Моделирование артифициального мочевого пузыря на основе прямой мышцы живота в эксперименте

Резюме

Актуальность. Реконструкция мочевого пузыря - одна из сложных задач в практике хирурга-уролога. В настоящее время наряду с классическими методами воссоздания ортотопического резервуара мочевого пузыря продолжаются поиски альтернативных способов реконструкций. Основная цель нашего эксперимента - сформировать рабочую модель артифициального мочевого пузыря на основе мышечного лоскута из прямой мышцы живота.

Материал и методы. Для эксперимента в качестве подходящей живой биологической модели была выбрана свинья. Для упрощения хирургической техники эксперимента был выбран мышечный лоскут на основе прямой мышцы живота. Данный выбор аргументирован тем, что выполнить транслокацию лоскута на сосудистой ножке можно без микрохирургического этапа.

Результаты. Описанная методика впервые была проверена в проведенном нами эксперименте, в результате которого удалось сформировать рабочую модель артифициального мочевого пузыря.

Заключение. В ходе эксперимента был сформирован "неоцистис" из мышечного лоскута, который в перспективе может быть широко использован в клинической практике.

Ключевые слова:артифициальный мочевой пузырь, неоцистис, мышечный лоскут

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. 
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Адамян Р.Т., Хачатрян А.А., Тевосян А.А., Аракелян Г.Г., Дыдыкин С.С., Ковалева Д.Р., Джуганова В.О. Моделирование артифициального мочевого пузыря на основе прямой мышцы живота в эксперименте // Клиническая и экспериментальная хирургия. Журнал имени академика Б.В. Петровского. 2021. Т. 9, № 3. С. 37-43. DOI: https://doi.org/10.33029/2308-1198-2021-9-3-37-43

Радикальная цистэктомия показана при многих заболеваниях мочевого пузыря (МП), включая злокачественные новообразования, туберкулез и его травмы, радиационно-индуцированный и интерстициальный цистит [1-4].

Наиболее эффективные методы отведения мочи, известные в настоящее время, включают уретерокутанеостомию, операцию Бриккера с использованием подвздошного кондуита и создание ортотопического искусственного МП по Штудеру. Однако у этих методов есть свои недостатки: несостоятельность кишечного анастомоза, нарушение моторики кишечника, подтекание мочи и эстетическая неудовлетворенность пациентов из-за необходимости формирования кишечной стомы [5]. Эти осложнения часто требуют повторного хирургического вмешательства, что ведет к увеличению длительности лечения. Таким образом, поиск альтернативных реконструктивных методов отведения мочи у пациентов, перенесших цистэктомию, остается перспективным направлением исследований в хирургии.

В этом эксперименте мы представляем технику формирования искусственного МП из прямой мышцы, разработанной на экспериментальной модели in vivo.

Материал и методы

Исследование проводилось на экспериментальном животном - свинье Sus Scrofa Domesticus массой 25 кг [6]. Содержание животного было организовано в соответствии с Локальной этической комиссией ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет). Животное содержалось в условиях отсутствия стресса, кормление и уход осуществляли по стандартам, утвержденным приказом Минсельхоза России от 29 марта 2016 г. № 114 "Об утверждении ветеринарных правил содержания свиней с целью их размножения, выращивания и сбыта". Животное было доставлено в лабораторный центр за 7 дней до начала эксперимента для надлежащей адаптации к новым условиям и предоперационной подготовки.

Планирование и дизайн исследования

Эксперимент состоял из трех этапов: I этап - формирование искусственного МП ("неоцистиса") из лоскута прямой мышцы живота (ПМЖ; m. rectus abdominis) (рис. 1); II этап - формирование анастомоза между "неоцистисом" и мочеточником (рис. 2); III стадия - забор созданного "неоцистиса" для гистологического исследования и последующая гуманная эвтаназия животного. Между I и II этапами был 30-дневный период, необходимый для создания внутреннего слоя резервуара из соединительной ткани. Период между II и III этапами продлился 11 сут.

Рис. 1. Схема I этапа

Fig. 1. Schematic representation of the I stap

Рис. 2. Схема II этапа

Fig. 2. Schematic representation of the II stap

I этап

Операция проводилась в условиях искусственной вентиляции легких и многокомпонентной тотальной внутривенной анестезии [7, 8]. Была выполнена предварительная инфильтрация в области доступа 0,5% ропивакаином (+ эпинефрином) с последующим разрезом от мечевидного отростка до лобкового симфиза. Следующим этапом проводилась мобилизация ПМЖ с перевязкой нижних эпигастральных сосудов. Каудальный край мышечного лоскута был повернут в краниальном направлении (рис. 3).

Рис. 3. Прямая мышца изолирована от ложа, нижний эпигастральный пучок лигирован

Fig. 3. The rectus abdominis muscle is isolated from its bed, the lower epigastric vascular bundle is ligated and crossed

Для формирования искусственного резервуара МП в качестве расширителя использовали баллон катетера Фолея (рис. 4). Таким образом, в образовавшемся мышечном резервуаре создавалось 2 отверстия: первое предназначалось для связи "неоцистиса" с внешней средой через катетер (связь создавалась путем пришивания мышцы и мочевого катетера к коже), а второе - место анастомозирования мочеточника.

Рис. 4. Баллон катетера Фолея введен в полость мышечного резервуара

Fig. 4. The balloon of the Foley catheter is inflated in the cavity of the muscle reservoir

II этап

Доступ выполнялся в проекции ложа "неоцистиса". Созданный мышечный резервуар изолировали от ложа с последующим удалением баллона катетера Фолея из полости резервуара. Визуализирована внутренняя выстилка, состоящая из зрелой соединительной ткани. Для доступа к мочеточнику выполнялся лапаротомный разрез по средней линии. Между мочеточниковым катетером и "неоцистисом" был создан анастомоз с помощью нитей PDS 6/0. Мочевой катетер был введен через полость искусственного МП и выведен наружу через соединение кожи с "неоцистисом" (рис. 5-7).

Рис. 5. Визуализация мочеточника в тоннеле через переднюю брюшную стенку

Fig. 5. The ureter is visualized in the tunnel through the anterior abdominal wall

Рис. 6. Анастомоз мочеточника с "неоцистисом"

Fig. 6. The ureter is sutured to the “neocystis”

Рис. 7. Выведение мочевого катетера

Fig. 7. The ureteral catheter is brought out

III стадия

Для гистологического исследования удален "неоцистис" с прилегающими структурами. Проведена гуманная эвтаназия животного.

Результаты

Наш эксперимент продемонстрировал возможность альтернативной техники реконструкции МП, включающей формирование "неоцистиса" из лоскута ПМЖ. Исследование показало адекватное опорожнение образовавшегося резервуара.

В субэпителиальной строме отмечались полнокровие капилляров с феноменом краевого стояния лейкоцитов, экстравазация эритроцитов, умеренная диффузная инфильтрация сегментоядерными лейкоцитами, отек стромы с липоматозом. В мышечном лоскуте, окруженном мембраной, определялись очаги предшествующего некроза (рис. 8).

Рис. 8. A - стенка "неоцистиса" покрыта уплощенным однослойным эпителием, в субэпителиальной строме умеренная диффузная инфильтрация сегментоядерными лейкоцитами. H&E, ×400; Б - стенка мочеточника возле резервуара, эпителизация. Субэпителиально располагается волокнистая соединительная ткань с фибробластами, расширенными капиллярами и гранулоцитарными лейкоцитами; В - стенка резервуара покрыта однослойным призматическим эпителием с регенераторными изменениями. H&E, ×200. Полнокровие капилляров с феноменом краевого стояния лейкоцитов, умеренная диффузная инфильтрация сегментоядерными лейкоцитами; Г - фиксация кожно-мышечного лоскута на фасцию. Волокнистая соединительная ткань с включениями липоцитов, поперечный срез пучков поперечной полосатой мышечной ткани; Д - очаги депаренхимализации мышечных элементов лоскута. Группы пучков поперечнополосатой мышечной ткани с признаками гипотрофии, отек стромы с выраженным липоматозом; Е - стенка мочеточника у анастомоза с резервуаром, выстланным переходным эпителием

Fig. 8. A - the ureter wall beyond the reservoir is covered with a flattened unilamellar epithelium. H&E, ×400. There are diffuse infiltration in the subepithelial stroma with segmented leukocytes; B - the wall of the ureter near the reservoir. The connective tissue is located subepithelially with fibroblasts, dilated capillaries and granulocytic leukocytes; C - the wall of the reservoir near the ureter is covered with regenerating epithelium. H&E, ×200. There are capillary congestion with of the phenomenon of the "edge standing" leukocyte adhesion and moderate diffuse infiltration by segmented leukocytes; D - fixation of a musculocutaneous flap to the fascia. Fibrous connective tissue with inclusions of lipocytes, cross section of transverse striated muscle tissue; E - foci of muscle elements in a flap. The groups of the bundles of striated muscle tissue with signs of hypotrophy, stromal edema and lipomatosis; F - ureter wall near anastomosis with reservoir lined with transitional epithelium

Доказательств послеоперационных осложнений не было. Мочеиспускание происходило через катетер. Это свидетельствует о герметичности уретеронеоцистоанастомоза и созданного мышечного резервуара. Активный образ жизни и хороший аппетит животного говорят об удовлетворительном послеоперационном качестве жизни. В начале опыта масса экспериментального животного составляла 23 кг, через 41 день - 35 кг.

Обсуждение

В настоящее время наиболее эффективные методы деривации мочи включают использование желудочно-кишечных сегментов. К ним относят формирование ортотопического мочевого резервуара кишечной трубкой (операция Штудера) и уретероилеокутанеостомию (операция Бриккера) [9]. Главными недостатками этих методов являются не только функциональные нарушения, связанные с изменением работы кишечной трубки (перестройка метаболических процессов, образование мочевых камней, злокачественное перерождение), но и психологические аспекты. В первую очередь это связано с механизмом опорожнения артифициального МП. Недостаточный контроль данной функции, а иногда и полное ее отсутствие свидетельствует о выраженном снижении качества жизни пациентов [10].

Другой ведущей ветвью создания путей  деривации мочи является использование методов регенеративной медицины. A. Atala и соавт. показали возможность создания и трансплантации биоинженерных МП [11]. МП был выполнен из уротелиальных и мышечных клеток, засеянных на биоразлагаемый коллагеновый каркас в форме МП. Продолжительность исследования превысило 5 лет, при этом были выявлены сопоставимые результаты с кишечной пластикой. Недостатки данной методики - отсутствие иннервации МП и произвольного мочеиспускания.

Решение данных проблем идет по пути создания настоящего объемного мышечного органа - "псевдодетрузора", функционирующего под контролем человека [12].

Использование мышечных и кожно-мышечных лоскутов в реконструкции МП имело место в экспериментальных моделях, однако сейчас применяется и в клинической практике. Так, лоскут ПМЖ был помещен вокруг МП для обеспечения возможности мочеиспускания [13]. М. Ninkovic и соавт. в 2003 г. для выполнения миопластики детрузора использовали лоскут широчайшей мышцы спины с реваскуляризацией [14].

Преимущество применения ПМЖ связано с близкой локализацией лоскута и реципиентного ложа, а также с возможностью создания искусственного МП без микрохирургической техники [12].

В идеале мочевой кондуит должен выполнять аналогичные функции МП - резервуарную и детрузорную. Адекватное восстановление сократительной функции с произвольным сокращением при применении ПМЖ невозможно в связи иннервацией лоскута по сегментарному типу, поэтому необходим лоскут с осевой иннервацией.

В перспективе для дальнейшей реализации эксперимента с транслокацией резервуара в малый таз следует провести работу по поиску реципиентного соматического нерва и сосудов у свиньи, идентичных человеческим. Аналогом является реиннервация неофалоса запирательным нервом, способствующая "соматическому" контролю эрекции полового члена.

Размер лоскута должен соответствовать объему артифициального МП емкостью >200 мл, что обеспечивает мочеиспускание не чаще б раз в день. При выполнении данного оперативного вмешательства была выделена ПМЖ размером 24хб см, из нее был сформирован МП объемом 30 мл, что не соответствует физиологическим параметрам. Z. Yu-Hai и соавт. сообщают, что средний размер лоскута ПМЖ составлял 2бх13 см, что также недостаточно для реконструкции полноценного МП [15].

Один из методов решения - использование лоскута из широчайшей мышцы спины, который имеет осевое кровоснабжение и соматическую иннервацию (a., v. thoracodorsalis; n. thoracodorsalis). Максимально возможный размер лоскута, описанный в работе R.C. Russell и соавт., составляет 40х30 см [1б].

Заключение

Наш эксперимент демонстрирует возможность альтернативной техники реконструкции МП, включающей формирование "неоцистиса" из лоскута ПМЖ. Следующим этапом эксперимента будет использование нового лоскута подходящего размера с произвольным контролем мочеиспускания. Учитывая осевую иннервацию и достаточный размер, лоскут на основе широчайшей мышцы спины является приоритетным вариантом для следующего этапа эксперимента.

Литература

1.    Stein J., Lieskovsky G., Cote R. et al. Radical cystectomy in the treatment of invasive bladder cancer: longterm results in 1,054 patients // J. Clin. Oncol. 2001. Vol. 19, N 3. P. 666-675. DOI: https://doi.org/10.1200/jco.2001.19.3.666

2.    Kulchavenya E. Best practice in the diagnosis and management of urogenital tuberculosis // Ther. Adv. Urol. 2013. Vol. 5, N 3. P. 143-151. DOI: https://doi.org/10.1177/1756287213476128

3.    Ravi R., Dewan A., Pandey K. Transverse colon conduit urinary diversion in patients treated with very high dose pelvic irradiation // Br. J. Urol. 1994. Vol. 73, N 1. P. 51-54. DOI: https://doi.org/10.1111/j1464-410x.1994.tb07455.x

4.    Cox A., Golda N., Nadeau G. et al. CUA guideline: diagnosis and treatment of interstitial cystitis/ bladder pain syndrome // Can. Urol. Assoc. J. 2016. Vol. 10, N 5-6. P. 136. DOI: https://doi.org/10.5489/cuaj.3786

5. Лоран О.Б., Велиев Е.И., Серегин И.В., Серегин А.В., Лукьянов И.В. Осложнения радикальной цистэктомии с ортотопической пластикой мочевого пузыря // Анналы хирургии. 2017. Т. 22, № 2. С. 97103. DOI: https://doi.org/10.18821/1560-9502-2017-22-2-97-103

6.    Swindle M., Makin A., Herron A., Clubb F., Frazier K. Swine as models in biomedical research and toxicology testing // Vet. Pathol. 2011. Vol. 49, N 2. P 344-356. DOI: https://doi.org/10.1177/0300985811402846

7. Вачнадзе Д.И., Брешенков Д.Г., Дыдыкин С.С. Анестезиологическое пособие у свиней как модельного объекта в медико-биологических и биотехнологических исследованиях // Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. 2016. № 4 (59). С. 37-46. DOI: https://doi.org/10.17223/1814147/59/05

8.    Gelb A., Morriss W., Johnson W., Merry A. World Health Organization-World Federation of Societies of Anaesthesiologists (WHO-WFSA) International Standards for a Safe Practice of Anesthesia // Can. J. Anesth. (Journal Canadien d’Anesthesie). 2018. Vol. 65, N 6. P. 698-708. DOI: https://doi.org/10.1007/s12630-018-1111-5

9.    Schndrer S., Amend B., Stenzl A., Rausch S. Reconstructive surgery of the urinary bladder // Aktuelle Urol. 2017. Vol. 48, N 6. P. 561-568. DOI: https://doi.org/10.1055/s-0043-104508

10.    Qu L.G., Lawrentschuk N. Orthotopic neobladder reconstruction: patient selection and perspectives // Res. Rep. Urol. 2019. Vol. 11. P. 333-341. DOI: https://doi.org/10.2147/RRU.S181473

11.    Atala A., Bauer S.B., Soker S., Yoo J.J., Retik A.B. Tissue-engineered autologous bladders for patients needing cystoplasty // Lancet. 2006. Vol. 367, N 9518. P. 1241-1246. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(06)68438-9 PMID: 16631879.

12.    Perovic S.V., Djordjevic M.L., Kekic Z.K., Vu-kadinovic V.M. Bladder autoaugmentation with rectus muscle backing // J. Urol. 2002. Vol. 168, N 4. Pt 2. P. 1877-1880. DOI: https://doi.org/10.1097/01.ju.0000030041.09225.41 PMID: 12352380.

13.    Zhang J.Q., Zhang J.M., Liang W.Q., Ji C.Y., Chen Y.H. Lengthening the pedicle of the rectus abdominis myocutaneous flap for repair of upper chest and neck defects // Ann. R. Coll. Surg. Engl. 2017. Vol. 99, N 6. P. 464-471. DOI: https://doi.org/10.1308/rcsann.2017.0055

14.    Ninkovic M., Stenzl A., Schwabegger A., Bartsch G., Prosser R., Ninkovic M. Free neurovascular transfer of latissimus dorsi muscle for the treatment of bladder acontractility: II. Clinical results // J. Urol. 2003. Vol. 169, N 4. P. 1379-1383. DOI: https://doi.org/10.1097/01.ju.0000055257.87004.ba  PMID: 12629366.

15.    Zhang Y.H., Shao Q.A., Wang J.M. Enveloping the bladder with displacement of flap of the rectus abdominis muscle for the treatment of neurogenic bladder // J. Urol. 1990. Vol. 144, N 5. P. 1194-1195. PMID: 2146404.

16.    Russell R.C., Pribaz J., Zook E.G., Leighton W.D., Eriksson E., Smith C.J. Functional evaluation of latissimus dorsi donor site // Plast. Reconstr. Surg. 1986. Vol. 78, N 3. P. 336-344. DOI: https://doi.org/10.1097/00006534-198609000-00009  PMID: 3737758.

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Дземешкевич Сергей Леонидович
Доктор медицинских наук, профессор (Москва, Россия)
РОСМЕДОБР 2021
Вскрытие
Медицина сегодня
Конференция "Молекулярная диагностика"

Уважаемые коллеги ! Приглашаем Вас принять участие в X Юбилейной конференции "Молекулярная диагностика", которая пройдёт 9-11 ноября 2021 г. в Москве в ГК "Космос" (Проспект Мира, 150). На сегодняшний день согласно приказу Мэра Москвы с 8 ноября все массовые мероприятия с...

III Конгресс "Психическое здоровье человека XXI века"

ДЕТИ. ОБЩЕСТВО. БУДУЩЕЕ. III Конгресс "Психическое здоровье человека XXI века" Более 10 тысяч медицинских и немедицинских специалистов в сфере охраны психического здоровья, а также представителей социально-ориентированных НКО, деловых кругов, СМИ из 37 стран стали...

II Национальный междисциплинарный конгресс "Времена года. Женское здоровье от юного до серебряного и золотого возраста".

Пресс-релиз 21 и 22 октября 2021 года состоится II Национальный междисциплинарный конгресс "Времена года. Женское здоровье от юного до серебряного и золотого возраста" . Конгресс будет посвящен 20-летию Российской Ассоциации Маммологов и 15-летию первой кафедры клинической...


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»