm)
  • Амплификатор I-cycler (Bio-Rad)
  • Амплификатор Mini Opticon (Bio-Rad)
  • Гамма-камера «DIACAM» (Simens)
  • Программный пакет «AxioVision 4.7»

Клиническая часть

Обследование и лечение пациентов проводилось в ФГУ «Научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н.Мешалкина Росмедтехнологий» (директор – д-р мед. наук, чл.-корр. РАМН А.М. Караськов) на базе Центра аорты, коронарных и периферических артерий (руководитель Центра – д-р мед. наук, профессор А.М. Чернявский). Комплексное исследование кардиохирургических пациентов ИБС проводилось в тесном сотрудничестве с клиническими и диагностическими отделениями и центрами ФГУ «ННИИПК Росмедтехнологий»: отделение функциональной диагностики (заведующая – д-р мед. наук Г.П. Нарциссова), отделением реанимации (заведующий – канд. мед. наук М.Н. Дерягин), отделением радионуклидных методов исследования (заведующий И.Н. Терехов).

В рамках данной темы обследованы 134 пациента ИБС мужского и женского пола. Все пациенты обследовались, проводилось оперативное лечение в клинике «НИИПК им. Е.Н. Мешалкина Росмедтехнологий».

В зависимости от выбранного метода лечения пациентов с диффузным и дистальным поражением коронарных артерий и в соответствии с разработанной нами концепцией хирургического лечения пациенты были разделены на 3 группы. Распределение больных по группам проводилось методом случайной выборки (метод конвертов). Общий дизайн исследования приведен на рис 1:

Рис 1. Распределение пациентов по видам оперативного вмешательства и протокол их клинического исследования.

Первая группа (n = 83) – пациенты ИБС с диффузным и дистальным поражением коронарных артерий. Всем пациентам этой группы выполнена операция прямой реваскуляризации миокарда (аутовенозное аортокоронарное шунтирование и маммарокоронарное шунтирование) в сочетании с трансмиокардиальной лазерной реваскуляризацией миокарда с использованием полупроводникового лазера «1,56-ИРЭ-Полюс».

Вторая группа (n = 35) – пациенты ИБС с диффузным и дистальным поражением коронарных артерий. Всем пациентам этой группы выполнена операция прямой реваскуляризации миокарда (аутовенозное аортокоронарное шунтирование и маммарокоронарное шунтирование) в сочетании с имплантацией стволовых клеток в лазерные каналы, которые проводились также с использованием полупроводникового лазера «1,56-ИРЭ-Полюс».

Третья группа - контрольная группа (n = 16) – пациенты ИБС с диффузным и дистальным поражением коронарных артерий. Всем пациентам этой группы выполнена операция прямой реваскуляризации миокарда (аутовенозное аортокоронарное шунтирование и маммарокоронарное шунтирование) с эндартерэктомией и без трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации миокарда.

Средний возраст больных составил 56,8±0,9 (40–78) лет в первой группе, 58,5±7,3 (44-77) лет во второй группе и в третьей группе 55,6±0,9 (40–76) лет. В первой группе было 70 (84,3 %) мужчин и 13 (15,6%) женщин, во второй группе 34 (97,1%) мужчин и 1(2,9%) женщин, в третьей группе - 15(93,7%) мужчин и 1 (6,2%) женщина (см. таблицу 2).

Диагноз ИБС был поставлен всем больным при поступлении в клинику на основании анамнеза, клиники стенокардии напряжения и/или покоя, объективных дополнительных методов обследования. С целью определения функционального класса стенокардии использована Канадская классификация (CCS).

У четырех пациентов при поступлении имелась клиника нестабильной стенокардии. Пациентам проводилась интенсивная антиангинальная терапия с целью стабилизации состояния, после чего было выполнено оперативное вмешательство. По данным анамнеза 100% больных  I группы, 85,7% - II группы, 92,7% - III группы перенесли ИМ в разные сроки до операции, подтвержденный клинико-инструментальными методами исследования. Большинство пациентов находилось в III–IV ФК стенокардии (CCS). У 11 пациентов (8,2%) имелась постинфарктная аневризма левого желудочка.

                                                                               Таблица 2.

Сравнительная характеристика больных в исследованных группах

Показатели

1 группа

2 группа

3 группа

Р

Кол-во больных

83

35

16

Возраст

(лет)

56,8±0.9

55,9±6.9

55±8,77

НД

Мужчин

100%

97,1%

93,7%

НД

ФК (CCS)

3,2±0,09

2,8±0,7

2,81±0,81

НД

ФК (NYHA)

2,6±0,6

2,5±0,5

2,4±0,6

НД

ФВ ЛЖ (%)

52,0±8,4

55,0±10,4

48,4±14,5

НД

При обследовании у 22 (17%) пациентов, помимо измененных коронарных артерий, имелось атеросклеротическое поражение брахиоцефальных артерий. Кроме этого, из сопутствующей патологии у 117 больных (87,3%) отмечена артериальная гипертензия, у 11 больных (8,2%) – сахарный диабет различной степени тяжести, у 24 (18%) – хронические заболевания почек.

Для оценки эффективности проводимого лечения пациенты обеих групп были комплексно обследованы в нашей клинике с обязательным проведением теста 6-минутной ходьбы, оценивалось качество жизни пациентов, выполнялась ЭхоКГ, сцинтиграфия миокарда до и после операции с 99mТс (покой, нагрузка) и спустя 6 и 12 месяцев и 3 года после реваскуляризации миокарда. Качество жизни пациентов до, после и в отдаленном периоде после операции мы оценивали с помощью опросника Миннесотского Университета (Minnesota Living with Heart Failuer Questionare), разработанного T. Rector и J. Cohn (1989) специально для больных хронической СН и адаптированного к условиям нашей страны.

В ходе операции обязательным считали непрерывный мониторинг электрокардиография (ЭКГ), артериальное давление (АД), центральное венозное давление (ЦВД), контроль сегмента ST на ЭКГ с целью своевременного выявления и коррекции ухудшения коронарного кровообращения.

Искусственное кровообращение (ИК) выполнялось на аппарате «Stokert III». Защиту миокарда осуществляли с помощью фармакохолодовой кристаллоидной антеградной кардиоплегии с интервалом введения 20 мин (кардиоплегический раствор St. Thomas с температурой 4–5 °С).

В ходе клинического исследования показано, как АКШ в сочетании с ТМЛР, так и АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ в лазерные каналы являются безопасными процедурами: забор аспирата переносится хорошо, постпункционных кровотечений и гематом выявлено не было; не отмечено кровотечений в местах формирования лазерных каналов. Оба метода не оказывали аритмогенного действия, не вызывали повторных инфарктов. Послеоперационный период обследованных больных протекал без осложнений. В результате эхокардиографического и рентгенологического обследования также не было обнаружено интрамиокардиальных опухолей, неопластических процессов другой локализации в отдаленном послеоперационном периоде.

При определении жизнеспособности миокарда методом перфузионной сцинтиграфии выполнялась оценка следующих величин: стабильный дефект перфузии (СДП), преходящий дефект перфузии (ПДП), общий дефект перфузии (ОДП), стабильный дефект перфузии в области воздействия (СДПОВ), преходящий дефект перфузии в области воздействия (ПДПОВ).

Биохимическая оценка повреждения миокарда и острофазовых маркеров - тропонина I, церулоплазмина, С-реактивного белка, альфа1-антитрипсина (α1-АТ), альфа2-макроглобулина,  активность каталазы, и специфического миокардиального изофермента МВ-креатинкиназы (КК-МВ) в периферической крови была определена исходно, через 20-24 часа и на 3-и и 7-е сутки после операции.

Выделение мононуклеарной фракции аутологичного костного мозга для имплантации в лазерные каналы в клинике проводилось согласно следующим этапам:

  1. Забор костного мозга.
  2. Получение целевых клеток из аутологичного костного мозга.

2.1        Выделение мононуклеарной клеточной фракции из аспирата аутологичного костного мозга;

2.2        Адгезия (плэтинг) клеточной суспензии на пластике;

3.        Диагностика фракций клеток

3.1        Определение количества клеток

3.2        Определение жизнеспособности клеток

3.3        Определение клеточного состава

Статистическая обработка экспериментальных данных исследования проводилась средствами интегрированной статистической системы Origin 7.5 for Windows, используемое программное обеспечение: OC Microsoft Windows XP, Microsoft Office XP Professional. 

Статистическая обработка результатов и выбор критериев достоверности в клинической части работы проводились с использованием программ «STATISTICA 6.0», «Microsoft Exel 4.0» с использованием критериев Вилкоксона, Манна-Уитни, Friedman ANOVA, вычислением корреляции Спирмена.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

ТМЛР миокарда и имплантация стволовых клеток (экспериментальные исследования)

Рассматривая особенности непрямой реваскуляризации миокарда, можно говорить о том, что наиболее эффективным оказался комбинированный подход, т.е. имплантация МФККМ в лазерные каналы. Именно этот тип реваскуляризации, оказался наиболее ангиогенным, что в итоге будет определять его перспективность использовании в клинической практике. Все методические приемы: гистологические, морфометрические, иммуногистохимические, молекулярно-генети-ческие, а также методы перфузионной оценки миокарда говорят об этом. Более того, можно утверждать, что в сравнении с ТМЛР и игольной имплантацией МФККМ, при комбинированном методе значимое усиление кровотока в меньшей степени реализуется за счет эпикардиального кровотока, а в большей степени за счет увеличения интрамиокардиальной плотности сосудов с размерами от 20 до 300 мкм, что не исключает участия в усилении регионального  кровотока сосудов синусоидного типа (рис 2).

Рис.2.        Равномерное распределение интрамуральных сосудистых образований, часть синусоидного типа в области комбинированного воздействия лазер плюс клетки, интрамуральная часть. Окраска гематоксилином-эозином, объектив х10

Васкулогенные явления при имплантации МФККМ иглой в меньшей степени проявляются на ниве аугментационного кровотока. Более того, можно утверждать о возможности вытеснения имплантированных клеток в эпикард, что в принципе нивелирует другую важную особенность клеточной имплантации – участия в репарации кардиоцитов, хотя абсолютной доказанности замещения кардиомиоцитов  не получено и выводы об этом эффекте делать преждевременно. Для ТМЛР, участие сосудов синусоидного типа и влияние стимулированного эпикардиального кровотока – наиболее значимые факторы, влияющие на региональный кровоток.

После пятилетних экспериментальных исследований и получения положительных результатов непрямой реваскуляризации миокарда с использованием лазерных и клеточных технологий, было принято решение об ограниченном клиническом внедрении данных технологий в клиническую практику в форме слепого рандомизированного одноцентрового клинического исследования.

КЛИНИКО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА АКШ И ТРАНСМИОКАРДИАЛЬНОЙ ЛАЗЕРНОЙ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИИ ИЗОЛИРОВАННО И В СОЧЕТАНИИ С ИМПЛАНТАЦИЕЙ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

Исследование кардиоспецифических маркеров повреждения миокарда и маркеров воспаления при АКШ в сочетании с ТМЛР и АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ

В результате количественной оценки маркеров повреждения миокарда и маркеров системного воспаления выявлено, что непосредственно процедура АКШ в сочетании с ТМЛР или АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ в лазерные каналы не вызывала значимого повреждения миокарда и явлений системного воспаления. Кратковременное увеличение в крови уровня кардиоспецифических маркеров, степень возрастания и транзиторный характер которого были следствием хирургических манипуляций на сердце (см. табл. 3).

                                                                               Таблица 3.

Содержание маркеров повреждения миокарда и маркеров системного воспаления после АКШ в сочетании с ТМЛР и АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ

ЭТАП

До операции

20–24 ч после операции

3-и сутки после операции

7-е сутки после операции

показатели

I

II

I

II

I

I

II

Тропонин I, нг/мл

Норма  < 0,5

0,696 ± 0,18

0,606±0,874

4,42 ± 1,62 *

***

3,804±3,351

1,20 ± 0,30

***

1,4±

1,84

0,51 ± 0,18

0,82±

0,93

КФК- МВ, Е/л

норма< 24

13,8 ± 1,9

18,33±9,45

58,0 ± 11,5**

***

56,14±37,95

22,7 ± 2,99*

**

28,5±17,45

19,7 ± 5,0

19,76±20,03

С-реактивный белок, мг/дл

1,20 ± 0,29

0,939±1,56

12, 7 ± 0,91***

***

14,49±3,52

12,8 ± 1,69***

***

14,52±8,66

3,76 ± 0,89*

*

3,969±4,78

Альфа1-

антитрипсин, мг/дл

133,5 ± 5,9

113,88±27,56

173,6 ± 4,96***

**

168,86±40,74

244,7 ± 9,11***

***

230,27±56,63

240,4 ± 10,7***

**

229,76±34,62

Альфа2-

макроглобулин,

мг/дл

122,9 ± 14,0

135,1±48,25

101,5 ± 11,7

*

87,37±22,18

108,9 ± 8,21

121,8±42,59

104,8 ± 8,48

121,12±47,4

Каталаза, Мкат/л

90,9 ± 9,23

-

119,1 ± 5,9*

-

103,5 ± 12,2

-

94,3 ± 6,94

-

Церулоплазмин, г/л

0,41 ± 0,031

-

0,38 ± 0,036

-

0,46 ± 0,032

-

0,49 ± 0,032

-

Примечание: I -АКШ+ТМЛР, II - АКШ+МФККМ; различия достоверны по сравнению с исходным значением, при * – р<0,05; ** – р<0,001; *** – р<0,001

Клиническая оценка результатов использования АКШ в сочетании с ТМЛР и АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ

Как в группе больных с ТМЛР, так и в группе больных с имплантацией клеток все пациенты были исходно с высокой степенью ФК стенокардии  в среднем 3,2±0,1 степени. Через 6 месяцев после выполнения сочетанной операции АКШ и ТМЛР ФК стенокардии снизился до 1,3±0,15, через 12 месяцев ФК стенокардии, по нашим данным, составил 0,5±0,01 и через 3 года 0,2±0,01.

В группе больных, которым выполнялась АКШ с имплантацией МФККМ, ФК стенокардии напряжения через год снизился также существенно с 2,8±0,7 до 0,2±0,4 (см. табл. 4).

                                                                               Таблица 4

Динамика снижения ФК стенокардии в группах АКШ в сочетании с ТМЛР и АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ

ФК стенокардии

До операции

После операции

6 мес.

12 мес.

3 года

АКШ+ТМЛР

0

0

30 (36,14%)

1 (7,6%)

70 (84,33%)

I

1 (1,23%)

22 (26,5%)

2 (15,4%)

13 (15,66%)

II

12 (14,46%)

30 (36,14%)

4 (30,8%)

0

III

60 (72,3%)

1 (1,2%)

6 (46,1%)

0

IV

10 (12%)

0

0

0

АКШ+МФККМ

0

1(2,9%)

26 (76,5%)

25(73,5%)

-

I

1 (2,9%)

8 (23,5%)

9(26,5%)

-

II

8 (23,5%)

0 (0%)

0 (0%)

-

III

17(50%)

0 (0%)

0 (0%)

-

IV

4 (11,7%)

0(0%)

0(0%)

-

НС

3 (8,8%)

0 (0%)

0 (0%)

Динамика ФК сердечной недостаточности по Нью-Йоркской классификации кардиологов в послеоперационном периоде была также положительной. В группе больных АКШ с ТМЛР мы наблюдали следующую динамику: до операции – 3,1±0,9; через 6 месяцев – 2,1±0,8; через 12 месяцев – 1,7±0,9; через 3 года – 1,6±1,1 (р<0,01). Улучшение клинического состояния больных, которым выполнялась операция АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ в лазерные каналы в проведенном исследовании проявлялось в статистически достоверном снижении ФК сердечной недостаточности по NYHA с 2,6±0,5 до 1,8±0,7 (через год) (р<0,01). При сравнении динамики ФК сердечной недостаточности в основных и контрольной группах можно отметить, что при сопоставимых исходных показателях в отдаленном периоде отмечается более выраженное снижение ФК (NYHA) в I и II группах (p<0,01, согласно критерию Манна-Уитни). Сравнивая динамику ФК стенокардии в исследуемых группах, можно отметить, что при сопоставимых исходных показателях в отдаленном периоде отмечается практически полное исчезновение явлений стенокардии в I и II группах при менее выраженном снижении ФК в группе контроля (p=0,000001, согласно критерию Манна-Уитни).

Может возникнуть резонный вопрос – за счет чего происходит улучшение клинического состояния? Это эффект аортокоронарного шунтирования, либо все-таки непрямой реваскуляризации? На наш взгляд, снижение ФК стенокардии напряжения и ФК (NYHA) в ближайшем послеоперационном периоде являются следствием АКШ, но динамика, проявляющаяся через 6 и 12 месяцев, может быть результатом как прямой, так и непрямой реваскуляризации.

Оценка сократимости миокарда по данным ЭхоКГ при АКШ в сочетании с ТМЛР и АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ

Литературные данные о влиянии ТМЛР и клеточной терапии на сократительную функцию ЛЖ довольно скудны и противоречивы. В нашем исследовании у пациентов в отдаленные сроки после операции достоверно увеличилась ФВ по сравнению с исходными значениями как в 1 группе, где выполнялась операция АКШ в сочетании с ТМЛР, так и во 2 группе, где выполнялась имплантация МФККМ в лазерные каналы (см. таб 5). В 1 группе средняя ФВ ЛЖ до операции составляла 54,7±1,4%, через 2 недели после операции – 56,9±1,2%, через 6 месяцев – 59,3±1,3%, через 12 месяцев – 60,1±1,3%, а через 3 года – 59,4±1,4% (р<0,001). Во 2 группе при оценке глобальной сократимости выявлено также не значительное, но достоверное улучшение ФВ ЛЖ - среднее значение ФВ ЛЖ до операции составило 55±10,4%, через 2 недели после операции – 55,7±9,3%, в отдаленном периоде – 56,7±10% (р<0,05). В 3 группе (контрольной) средняя ФВ до операции составила 48,4±3,5%, после операции 49,6±3,2%, через 6 месяцев снизилась до 47±3,3%, через 12 месяцев – до 47,1±1,4% (р=0,12).

                                                                               Таблица 5

Показатели ФВ ЛЖ (%) в различные сроки после операции в 1 (АКШ+ТМЛР), 2 (АКШ+ТМЛР+МФККМ) и 3 контрольной (АКШ без ТМЛР) группах

Группа

До операции

После операции

Через 6 мес.

Через 12 мес.

Через 3 года

1

54,7±1,1

56,9±1,2

59,3±1,3

60,1±1,3

59,4±1,4

2

55±10,4

55,7±9,3

56,7±10,0

56,2±8,3

55±10,4

3

48,4±1,5

49,6±1,2

47±1,3

47,1±1,4

В доступной литературе имеется немного данных по поводу влияния ТМЛР и клеточной терапии на сегментарную сократимость ЛЖ по данным ЭхоКГ.

Полученные в этой работе данные свидетельствуют о повышении толерантности миокарда к нагрузке и увеличении функционального резерва миокарда в послеоперационном периоде (см. табл 6). Были получены следующие результаты: в 1 группе (АКШ+ТМЛР) у пациентов в отдаленные сроки после операции зоны гипокинеза достоверно уменьшались с 1,6±0,2 до 0,5±0,2 (р<0,01). Во 2 группе (АКШ+ТМЛР+МФККМ) среднее значение количества акинетичных сегментов, как до операции, так и в ближайшем послеоперационном периоде составило 2,52±2,19, через 6-12 месяцев после операции - 2±2,13. Различие внутри группы статистически достоверно (р<0,01). Улучшение сегментарной сократимости в отдаленном послеоперационном периоде указывает на эффект «направленного» ангиогенеза в результате за счет непрямой реваскуляризации миокарда.

В контрольной группе мы не увидели достоверных изменений сегментарной сократимости миокарда.

                                                                               Таблица 6

Динамика показателей сегментарной сократимости ЛЖ в 1 (АКШ+ТМЛР), 2 (АКШ+ТМЛР+МФККМ) и 3 контрольной (АКШ без ТМЛР) группах

Сегменты

Группа

До операции

Через 2 нед.

Через 6 мес.

Через 12 мес.

Через
3 года

Гипокинетичные

1

1,6±0,2

1,3±0,2

0,8±0,2*

0,6±0,2

0,5±0,2

2

0,5±1,1

0,5±1,1

0,9±2,2

0,8±1,1

3

1,25±0,5

1,0±0,3

1,0±0,3

0,9±0,3

Акинетичные

1

1,8±0,3

1,7±0,3

1,4±0,2

1,3±0,2

1,5±0,2

2

2,5±2,1

2,5±2,2

2,0±2,1

1,9±1,5

3

3,4±0,8

3,4±0,8

3,3±0,8

3,3±0,2

Доступная информация о влиянии методов непрямой реваскуляризации на объемные показатели ЛЖ также весьма противоречива.

Полученные нами данные свидетельствуют об уменьшении конечного диастолического объема (КДО) ЛЖ после операции в обеих группах, где применялись методы непрямой реваскуляризации. Однако эти изменения имеют тенденцию к возвращению к исходным цифрам (см. таб 7).

                                                                               Таблица 7

Показатели КДО ЛЖ (мл) в различные сроки после операции в 1 (АКШ+ТМЛР), 2 (АКШ+ТМЛР+МФККМ) и 3 контрольной (АКШ без ТМЛР) группах

Группа

До операции

После операции

Через 6 мес.

Через 12 мес.

Через 3 года

I

136,8±1,4

128,7±1,3

120,7±1,4

128,2±1,3

126,4±1,4

II

125,7±37,7

118,0±35,9

123,2±37,6

125,1±35,7

К

154,4±5,2

140,6±5,6

144,7±6,3

144,1±1,4

Крайне противоречивы в литературе и данные относительно изменения перфузии миокарда после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации и после имплантации стволовых клеток.

В данном исследовании выявлено суммарное увеличение перфузии миокарда. Указанное улучшение касалось мест, где выполнялось лазерное воздействие, либо прилежащих к ним, что привело к уменьшению общего дефекта перфузии миокарда по сравнению с исходными значениями в 1 группе с 42±1,3% до 27±1,1% через 6 месяцев и до 23,3±1,2% через 1 год. Преходящие дефекты перфузии уменьшились по сравнению с исходными значениями с 30±2% до 15±1,3% через 6 месяцев и до 12±1,1% через 1 год после операции. Во 2 группе ОДП уменьшился с 36,3±4,3% до 27,9±5,1% через 6-12 месяцев после операции. Преходящие дефекты перфузии уменьшились по сравнению с исходными значениями с 9,9±6,9% до 2,7±4,3% через 6-12 месяцев после операции. Стабильные дефекты перфузии практически не изменились в 1 и 3 группах, а вот во 2 группе среднее значение СДП до операции составило 20,46±10,75%, через 2 недели после операции - 19,07±9,69%, через 6-12 месяцев - 15,22±9,49%. Согласно критерию Friedman ANOVA (р=0,00537) различия статистически достоверны. Подобная динамика указывает на более выраженный эффект непрямой реваскуляризации, который наступает именно в отдаленном периоде в группе больных с имплантацией МФККМ в лазерные каналы (см. рис 3, 4).

В контрольной же группе больных (изолированное АКШ) достоверное улучшение перфузии происходило только в ближайшем послеоперационном периоде, а в отдаленном периоде (через 6 и 12 месяцев) не изменялись в лучшую сторону.

При сопоставлении результатов до- и послеоперационных сцинтиграмм было установлено, что наиболее высокие показатели улучшения перфузии миокарда после ТМЛР и имплантации МФККМ в лазерные каналы получены в зонах, где до операции были выявлены обратимые дефекты перфузии.

Приведенные материалы свидетельствуют в пользу эффективности обоих методов непрямой реваскуляризации миокарда: ТМЛР и имплантации МФККМ в лазерные каналы в сочетании с АКШ.

Таким образом, на основании результатов выполненного исследования можно заключить, что АКШ в сочетании с ТМЛР, а также АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ более значимо улучшают кровообращение миокарда в отдаленном послеоперационном периоде, чем изолированное АКШ.

Рис 3. Сравнительная динамика СДП и ПДП в группах АКШ+ТМЛР и АКШ без ТМЛР

Рис 4. Сравнительная динамика СДП и ПДП в группах АКШ+ТМЛР+МФККМ и АКШ без ТМЛР

Влияние количества имплантируемых клеток на эффект  непрямой реваскуляризации

Подтвердив предположение об эффективности имплантации МФККМ в лазерные каналы на улучшение кровообращения миокарда, была поставлена задача выявить дозозависимый эффект этой процедуры. В результате была выявлена прямая корреляционная зависимость между количеством клеток и приростом перфузии миокарда по данным перфузионной сцинтиграфии (рис. 5).

А).                                                                Б).

Рис 5. Зависимость между количеством имплантированных клеток и объемом дефекта перфузии миокарда (А) и СДПОВ (В) в отдаленном периоде

По полученным графикам было установлено, что имеется дозозависимый эффект и рекомендуемая доза имплантируемых клеток должна превышать 50млн. Только в этом случае гарантирован наилучший успех процедуры.

Анализ летальности и осложнений

Госпитальной летальности в обеих группах больных, включенных в исследование не было. Из числа умерших, один пациент погиб в отдаленные сроки после операции к концу 3-го года от несчастного случая. Таким образом, отдаленная летальность составила 1,4%. Причина летального исхода в столь отдаленные сроки после операции осталась неизвестной. В послеоперационном периоде зарегистрировано только одно осложнение – нарушение ритма у больного, у которого еще до операции имелись сложные нарушения ритма по типу частой желудочковой экстрасистолии.

Таким образом, на основании проведенного исследования можно сказать, что ТМЛР в сочетании с АКШ достаточно безопасная процедура, которую можно проводить с минимальным количеством осложнений и высоким клиническим эффектом.

Заключение

Обобщая результаты проведенного исследования, можно резюмировать, что методы ТМЛР и имплантация МФККМ в лазерные каналы эффективны относительно клинического состояния пациентов, значительно улучшают перфузию миокарда, но не влияют на функцию миокарда ЛЖ.

Таким образом, результаты этой работы демонстрируют способность аутологичных клеток костного мозга улучшать миокардиальную перфузию и обладают слабым эффектом в отношении сократительной способности ЛЖ. Причина может скрываться в составе клеточного материала: мононуклеарная фракция аутологичного костного мозга, сепарированная на пластике, содержит, главным образом, предшественники эндотелия, и направлена на неоангиогенез и реваскуляризацию. Для улучшения сократимости миокарда возможно следует использовать узкоспециализированные предшественники кардиомиоцитов, что требует более сложного процесса выделения клеток (в частности, магнитная сепарация).

ВЫВОДЫ

  1. Экспериментальные исследования вариантов направленного ангиоваскулогенеза с использованием лазерных и клеточных технологий показали, что создание лазерных каналов полупроводниковым лазером с длиной волны 1,56 мкм вызывает эффекты ангиогенеза в зоне воздействия, а имплантация стволовых клеток в лазерные каналы потенцирует действие обоих методов и вызывает васкулогенез, способствуя улучшению кровоснабжения миокарда.
  2. Морфологическая картина после ТМЛР характеризуется наличием крупных тонкостенных, эритросодержащих сосудов размерами более 1000 мкм, наличием большого количества синусоидных тонкостенных сосудов размерами от 150 до 300 мкм, расположенных в местах выполнения лазерных каналов и участками стимулированного ангиогенеза с сосудами размером до 40 мкм.

Специфической морфологической чертой имплантации стволовых клеток в миокард является очаговый ангиоматоз, преимущественно ориентированный на эпикард и субэпикардиальную зону, что отражает особенности миграции имплантированных клеток по лимфатическим путям к эпикарду.

При имплантации МФККМ в лазерные каналы морфологическая картина включает в себя как характерные признаки ТМЛР, так и последствия имплантации МФККМ, а также интрамиокардиальный ангиоматоз с равномерным распределением сосудистых образований в миокарде в области лазерного воздействия. Представленная морфологическая картина в группе сочетания «лазер плюс клетки» отражает картину ангиоваскулогенеза, т.е. появление индуцированных ангиоматозных структур.

  1. Изучение микроциркуляции миокарда в эксперименте по данным перфузионной сцинтиграфии показало, что на модели хронической ишемии ТМЛР улучшает перфузию на 20%, инъекционная имплантация МФККМ – на 30 %, имплантация МФККМ в лазерные каналы на 50% от исходного дефекта перфузии ищемизированного миокарда.
  2. Экспериментальные исследования показали, что наиболее эффективным оказался метод, основанный на потенцированном действии, как лазерного излучения, так и клеточных технологий – имплантация МФККМ в лазерные каналы.
  3. Лазерное воздействие при выполнении трансмиокардиальных каналов с помощью полупроводникового лазера с длиной волны 1,56 мкм в сочетании с коронарным шунтированием сопровождается кратковременным увеличением в крови уровня кардиоспецифических ферментов, кратность возрастания и транзиторный характер которых являются следствием хирургических манипуляций на сердце; а воспалительный ответ, направленный на форсированное восстановление гомеостаза, не выходит за рамки физиологической воспалительной реакции на хирургическую травму.
  4. Собственно имплантация мононуклеарных клеток костномозгового происхождения не вызывает какого-либо повреждения миокарда, либо системного воспалительного ответа. Все изменения уровня маркеров системного воспаления и повреждения миокарда являются следствием хирургической травмы, характерной для операций на сердце с искусственным кровообращением.
  5. Сочетание операций коронарного шунтирования с методами непрямой реваскуляризации, которые выполняются с помощью полупроводникового лазера, является безопасным и имеет высокую клиническую эффективность как метод лечения больных ИБС при диффузном и дистальном поражении коронарных артерий с минимальным повреждением миокарда и отсутствием осложнений (нарушений ритма сердца, послеоперационных кровотечений).
  6. Сочетанные операции аортокоронарного шунтирования и трансмиокардиальной реваскуляризации миокарда позволяют выполнить полную реваскуляризацию у тяжелых пациентов с диффузным и дистальным поражением коронарных артерий, снизить ФК стенокардии и сердечной недостаточности, улучшить кровоснабжение миокарда, повысить качество жизни пациентов в ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде.
  7. Имплантация МФККМ в лазерные каналы в сочетании с коронарным шунтированием значительно улучшает клиническое состояние пациентов в ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде. Это проявляется снижением функционального класса стенокардии и сердечной недостаточности, улучшает перфузию миокарда за счет уменьшения зон преходящих и стабильных дефектов перфузии, способствует улучшению сегментарной сократимости левого желудочка в области постинфарктного кардиосклероза.
  8. Несмотря на то, что в эксперименте были получены убедительные данные о явном преимуществе комбинации лазерных и клеточных технологий, при сравнении технологий АКШ в сочетании с ТМЛР и АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ в лазерные каналы в клинике мы не получили достоверных преимуществ.
  9. Разработанные практические рекомендации при сочетанных операциях АКШ и методов непрямой реваскуляризации миокарда с применением предложенных лазерных и клеточных технологий позволяют безопасно устранять ишемию миокарда в зонах «нешунтабельных» артерий и улучшить результаты хирургического лечения больных ИБС с диффузным и дистальным поражением коронарного русла.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

  1. Оптимальным режимом полупроводникового лазера «1,56-ИРЭ-Полюс» для ТМЛР миокарда или создания лазерных тоннелей для имплантации клеток является импульсный режим с мощностью 8 Вт, продолжительностью импульса 1000 мс, периодами между импульсами 500 мс, что сопровождается наименьшей глубиной повреждения, отсутствием обжига на ткани миокарда при сохранении достаточной производительности.
  2. Для достижения оптимального эффекта непрямой реваскуляризации при выполнении операции АКШ в сочетании с имплантацией МФККМ в лазерные каналы количество имплантируемых мононуклеарных клеток должно быть не меньше 50х106.
  3. Показаниями для применения методов непрямой реваскуляризации миокарда (трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации или имплантации МФККМ в лазерные каналы) в сочетании с АКШ являются:
    • выраженная клиника стенокардии, рефрактерной к обычной антиангинальной терапии; требующая хирургического вмешательства;
    • невозможность выполнения полной реваскуляризации миокарда, используя только АКШ либо коронарную ангиопластику в связи с диффузным изменением коронарных артерий, поражением дистального русла или наличием мелких, нешунтабельных коронарных артерий;
  1. При выполнении ТМЛР количество перфораций с использованием лазера определяется из расчета 1 канал на 1 см2.
  2. При создании лазерных каналов для имплантации МФККМ каналы рекомендуются делать непроникающими в полости сердца.
  3. Лазерное воздействие с помощью полупроводникового лазера «1,56-ИРЭ-Полюс» с целью непрямой реваскуляризации миокарда рекомендуется выполнять на остановленном сердце, после выполнения дистальных анастомозов шунтов с коронарными артериями.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

ПУБЛИКАЦИИ В ВЕДУЩИХ РЕЦЕНЗИРУЕМЫХ ИЗДАНИЯХ, РЕКОМЕНДОВАННЫХ В ДЕЙСТВУЮЩЕМ ПЕРЕЧНЕ ВАК

  1. Экспериментальное исследование эффективности трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации /А.М.Чернявский, П.М.Ларионов, И.Н.Терехов, А.В.Фомичев, А.Н.Федоренко, М.А.Чернявский, А.М. Караськов // Патология кровообращения и кардиохирургия. Новосибирск, 2006. №4. С.31-37.
  2. Клиническая эффективность трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в сочетании с аортокоронарным шунтированием / А.М.Чернявский, П.М.Ларионов, И.Н.Терехов, А.Н.Федоренко, А.М.Караськов, М.А.Чернявский // Патология кровообращения и кардиохирургия. Новосибирск, 2007. № 1. С 15-20.
  3. Морфо-функциональная и молекулярно-генетическая оценка экспериментальных результатов непрямой реваскуляризации с использованием различных клеток костномозгового происхождения / А.М.Чернявский, А.М.Караськов, П.М.Ларионов, Д.В.Субботин, Д.С.Сергиевичев, А.В.Фомичев, А.В.Бочарова, М.А. Чернявский // Патология кровообращения и кардиохирургия. Новосибирск, 2007. №4. С 75-81.
  4. Морфо-функциональная оценка различных методов непрямой реваскуляризации миокарда в эксперементе / А.М.Чернявский, П.М.Ларионов, А.В.Фомичев, Д.В.Субботин, Д.С.Сергеевичев, М.А.Чернявский, А.В.Бочарова //Вестник трансплантологии и искусственных органов. Москва, 2007. № 6. С 30-36.
  5. Клиническая оценка эффективности применения метода трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в сочетании с имплантацией мононуклеарной фракции аутологичного костного мозга при лечении хронической ИБС / А.М. Чернявский, П.М. Ларионов, А.В. Фомичев, М.А.Чернявский, И.Н.Терехов // Патология кровообращения и кардиохирургия. Новосибирск, 2008. № 3. С. 23-28.
  6. Регенерация кардиомиоцитов перирубцовой зоны миокарда при лазерном тоннелировании и имплантации мононуклеарных клеток костного мозга / П.М. Ларионов, А.М. Чернявский, И.В. Кузнецова, Е.Л. Лушникова, Е.В. Углова, А.В. Бочарова, О.А. Субботина, Л.М. Непомнящий, А.М. Караськов // Клеточные технологии в биологии и медицине. Москва, 2009. № 4.
  7. Регенерация перирубцовой зоны миокарда при комбинированной реваскуляризации (лазер плюс клетки) на модели хронической ишемии сердца / П.М. Ларионов, А.М. Чернявский, В.В. Асташов, Р.Б. Новрузов // Патология кровообращения и кардиохирургия. Новосибирск, 2009. № 3. С 83-85.

ПРОЧИЕ ПУБЛИКАЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ:

  1. .Чернявский А.М. Эффективность сочетанной реваскуляризации миокарда с использованием полупроводникового лазера / П.М. Ларионов, И.Н. Терехов, А.Н. Федоренко, А.М. Караськов // Х ежегодная сессия НЦ ССХ им.А.Н.Бакулева РАМН. Москва, 2006. С. 49-49
  2. Чернявский А.М. Направленный ангиогенез в хирургии ишемической болезни сердца (экспериментальное исследование) / П.М.Ларионов, У.А.Боярских, М.М.Потапенко, Д.В.Субботин, А.Н.Федоренко, И.Н.Терехов, А.В.Фомичев, А.В.Бочаров, В.А.Ковляков, М.В.Чармадов // Двенадцатый Всероссийский съезд сердечено-сосудистых хирургов. Москва, 2006. С. 276-276.
  3. Чернявский А.М. Оценка метода трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в сочетании с имплантацией мононуклеарной фракции аутологичного костного мозга на экспериментальной модели хронической ишемической / П.М.Ларионов, У.А.Боярских, А.Н.Федоренко, И.Н.Терехов, А.В.Фомичев //Тезисы докладов Первого съезда кардиохирургов Сибирского федерального округа. Новосибирск, 2006г. С. 97-97.
  4. Чернявский А.М. Реваскуляризация в сочетании с имплантацией стволовых клеток (экспериментальное исследование) / П.М. Ларионов, У.А.Боярских, Д.В.Субботин, М.М.Потапенко, А.Н.Федоренко, И.Н. Терехов, А.В. Фомичев // Материалы пятой международной конференции «Высокие медицинские технологии ХХI века. Испания, Бенидорм, 2006. С. 28-28.
  5. Чернявский А.М. ТМЛР миокарда с использованием полупроводникового лазера» ЛС-1,56 – ИРЭ - Полюс» с длиной волны 1,56 мкм / П.М.Ларионов, И.Н.Терехов, А.Н.Федоренко, А.М. Караськов // Материалы регионарной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сердечно-сосудистой патологии». Кемерово, 2006.
  6. Чернявский А.М. Клиническая оценка метода трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в сочетании c имплантацией стволовых клеток в хирургии ишемической болезни сердца / П.М.Ларионов, А.В.Фомичев, М.А.Чернявский, И.Н.Терехов // Бюллетень НЦ ССХ им.А.Н.Бакулева «Сердечно-сосудистые заболевания». Т. 9. № 3. С 58-58. Приложение ХII ежегодная сессия НЦ ССХ им.А.Н.Бакулева РАМН. Москва, 2008.
  7. Чернявский А.М. Оценка отдаленных результатов эффективности трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в сочетании с АКШ в хирургии ишемической болезни сердца / П.М. Ларионов, М.А. Чернявский, А.В. Фомичев, И.Н. Терехов // Бюллетень НЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН Сердечно-сосудистые заболевания. 2008. Т. 9. № 6 C 76-76. (приложение). XIV Всероссийский съезд сердечено-сосудистых хирургов. Москва, 2008г.
  8. Чернявский А.М. ТМЛР в сочетании имплантацией стволовых клеток в хирургии ишемической болезни сердца / П.М.Ларионов, А.В.Фомичев, М.А.Чернявский, И.Н.Терехов // Тезисы докл.IV Всероссийского съезда трансплантологов. Москва, 2008. С. 43-43.
  9. Чернявский А.М. Клиническая оценка эффективности трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в сочетании с АКШ в хирургии ИБС / П.М.Ларионов, М.А.Чернявский, А.В.Фомичев, И.Н.Терехов // Бюллетень НЦ ССХ им.А.Н.Бакулева «Сердечно-сосудистые заболевания». Т. 9. № 3. С 58-58. Приложение ХII ежегодная сессия НЦ ССХ им.А.Н.Бакулева РАМН. Москва, 2008.
  10. Чернявский А.М. Эффективность сочетанного метода непрямой реваскуляризации в хирургии ишемической болезни сердца / П.М. Ларионов, А.В. Фомичев, М.А. Чернявский, И.Н. Терехов // Бюллетень НЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН Сердечно-сосудистые заболевания. 2008. Т. 9. № 6 С 70-70. Приложение XIVВсероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов. Москва, 2008.
  11. Чернявский А.М. Сравнительная оценка эффективности методов непрямой реваскуляризации в хирургии ИБС / А.В. Фомичев, М.А. Чернявский, П.М. Ларионов, И.Н. Терехов // Сибирский медицинский журнал. Томск, 2009. Т. 24. № 1. С 147-148.
  12. Чернявский А.М. Сравнительная характеристика методов непрямой реваскуляризации миокарда при ИБС / П.М. Ларионов, А.В. Фомичев, М.А. Чернявский, И.Н.Терехов // Бюллетень НЦ ССХ им. А.Н.Бакулева «Сердечно-сосудистые заболевания». 2009. Т. 10. №3. С 41-41. Приложение ХIIIежегодная сессия НЦ ССХ им.А.Н.Бакулева РАМН. Москва, 2009.
  13. Chernyavsky A.M. Indirect myocardial revascularization by method of transmyocardial lazer canals in combination with bone marrow-derived mononuclear cells implantation (experimental investigation) / P.M. Larionov , U.A. Boyarskih, A.N. Fedorenko, I.N Terehov , A.V. Fomichev // Abstracts of the report «New technology in integrative medicine and biology». Bangkok-Pattaya, 2006. С.81-82.

Соискатель Бондарь В.Ю.

___________________________________________________________________

 



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.