Диссертация (Заместительная пластика мочевых путей препаратами из коллагена I типа)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегообразования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова»На правах рукописиКамалов Давид МихайловичЗАМЕСТИТЕЛЬНАЯ ПЛАСТИКА МОЧЕВЫХ ПУТЕЙПРЕПАРАТАМИ ИЗ КОЛЛАГЕНА I ТИПА14.01.23 — урологияДиссертацияна соискание ученой степеникандидата медицинских наукНаучный руководитель:доктор медицинских наук, профессорКирпатовский Владимир ИгоревичМосква — 20172ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................

4ГЛАВА 1. ЗАМЕЩАЮЩАЯ ПЛАСТИКА МОЧЕВЫХ ПУТЕЙ:СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) ................. 221.1 Пластика мочевых путей с использованием собственных тканей организма .. 221.1.1 Уретеропластика................................................................................................... 221.1.2 Цистопластика ...................................................................................................... 241.1.3 Уретропластика ....................................................................................................

271.2 Использование биоинженерных конструкций для расширяющей пластикимочевых путей ............................................................................................................... 281.2.1 Разработка основы для формирования биоинженерных конструкций(скаффолдов) .................................................................................................................. 291.2.1.1 Биологические скаффолды ............................................................................... 301.2.1.2 Синтетические скаффолды............................................................................... 361.2.1.3 Комбинированные скаффолды ........................................................................

371.2.2 Биоинженерные конструкции для пластики мочевых путей........................... 401.2.2.1 Использование стволовых клеток ................................................................... 411.2.2.2 Использование паракринных факторов стимуляции регенерации .............. 46ГЛАВА 2. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ...........................

512.1 Сравнительная оценка биоинертности мембран из бычьего и свиногоколлагена 1-го типа ....................................................................................................... 512.1.1 Реакция тканей на имплантат из бычьего коллагена........................................ 512.1.2 Реакция тканей на имплантат из свиного коллагена ........................................

552.2 Сравнительная оценка способности к интеграции в ткань мочевого пузырямембран из бычьего или свиного коллагена 1-го типа после замещения имидефекта стенки органа .................................................................................................. 592.2.1 Имплантация мембраны из бычьего коллагена ................................................ 592.2.2 Имплантация мембраны из свиного коллагена.................................................

642.3 Результаты пластики уретры трубчатым коллагеновым протезом.................... 7232.4 Результаты заместительной пластики мочевого пузыря коллагеновымимплантатом .................................................................................................................. 762.5 Клиническое наблюдение заместительной пластики мочеточникаколлагеновым трубчатым протезом ............................................................................ 912.5.1 Обсуждение клинического наблюдения ............................................................

94ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................. 96Выводы ......................................................................................................................... 107Практические рекомендации...................................................................................... 107СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ .........................................................................................

110СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................... 1114ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования. В урологической практике нередкиситуации, когда необратимо повреждается один из участков мочевых путей —мочеточник,мочевойпузырь,мочеиспускательныйканал.Возникаетнеобходимость замены поврежденного сегмента другим материаломдлявосстановления функции мочеиспускания. Несмотря на значительные успехи,достигнутые в этой области, многие проблемы, связанные с реконструктивнозаместительнойпластикоймочевыводящихпутей,по-прежнемуостаютсяактуальными [33, 45, 48, 50, 60, 160].Протяженные стриктуры мочеточника, которые невозможно ликвидироватьс использованием местных тканей (лоскутная пластика, уретеро-уретероанастомоз, операция Боари), вынуждает использовать другие методы, основнымиз которых является кишечная пластика с использованием изолированногосегмента тонкой кишки на сосудистой ножке [22, 21, 56, 62].

Альтернативныеметоды уретеропластики (использование слизистой ротовой полости, аппендикса,тканеинженерныхконструкций,эндопротезирование)проходяттолькоэкспериментальные исследования или имеют очень ограниченный клиническийопыт применения [10, 12, 21, 58].Кишечная пластика также является основным методов замещения мочевогопузыря, как при его полном удалении при раке мочевого пузыря, так и приобширныхегорезекцияхпридоброкачественныхзаболеваниях(интерстициальном цистите, нейрогенном мочевом пузыре, рефрактерномгиперактивном мочевом пузыре и др.) [24, 25, 28, 68, 86, 135; 176]. С этой цельюиспользуют сегменты тонкой, толстой или прямой кишки, илео-цекального угла,большой кривизны желудка на сосудистой ножке.Однако, помимо высокой травматичности кишечной пластики мочеточникаи мочевого пузыря, а также высокого риска развития хирургических осложнений,существует и проблема развития мочевой инфекции, камней мочевого резервуара,рака в пересаженном отделе кишки, а также метаболических нарушений,5связанных с различной функцией слизистой оболочки пересаженного сегментакишки или желудка и слизистой оболочки мочевых путей [86, 116, 213].Не менее важной проблемой, несмотря на ее многолетние исследования,остается лечение протяженных стриктур уретры.

Наиболее часто используемыеварианты операции — замещение зоны стриктуры слизистой полости рта, кожнымили кожно-фасциальным лоскутом, в том числе на сосудистой ножке смикрохирургическим анастомозированием кровеносных сосудов [33, 53, 55, 208].Основными отрицательными моментами этих операций была сложностьвыполнения,особеннотрансплантатов,высокаяпримикрохирургическойчастотаобразованиястриктурреваскуляризациииоблитерацийанастомозов, частое формирование мочевых свищей, а при использовании кожныхлоскутов — рост волос в неоуретре [1, 54, 174].

Эндопротезирование уретры симплантацией в область стриктуры нитиноловых сетчатых протезов носитпаллиативный характер и, как правило, используется как вспомогательный методлечения [42].Всвязисэтимизучаетсявопрособальтернативныхвариантахзаместительной пластики мочевых путей как с использованием специальнообработанных аллогенных и ксеногенных тканей, так и искусственно созданныхзаменителейстенкиоргана.Сэтойцельюиспытывалисьмышечно-апоневротический лоскут брюшной стенки, сальник на ножке, аллотрансплантатымочевого или желчного пузыря, сегмент брюшины, лиофилизированныйтрансплантат твердой мозговой оболочки, синтетические протезы или лишенныеклеток биологические материалы [15, 32, 192].

Однако при экспериментальномизученииэтихметодовнаблюдалинеудовлетворительныерезультаты,обусловленные склерозированием и сморщиванием трансплантатов, приводящие кстриктуре и облитерации неоуретры и сморщиванию реконструированногомочевого пузыря.Одним из перспективных материалов является коллаген, выделенный изтканей животных, достоинствами которого считают отсутствие токсических иканцерогенных свойств, слабую антигенность, высокую механическую прочность6и устойчивость к тканевым ферментам, регулируемую скорость лизиса ворганизме, способность образовывать комплексы с биологически активнымивеществами, стимуляцию регенерации собственных тканей организма [18, 87].Особенность белков данного класса — их филогенетическое родство у разныхвидов животных и человека, что позволяет использовать ксеногенный коллагендля разработки биоматриц [34].

Коллаген считают одним из наиболееперспективных материалов временного направляющего каркаса для регенерацииза счет постепенного замещения прилежащими собственными тканями организма,чтовыгодноотличаетегоотсинтетическихполимерныхматериалов,используемых в реконструктивной хирургии [19].Имеютсяпубликацииобэкспериментальныхисследованиях,свидетельствующих о перспективности использования препаратов на основеколлагена для пластики уретры и мочевого пузыря [60, 87, 119, 194]. Однако ониносят единичный характер и связаны с использованием различных препаратовколлагена, что требует накопления данных по этому вопросу. В частности, нетсведений о влиянии источника коллагена на его биоинертные свойства.

Крометого, экспериментына крупныхлабораторныхживотных иединичныеклинические исследования на ограниченном числе пациентов, которым провелицистопластику бесклеточной коллагеновой мембраной, показали неоднозначныйрезультат. Наряду с хорошей приживляемостью бесклеточные коллагеновыемембраны не обеспечивали ожидаемого увеличения объема мочевого пузыря иуменьшения его ригидности, что было связано с замещением коллагеновогокаркаса преимущественно соединительной тканью при слабой регенерациимышечной ткани [85, 87, 91, 123].В связи с этим, актуальным остается вопрос стимуляции васкуляризации иврастания клеток из окружающих тканей в имплантированный коллагеновыйкаркас для формирования полноценной стенки мочевого пузыря.

С этой целью рядавторов предлагают включать в состав мембран фактор роста эндотелия сосудов(VEGF) изолированно [128] или в комплексе с гиалуроновой кислотой [99],комплекс полигликолиевой кислоты, гликолиевой кислоты и амниотической7мембраны человека [114], основной фактор роста фибробластов [88], а такжестволовые клетки [87].Степень разработанности темы. В последние годы в литературе все чащепоявляютсясообщенияоприменениипрепаратовизколлагенадлязаместительной пластики мочевых путей [60, 194]. Однако, эти исследованияносят единичный характер, выполнены на различных экспериментальныхживотных и с использованием различных типов мембран [87, 119].

Имеющиесяпубликацииобэкспериментальныхисследованиях,свидетельствующихоперспективности использования препаратов на основе коллагена, недостаточноосвещают тему выбора источника коллагена, модели заместительно–пластическихопераций, а и имеющиеся функциональные результаты носят неоднозначныйхарактер [85, 87, 91, 123].Таким образом, тема диссертации представляется весьма актуальной инаходится в сфере интересов многих исследовательских центров, однако, рядвопросов, касающихся стимуляции регенерации поврежденных тканей путемимплантации биоинженерных конструкций остается малоисследованным, что ипослужило основанием для выполнения данного исследования.Цель исследования: изучение возможности использования мембран изколлагена I типа для заместительной пластики мочевых путей, без и с включениемв их состав кондиционированной среды культивирования мезенхимальныхстволовых клеток жировой ткани человека.Задачи исследования:1.