Применение полимеров в сердечно-сосудистой хирургии

Начало операций на сосудах, а затем на сердце как органах, требующих полноценного восстановления их пораженных отделов, явилось толчком для поиска необходимых заменителей. Первой областью хирургии, где возник этот вопрос, стала сосудистая хирургия.

Первоначально естественным было стремление хирургов использовать для этих целей ткани самого больного. Первыми эксплантатами были аутососуды, то есть участки сосудов, взятые у самого больного. Однако возможность их использования оказалась очень ограниченной. Это могла быть, например, большая подкожная вена при замещении пораженного участка бедренной артерии. Поэтому очень скоро начались работы по изучению возможности использования для целей пластики аллотрансплантатов (гомотрансплантатов, по старой терминологии), то есть сосудов, взятых от трупов.

Применение аллотрансплантатов потребовало разработки методов их сохранения. Были разработаны методы сохранения гомотрансплантатов в растворе антибиотиков, методы замораживания, лиофилизации. Однако при анализе результатов их пятилетнего применения было показано, что использование гомотрансплантатов в виде сосудистых протезов приводит к тому, что в организме реципиента они подвергаются значительным изменениям, замещаясь соединительной тканью. Эта соединительнотканная трубка, функционирующая в условиях пульсирующего кровотока, подвергается растяжению, образуя аневризмы, вплоть до их разрыва. Таким образом, отсутствие надежного протеза сосуда заставило обратиться к изучению нового класса химических веществ - полимеров - в целях их потенциального применения при создании протезов.

Полимеры - это высокомолекулярные соединения, возможность модификации которых очень высока и практически не ограничена. Но главным свойством, важным для медицины, является их высокая химическая инертность, которая соответствует высокой биологической инертности.

При использовании пластин из полиметилметакрилата реакция на его имплантацию была минимальной [1]. Первые попытки изучения сосудистых протезов из полимерных материалов относятся к 1947 г. [14]. В первые секунды после пуска кровотока на внутренней поверхности протеза начинают откладываться белки плазмы и тромбоциты, впоследствии образуется полноценный пристеночный тромб, состоящий из всех входящих в него элементов (фибрин, тромбоциты, эритроциты, лейкоциты), так называемая фибринозная капсула. При этом, как показали экспериментальные исследования и клинический опыт, размеры тромба лишь в какой-то степени могут медикаментозно регулироваться воздействием на этот процесс. В определенном числе случаев образование пристеночного тромба заканчивается полным закрытием просвета, то есть образует обтурирующий тромб.

На основании накопленного опыта определен ряд факторов, способствующих сохранению просвета сосуда, то есть ограничивающих рост пристеночных тромботических масс.

Во-первых, установлено, что при протезировании аорты и ее крупных ветвей функция протеза в подавляющем большинстве случаев сохраняется. Это связано с благоприятными условиями мощного потока крови. Во-вторых, функционированию протеза способствует сохранность дистальных сосудов ниже протеза, И наконец, применение препаратов, снижающих общую свертываемость крови, в первую очередь такого известного антикоагу­лянта, как гепарин. Б дальнейшем фибринозная капсула должна замещаться постоянной фиброзной - соединительнотканной. При изучении этого процесса, выявлено, что в данном случае начинает играть роль конструкция искусственного материала.

Были определены три основные группы волокон: полиамидные, полиэфирные и политетрафторэтиленовые.

Первая группа - полиамидные волокна - оказалась наименее стойкой в среде организма. Эти волокна в течение трех лет подвергались деструкции. Две остальные группы были устойчивыми в организме в течение десяти и более лет. Они были и до сих пор остаются наиболее широко используемыми для изготовления сосудистых протезов. Однако, несмотря на развитие этой проблемы как в клиническом, так и в производственном направлениях, накопленный клинический опыт показал, что длительное функционирование протезов имеет место лишь при протезировании аорты и се крупных ветвей. Что же касается артерий более мелкого калибра (диаметр 6 мм и меньше), а также вен, то в этих случаях подавляющее большинство протезов тромбируется на ранних сроках после операции, особенно при бедренно-тибиалыюм шунтировании. При пластике вен (в частности портальных или портокавальных анастомозов) данные о функционировании протеза очень немногочисленны. Все это заставило направить многочисленные исследования на поиск путей, которые позволили бы так модифицировать синтетические протезы, чтобы сохранить их функцию в любых условиях протезирования.