Способ лечения ишемических изменений тканей

Изобретение относится к медицине, в частности к хирургии, и касается лечения ишемических изменений тканей. Для этого в зоне поражения осуществляют выполнение каналов с помощью лазерного излучения с длиной волны 0,97-1,064 мкм в непрерывном или импульсном режимах, мощностью 7-15 Вт. В промежутках между каналами выполняют имплантацию клеток костного мозга. В качестве имплантанта используют пунктат красного костного мозга губчатых костей больного, отделенный от зрелых эритроцитов, костных элементов и жиров. Способ обеспечивает нормализацию кровотока в зоне поражения, повышение выживаемости имплантируемых клеток и возможность их дифференциации до эндотелиальных клеток новых кровеносных сосудов.

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для лечения трофических нарушений и стимуляции репаративных процессов в тканях при их ишемических повреждениях различного характера и локализации.

Известен способ имплантации аутологичных костномозговых клеток, заключающийся во введении в точки, расположенные на ишемической мышце пораженной конечности, аутологичных костномозговых клеток (Surgery 2001. Jul 130 (1) 44-54. The induction of angiogenesis by the implantation of autologous bone marrow cells. Hamano K., Li TS., Kobayashi Т., Tanaka N., Kobayashi S., Matsuzaki M., Esato K.)

В известной методике костномозговые клетки приготовлены с удалением эритроцитов.

Результаты исследования после проведенной процедуры имплантации костномозговых клеток показали, что ангиогенез был значительно индуцирован в ишемизированной мышце. Лазерный допплер показал значительное возрастание кровотока.

Однако данный метод все-таки не обеспечивает достаточной эффективности лечения.

Известен способ имплантации стволовых клеток в ишемизированный миокард в эксперименте, выбранный в качестве ближайшего аналога, включающий введение суспензии стволовых клеток инъекционно в эпимиокардиальные каналы, сформированные в зонах миокарда с постинфарктным рубцом лазером в непрерывном режиме (см. патент RU №2237440, МПК-7: А 61 В 17/00, опубл. 20.05.2004 г.).

В известном способе стволовые клетки выделяют в боксе биологической защиты из костного мозга ребра, удаленного у экспериментального животного в результате его поднадкостничной резекции ребра.

В данной работе отмечено, что использование трансплантации стволовых клеток по замещению дефектов миокарда позволяет уже на 9-й день зафиксировать новообразованные кардиомиоциты, которые на 68% заполняют зону инфаркта, существенно сокращая участки дискинезии.

По мнению создателей известного способа, предлагаемый способ исключает диффузное распространение стволовых клеток по тканям, связанным с инъекционным введением, повышает точность локализации имплантированных аутологичных стволовых клеток и обеспечивает минимальную их травматизацию, что облегчает процесс забора материала для проведения гистологического исследования и обеспечивает более детальную оценку взаимодействия стволовых клеток с окружающим миокардом и, как следствие, позволяет решать вопросы лечения инфаркта миокарда с помощью клеточной кардиомиопластики.

Однако использование в качестве имплантанта только стволовых клеток костного мозга не обеспечивает ишемизированные ткани всей совокупностью биологически активных веществ, содержащихся в пунктате костного мозга с клетками крови, что не позволяет достаточно эффективно решать вопросы лечения трофически измененных тканей с помощью известного способа.

Это объясняется тем, что выделенные в известном способе стволовые клетки отмыты (изолированы) от компонентов внеклеточного матрикса, который в костном мозге является значимым источником биологически активных веществ (факторов роста, гепарансульфатов, ферметов, цитокинов и т.п.) и являющегося необходимым источником нормального существования стволовых клеток.

Кроме того, использование для извлечения стволовых клеток из костного мозга резецированного ребра биологического объекта является слишком травматичным и не приемлемо для человека. При этом выделение стволовых клеток в специальном боксе биологической защиты не может не сказаться на стоимости данного способа лечения.

А ведение суспензии стволовых клеток непосредственно в выполненные лазером каналы не может обеспечить должной эффективности лечения ишемических изменений тканей, поскольку канал, выполненный с помощью лазерного излучения указанными в известном способе параметрами, окружен зоной некроза тканей, что снижает выживаемость вводимых стволовых клеток, поскольку они лишены нормального микроокружения и питательной среды.

Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлено данное изобретение, является достижение более высокой степени эффективности лечения ишемических изменений тканей.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе лечения ишемических изменений тканей, включающий выполнение каналов в зоне поражения, осуществляемое с помощью лазерного излучения и последующую имплантацию клеток костного мозга в этой зоне, согласно изобретению в промежутках между каналами, выполненными при излучении лазера с длиной волны 0,97-1,064 мкм в непрерывном или импульсном режимах, мощностью 7-15 Вт, осуществляют имплантацию пунктата красного костного мозга губчатых костей больного, отделенного от зрелых эритроцитов, костных элементов и жиров.

Авторы утверждают, что именно заявленное ими сочетание выполнения каналов в зоне поражения с помощью лазерного излучения и имплантация клеток красного костного мозга в промежутках между этими каналами, с использованием для имплантации пунктата красного костного мозга губчатых костей, отделенных от зрелых эритроцитов, костных элементов и жиров, позволяет добиться наиболее высокой, не достигаемой на сегодняшний день ни одним из известных способов степени эффективности лечения ишемических изменений тканей.

По мнению авторов, это обеспечивается за счет того, что выполнение каналов в тканях зоны поражения с помощью лазерного излучения способствует образованию в местах вокруг них сети мелких сосудов, которая с успехом компенсирует кровоток в данной ткани и значительно ускоряет нормализацию кровотока в зоне поражения, а имплантация в промежутки между выполненными каналами пунктата красного костного мозга губчатых костей больного, отделенных от зрелых эритроцитов, костных элементов и жиров, способствует созданию в пораженной ткани достаточной концентрации биологически активных веществ и ферментов, необходимых для успешной репарации и роста новых кровеносных сосудов.

Кроме того, сами стволовые клетки костного мозга, присутствующие в заявляемой суспензии, могут дифференцироваться от эндотелиальных клеток новых кровеносных сосудов, в том числе именно благодаря наличию нормального микроокружения и питательной среды.

Заявляемая авторами суспензия содержит факторы роста, цитокины, протеолитические ферменты группы коллагеназ и плазминогена, выделяемые клетками костного мозга, являющиеся мощным источником биологически.активных веществ, в отличие от стволовых клеток, используемых в ближайшем аналоге, отмытых от компонентов внеклеточного матрикса.

Авторами экспериментально установлено, что наилучшего результата лечения ишемии тканей удается достичь при заявляемых параметрах лазерного излучения.

Способ осуществляется следующим образом.

При трофических изменениях тканей нижней конечности.

Выполнение каналов ишемизированных тканей осуществляют следующим образом.

Формирование каналов в тканях пораженной конечности осуществляют с помощью лазерного излучения с длиной волны 0,97-1,064 мкм в непрерывном и импульсном режимах. Мощность используемого излучения составляет от 7 до 15 Вт. Используется световод диаметром 0,4-0,6 мм.

С помощью источника высокоинтенсивного лазерного излучения на пораженной конечности через кожу и мягкие ткани через 1-5 см наносятся перфорационные отверстия (каналы). Вариантов нанесения перфорационных отверстий (каналов) может быть множество:

- на протяжении всей голени;

- на протяжении бедра;

- на протяжении всей голени и на проксимальном и дистальном участках бедра;

- на протяжении бедра и проксимальном и дистальном участках голени;

- от бедра до стопы и т.д.

При этом каналы могут выполняться как до надкостницы, так и быть ограничены только мягкими тканями.

При выполнении каналов, ограниченных мягкими тканями, световод пункционно через инъекционную иглу вводят в ткань пораженной конечности. Выполнение перфорационных отверстий (каналов) до надкостницы выполняют световодом через кожу, мягкие ткани. При включении источника лазерного излучения световод вводят в мягкие ткани пораженной конечности через расстояния от 1 до 5 см. Каналы формируют по окружности пораженной конечности, за исключением зон проекции сосудисто-нервных пучков. Верхняя граница воздействия проходит выше места окклюзии магистрального кровотока.

Отверстия наносятся с наружной и внутренней стороны пораженной конечности.

Общее количество каналов, выполненных как до надкостницы, так и ограниченных мягкими тканями, зависит от протяженности и объема трофических изменений нижних конечностей.

Перед выполнением перфорационных отверстий (каналов) у больного выполняют забор 10-100 мл пунктата из подвздошной кости или грудины, содержащего красный костный мозг и венозную кровь.

Методом центрифугирования в асептических условиях из полученного пунктата выделяют фракцию зрелых эритроцитов (на дне пробирки). Одновременно суспензия отмывается (изолируется, отделяется) от костных элементов и жира.

В шприц набирают плазму и фракцию незрелых клеточных элементов (средняя фракция клеток) в объеме 10-70 мл.

Инъекционно (по 0,3-0,5 мл в каждую точку инъекции), после выполнения каналов лазерным излучением, производят обкалывание тканей, расположенных в промежутках между выполненными каналами.

Количество выполняемых лазерных каналов и количество инъекций заявляемой суспензией и их объем зависит от объема ишемизированной ткани.

В качестве критериев эффективности проведенной терапии используются клинические критерии: субъективное ощущение у больного потепления стоп и улучшение тактильной чувствительности пальцев стоп, увеличение дистанции безболевой ходьбы, уменьшение болевого синдрома, заживление некротических дефектов.

При трофических изменениях тканей печени.

Испытания заявляемого способа проведены на биологических объектах - крысах с моделью цирроза печени ишемического генеза.

В тканях печени лазерным излучением с длиной волны 0,97-1,64 мкм мощностью излучения 7-15 Вт в непрерывном и импульсном режимах выполняют перфорационные отверстия (каналы). Количество выполняемых отверстий зависит от объема трофических изменений тканей биологического объекта и от объема пораженного органа.

Из подвздошных костей забирают пунктат миелоидной ткани и крови, который центрифугированием отмывают (изолируют, отделяют) от зрелых эритроцитов, костных элементов и жиров. Полученную суспензию инъекционно вводят в ткань печени биологического объекта. Места введения суспензии располагаются в промежутках между выполненными ранее лазерными каналами. Количество вводимой суспензии и количество выполненных инъекций также зависит от объема ишемизированной ткани и объема пораженного органа.

При трофических изменениях тканей миокарда.

Испытания заявляемого способа проведены на биологических объектах - собаках с моделью ишемической болезни сердца.

На сердце биологического объекта выполняют перфорационные отверстия (каналы) лазерным излучением с длиной волны 0,97-1,064 мкм в непрерывном или импульсном режимах мощностью 7-15 Вт. Количество каналов зависит от объема поражения.

Из подвздошной производят забор пунктата костного мозга. Полученный пунктат центрифугируют для отделения зрелых эритроцитов, костных элементов и жиров. Полученную суспензию пункционно вводят в сердце биологического объекта - собаки. Инъекции суспензии выполняют в ткани сердца, расположенные в промежутках между выполненными ранее лазерными каналами. Количество вводимой суспензии и количество инъекций зависит от объема ишемизированной ткани и объема пораженного органа.

Результаты проведенных исследований оценивают по морфологическим исследованиям пролеченных органов.

Заявленный способ подтвержден примерами конкретного выполнения.

Пример №1. Больной X. 72 года. Диагноз:

Облитерирующий атеросклероз нижних конечностей. Окклюзия правой бедренной артерии, левой подколенной артерии, стеноз подвздошных артерий, хроническая ишемия III степени по Фонтейну.

Больному проведено хирургическое лечение заявленным способом.

Лазерным излучением с длиной волны 0,97 в импульсном режиме мощностью излучения 10 Вт световодом 0,6 мм больному выполнены соответственно по 18-10 перфорационных отверстий (каналов) до надкостницы на бедре, голени, стопе правой и левой конечностях. Выполнено по 8 каналов в мышечных тканях пораженных конечностях.

Из гребня подвздошной кости выполнен забор 100 мл пунктата, содержащего красный костный мозг и венозную кровь. Методом центрифугирования в асептических условиях выделена фракция зрелых эритроцитов (на дне пробирок).

Одновременно суспензия отмыта (отделена) от костных элементов и жира. В шприц набрано 60 мл плазмы со средней фракцией клеток, которая методом многократных инъекций по 0,3-0,5 мл в каждое место инъекций вводится в зону трофического повреждения в промежутки между выполненными перфорационными отверстиями (лазерными каналами).

На следующий день после выполнения операции у больного прошли боли в ногах в покое, стопы потеплели, через неделю дистанция безболевой ходьбы увеличилась в 4 раза (с 50 м до 200 м).

Пример №2. Биологический объект - крыса. Модель цирроза печени ишемического генеза.

В ткани печени биологического объекта выполнено 10 перфорационных отверстия (канала) лазерным излучением с длиной волны 0,97 мкм в непрерывном режиме мощностью 7 Вт световодом диаметром 0,4 мм.

Из подвздошных костей биологического объекта забран 1 мл пунктата костного мозга. Методом центрифугирования в асептических условиях из полученного пунктата выделена фракция зрелых эритроцитов (на дне пробирки). Одновременно суспензия отмыта (отделена) от костных элементов и жира. В шприц набрана плазма со средней фракцией клеток в объеме 0,7 мл. Полученная суспензия за 4 инъекции введена в ткани печени в промежутки между ранее выполненными лазерными каналами.

Через неделю при морфоролическом исследовании в тканях печени на фоне цирротических изменений определялись очаги регенерации печеночной ткани.

Пример №3. Биологический объект - собака с моделью ишемической болезни сердца.

На работающем сердце биологического объекта выполнено 10 перфорационных отверстия (канала) лазерным излучением в импульсном режиме с длиной волны 1,64 мкм мощностью 15 Вт, диаметр световода 0, 4 мм.

Из подвздошных костей биологического объекта забрано 15 мл пунктата костного мозга. Обработка полученного пунктата согласно примерам №1 и №2. Получено 7 мл заявленной суспензии, которую инъекциями по 0,5 мл в каждую точку ввели в промежутки между ранее выполненными лазерными каналами.

Через 3 недели при морфологическом исследовании миокарда наблюдали активный процесс неоангиогенеза - множество вновь образовавшихся капилляров, артерий и вен малого калибра, новообразование кардиомиоцитов.

Способ лечения ишемических изменений тканей, включающий выполнение каналов в зоне поражения, осуществляемое с помощью лазерного излучения и последующую имплантацию клеток костного мозга в этой зоне, отличающийся тем, что в промежутках между каналами, выполненными при излучении лазера с длиной волны 0,97-1,064 мкм в непрерывном или импульсном режимах, мощностью 7-15 Вт, осуществляют имплантацию пунктата красного костного мозга губчатых костей больного, отделенных от зрелых эритроцитов, костных элементов и жиров.