Экспериментальное обоснование нефрорафии

Введение

Резекция почки по праву занимает приоритетное положение в лечении локализованного почечно-клеточного рака. Она не только обеспечивает высокие онкологические результаты, но и позволяет сохранить почечную паренхиму, снижая тем самым риск хронической болезни почек и кардиоваскулярных катастроф, что особенно актуально у молодых пациентов [1][2]. Это подтверждает и тот факт, что в рекомендательной базе Европейского урологического общества открытая резекция почки рассматривается как операция выбора в сравнении с минимально инвазивной (лапароскопической или роботической) нефрэктомией [3]. Основной технической проблемой, особенно у пациентов с большими эндофитными образованиями, является закрытие почечной раны с надёжным гемостазом и низким риском подтекания мочи [4-6]. Необходимость выключения почки из кровотока на этом этапе операции вводит ещё и временной фактор, определяющий риск ишемических и реперфузионных повреждений почки [3][4]. Несмотря на обилие предлагаемых физических и химических методов обеспечения гемостаза наиболее используемым остаётся механическое ушивание почечной раны с наложением хирургического шва [7][8]. В данном вопросе нет однозначного мнения по методике выполнения и рядности шва, используемых нитей и дополнительных укрепляющих линию шва материалов [8]. Так, по данным экспериментальных исследований, для достижения гемостатического эффекта в обильно кровоснабжаемой почечной паренхиме необходимо создание напряжения тканей на 5,0 – 15,0% меньше предела их прочности [9][10]. Это не учитывает подъём перфузионного давления у гипертоников или отёк, а также снижение предела прочности паренхимы в следствие реперфузии.

Таким образом, оперирующий хирург сталкивается с достаточно узким окном допустимых нагрузок при наложении шва на почечную рану. С одной стороны, снижение напряжения в области шва угрожает кровотечением, а с другой — превышением предела прочности прорезыванием нитей и, соответственно, теми же геморрагическими осложнениями.

Цель исследования. Изучить в экспериментальных условиях механические свойства почечной паренхимы и обосновать способы предупреждения прорезывания шва.

Материалы и методы

Механические испытания прочностных характеристик слоёв почечной паренхимы выполнены на секционном материале 60 кадаверных почек. На разрывной машине исследованы предел прочности тканей почки. В трёх сериях опытов изучены механическая прочность слоёв почечной паренхимы, варианты наложения сквозного шва и эффективность использования прокладок для профилактики прорезывания нити.

В первой серии опытов провели сопоставление следующих вариантов наложения узлового шва: 1) на мозговое вещество и ткани почечного синуса; 2) декапсулированный орган; 3) через все слои, включая капсулу (рис. 1). Во второй серии выполнены сравнительные испытания вертикального и горизонтального узловых швов через все слои почки (рис. 1). В третьей серии опытов аналогичные параметры исследованы для вариантов горизонтального узлового шва, укреплённого с использованием прокладок из синтетических материалов шириной 1 см, предупреждающих прорезывание нити: гемостатическая сетка (SurgicelÒ, «Ethicon Inc.», Johnson & Johnson Company, Cincinnati, OH, USA), ленты из проленовой сетки (LintexÒ, «Линтекс», Санкт-Петербург, РФ) и политетрафторэтиленового сосудистого протеза.

Исследования выполнены с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Технологии и материалы НИУ «БелГУ» на универсальной разрывной испытательной машине Instron 5882 (Instron, Illinois Tool Works Inc., Glenview, IL, USA) (рис. 2).

Подготовленную почку с наложенным узловым швом располагали на предметном столике, концы нитей закрепляли в вертикально расположенных зажимных механизмах разрывной машины. Скорость растяжения во всех испытаниях была стандартной — 10 мм в секунду, регистрировали удлинение нитей (мм) и нагрузку (Н). За предел прочности принимали максимальную нагрузку, при превышении которой наступало разрушение образца (прорезывание нити). Для стандартизации прошивание почки проводили прямой колющей иглой, отступя 5 мм от её поперечного разреза. Шаг между соседними швами составил 10 мм. Всего с каждым вариантом наложения шва произведено по 40 механических испытаний. Ткань почки характеризуется выраженной анизотропией и неоднородностью, что не позволяет её рассматривать ни с позиций упругого, ни с позиции вязкого тела. Предпринятые попытки допусков и изучения линейных и сдвиговых деформаций сопровождаются большой погрешностью, что не позволило рассматривать такую характеристику как модуль упругости ткани почки (модуль Юнга).

Этическое заявление. При разработке и осуществлении эксперимента мы ориентировались на рекомендации для проведения качественных исследований медицинской тематики “Standards for reporting qualitative research: a synthesis of recommendations”, разработанные Enhancing the Quality and Transparency of Health Research [11]. Исследование одобрено Локальным независимым этическим комитетом ФГАОУ ВО НИУ БелГУ на основании ознакомления с предоставленными материалами дизайна и плана реализации эксперимента (Протокол № 7 от 19 сентября 2018 года).

Методы статистического анализа. Для статистической обработки все данные о результатах формализованы и в автоматическом режиме с помощью программного обеспечения исследовательского оборудования внесены в базу данных, созданную на основе электронных таблиц Microsoft Office Excel (Microsoft Corp., Redmond, WA, USA). Статистический анализ полученных результатов проводили при использовании блока программ    IBMÒ  SPSS Statistics 19.0 (“SPSS: An IBM Company”, IBM SPSS Corp., Armonk, NY, USA). Полученные выборки имели нормальное распределение, количественные величины представлены средней арифметической, а доверительный интервал — стандартным отклонением. Уровень достоверности — р < 0,05.

Результаты

При проведении механических испытаний установлено, что наибольшей прочностью среди слоёв почечной паренхимы обладает мозговое вещество и ткани почечного синуса. Средний предел прочности в этой серии опытов составил 23,58 ± 9,17 Н. По результатам первой серии опытов, механическая прочность коркового вещества в отсутствии капсулы была минимальной, составив 8,4 ± 2,89 Н (р < 0,01). Наличие почечной капсулы достоверно повышает предел прочности до 14,89 ± 1,77 Н по сравнению с декапсулированной почкой (р < 0,05) (рис. 3, 4).

Замена вертикального шва через все слои с завязыванием узла по линии резекции на аналогичный горизонтальный матрацный шов статистически достоверно повышает предел прочности до уровней, сопоставимых с пределом прочности мозгового вещества, что составило 27,35 ± 12,04 Н (р < 0,01) (рис. 5).

В третьей серии опытов с целью повышения прочности горизонтального матрацного шва и исключения его прорезывания мы в качестве прокладок использовали гемостатическую сетку (SurgicelÒ) шириной 1 см, ленты из проленовой сетки (LintexÒ) и сосудистого политетрафторэтиленового протеза аналогичной ширины. Применение гемостатической сетки (SurgicelÒ) значимо не влияет на предел прочности горизонтального матрацного шва 23,58 ± 9,17 Н (р > 0,05). Использование проленовой сетки в качестве прокладки предотвращает прорезывание шва до нагрузки в 31,48 ± 9,98 Н, что достоверно выше нативного шва и защиты гемостатической сеткой SurgicelÒ  (р < 0,05). Максимальные показатели предела прочности горизонтального матрацного шва были получены для ленты из политетрафторэтиленового сосудистого протеза, в ряде случаев она превышает прочность нити из полигликолида диаметром 1 по USP или 0,4 мм и составляет в среднем 45,61 ± 6,1 Н (р < 0,01) (рис. 6).

Обсуждение

На настоящий момент в научной литературе, посвящённой проблемам гемостаза при резекции почки, обсуждается вопрос о так называемой бесшовной резекции с использованием различных вариантов электрохирургического или лазерного гемостаза, адгезивных клеевых композитов, а также суперселективной эмболизации [3][5][10]. Идеологией данного подхода является сохранение бо́льшего объёма функционирующей паренхимы [10][12]. Однако даже комбинация данных способов гемостаза не обеспечивает полной гарантии его эффективности по данным большинства работ, посвящённых резекции почки при экстраренальных образованиях до 2 см [1][2][13]. С другой стороны, глубина термического повреждения паренхимы может достигать 8 – 13 мм, что не укладывается в оптимальный подход для нефронсбережения и увеличивает риски образования мочевых свищей [2][4][8]. Таким образом, нефрорафия остаётся основным способом окончательного гемостаза при резекции почки у пациентов с большими и интраренальными опухолями [4][8].

Основными критическими точками при наложении шва на паренхиму почки при её резекции являются время его выполнения, так как последнее сопряжено как с длительностью ишемии органа, так и с объёмом кровопотери и риском прорезывания нитей [2][8]. Сторонники многорядных швов на рану почки сообщают о лучшей адаптации краёв раны, противники такого подхода в виде аргумента выдвигают довод о потери от 13,0 до 20,0% функционирующей паренхимы почки по причине её включения в линию шва [9][10][12][13].

Наше исследование показывает, что изолированное ушивание коркового слоя, особенно при неудовлетворительном состоянии капсулы почки, использовании вертикальных узловых или непрерывных обвивных швов, сопряжено с риском прорезывания нитей. Таким образом полученные нами данные ставят под сомнение рекомендации по наложению кортикального шва, в особенности на декапсулированную почку, так как это не повысит прочности шва и может выступать причиной геморрагических осложнений вследствие прорезывания швов. То есть, не повышая прочности шва, мы увеличиваем время его выполнения и частоту геморрагических осложнений.

Горизонтальный матрацный шов зарекомендовал себя с положительной стороны при закрытии раны не только почки, но и печени, и селезёнки [14]. Наши данные коррелируют с экспериментальными результатами изучения механической прочности паренхимы почек, полученными у свиней и крыс. Таким образом, данные модели можно использовать как гомологичные при проведении хронического опыта. При сопоставлении с результатами ряда исследований созданное напряжение в тканях при таком пределе прочности горизонтального матрацного шва превышает давление утечки крови на 20% [9][10]. Мы считаем, что ограничительными причинами для выполнения швов Кузнецова-Пенского и Oppel является сложность их наложения, присутствие большого числа лигатур в ране и большой расход шовного материала. Следовательно, оптимизация способа наложения горизонтального матрацного шва не только повысит прочность и, соответственно, снизит риск геморрагических осложнений (что следует из второй серии сравнительных механических испытаний), но и будет способствовать его более частому использованию.

Применение прокладок для повышения прочности хирургического шва при ушивании раны почки имеет достаточно давнюю историю [15][16]. Наиболее часто для этих целей используются аутоткани (паранефрий, фасция Gerot и брюшина) и синтетические материалы [16]. Недостатками первых являются их вариабельные физико-механические свойства и возможное недостаточное количество у конкретного пациента. Рядом исследователей рекомендуется использование гемостатических губок и сеток для укрепления линии почечного шва [16-18]. Нами получены отрицательные результаты применения подобного подхода с использованием гемостатической сетки SurgicelÒ, которая не повысила прочности горизонтального матрацного шва. Полученные данные мы можем объяснить тем, что авторы выше представленных публикаций использовали гемостатические материалы для усиления менее прочных вертикальных швов, что могло сопровождаться статистически значимым повышением предела прочности. Сетчатые плетёные проленовые протезы могут быть определённой альтернативой, и наши данные говорят о статистически достоверном увеличении предела прочности исследуемых швов при применении ленты из проленовой сетки LintexÒ (р < 0,05). Однако нужно отметить мануальные сложности в позиционировании этого материала при наложении шва на почку и риски нарушения целостности структуры плетения сетки при моделировании её к соответствующей клинической ситуации. Видимо поэтому в ряде сообщений предлагается изготовление специальных имплантов для ушивания почечной раны [17][19]. Мы полагаем, что наиболее удобным в мануальном позиционировании и моделировании, а также приоритетным со стороны механических характеристик является политетрафторэтилен, используемый для изготовления сосудистых протезов. Так, аортальная часть протеза достаточна для любых вариантов закрытия почечной раны и обеспечивает максимальную прочность однорядного шва практически без риска прорезывания нитей (р < 0,01).

Заключение

Анализ преимуществ и недостатков вышеперечисленных способов окончательного гемостаза при резекции почки свидетельствует о целесообразности наложения шва на почечную паренхиму. Исследование механической прочности слоёв почечной паренхимы показало нецелесообразность выполнения кортикального шва; использование горизонтального матрацного шва достоверно повышает предел прочности по сравнению с вертикальным; максимальные механические прочностные характеристики были получены при применении прокладок из политетрафторэтилена.