Дальнейшим этапом в развитии и совершенствовании коллагенсодержащих протезов сосудов явилась разработка «биологических протезов», представляющих собою коллагенэластический каркас сосудистой стенки, полученный путем обработки сосудов животных специальными ферментами и глутаровым альдегидом. Такая обработка не изменяет биологических характеристик (прочности, эластичности) трансплантата, следовательно, по своим гемодинамическим показателям он близок к нативным - необработанным - артериальным сосудам. Вместе с тем под действием ферментов и глутарового альдегида разрушаются или блокируются клеточные элементы и некоторые белки сосудистой стенки, способные вызвать иммунологический конфликт и отторжение трансплантата.
Опыт клинического применения ксеногеновых трансплантатов указывает на большие перспективы их использования в сосудистой хирургии для выполнения разнообразных реконструктивных вмешательств в сосуды среднего и малого калибра, в то время как коллагенсодержащие протезы более целесообразно использовать для операций на магистральных артериях и венах.
Методика обработки сосудов у животных ферментами и глутаровым альдегидом была использована для получения биологических протезов клапанов сердца. Совместными усилиями хирургов-кардиологов, экспериментаторов, инженеров-биохимиков, химиков-полимерщиков был создан биопротез клапана сердца принципиально нового типа, так называемый БАКС (биопротез аортального клапана сердца). Клапаны свиньи, обработанные ферментами глутаровым альдегидом, фиксированы на специальном поддерживающем каркасе. Как и в случае с ксенотрансплантатами сосудов, ксенобиопротез аортального клапана сердца обладает сниженными иммунными свойствами, хорошими прочностными и гидравлическими характеристиками. По последним клиническим показателям, БАКС имеет значительные преимущества перед шариковым протезом и существующими зарубежными моделями клапанов сердца.
Несмотря на большое количество методов и медикаментозных средств, лечение гнойных ран остается одной из актуальных проблем медицины. Особое место среди хирургических больных занимают пациенты с ожогами, обширными незаживающими ранами, трофическими язвами и пролежнями. Препараты коллагена в комплексе с лекарственными веществами значительно улучшают течение гнойно-воспалительного процесса и заживление раневой поверхности. На первой фазе процесса коллагеновые покрытия (пленки) изолируют раневую поверхность от окружающей среды, препятствуя вторичной инфекции и потере белка. В то же время, обладая достаточной влаго- и воздухопроницаемостью и адсорбционной способностью, они не снижают аэрации раны и не способствуют скоплению гноя. Коллаген оказывает мощное стимулирующее воздействие на развитие собственной соединительной (грануляционной) ткани, что является определяющим фактором в лечении раневого процесса.
Клиническая апробация коллагеновых препаратов показала, что с их помощью можно в короткие сроки добиться заживления различных по происхождению, величине и локализации раневых дефектов, в том числе и осложненных инфекцией.
Коллаген находит широкое применение и в других областях медицины. Известно, что борьба с кровотечениями является одной из важнейших задач и в военное и в мирное время. Проблема остановки кровотечения актуальна и сегодня, особенно в связи с развитием хирургии паренхиматозных органов (печени, почек, легких). Остановить кровотечение при операциях на печени или селезенке непросто: кровоточит вся поверхность рассеченного органа. Использующиеся для этой цели гемостатические губки из синтетического материала обладают хорошими механическими свойствами, но не рассасываются в организме, прорастают соединительной тканью, что ведет к образованию грубого рубца и спаек. Здесь следовало отдать предпочтение губкам из биологических материалов - фибриновым, желатиновым, целлюлозным. Однако подобные препараты не столь удобны в употреблении. Механическая прочность их незначительна, они легко крошатся, плохо моделируются и, кроме того, слишком быстро рассасываются.
Гемостатическая губка, изготовленная из коллагена, лишена отрицательных свойств. Она проста в изготовлении, удобна в применении. Благодаря своей пористой структуре, обладает высокой адгезивной способностью, то есть плотно прилипает к раневой поверхности, не оставляя воздушной прослойки, за счет чего и обеспечивается ее высокий гемостатический эффект. С помощью коллагеновой гемостатической губки можно останавливать кровотечение не только из паренхиматозных органов (печени и др.), но и из венозных синусов твердой мозговой оболочки, костей свода черепа, кровотечений из альвеолярных сосудов, возникающих у некоторых больных после удаления зубов. Коллагеновая гемостатическая губка широко внедряется в клиническую практику и получила высокую оценку врачей.
Коллагеновые препараты могут успешно применяться и для закрытия остеомиелитических полостей, особенно при хронических формах заболевания.
Экспериментальные и клинические данные показывают, что биополимерам животного и растительного происхождения принадлежит большое будущее в хирургии, а препараты и изделия на их основе могут широко использоваться в различных областях медицины.
Поражение клапанного аппарата сердца при врожденных и приобретенных пороках является довольно распространенным заболеванием, которое занимает одно из первых мест среди причин потери трудоспособности и гибели больных. Подчас единственной возможностью эффективной помощи этим больным является хирургическая операция. Некоторым больным, у которых изменения пораженных клапанов нерезко выражены, можно провести клапаносохраняющие операции. Своевременно и правильно выполненная, такая операция позволяет достичь значительно более высокого «качества жизни» больного, нежели при протезировании клапана. Однако, к сожалению, далеко не всем можно произвести эффективную клапаносохраняющую операцию. В тех случаях, когда створки клапанного аппарата сердца при заболевании их подверглись грубой деформации, речь может идти только о замене естественного клапана на искусственный протез.
Результат операции во многом (если не во всем) зависит от того протеза, которым заменили естественный клапан. Какой протез выбрать - биологический или механический, а если механический, то какой конструкции, из какого материала - эта проблема является в прямом смысле слова проблемой жизни и смерти для сотен тысяч больных. Ведь ежегодно в мире имплантируется около 300 тысяч искусственных клапанов сердца. Опыт последних лет показал, что биологические протезы по многим критериям значительно превосходят механические - они обладают хорошими гемодинамическими характеристиками и низкой тромбогенностью (образованием тромбов). Однако через несколько лет после имплантации биоклапанов возможна их дисфункция вследствие дегенеративных изменений биологических тканей. Кроме того, показания к биопротезированию строго ограничены. Биопротезы клапанов сердца, к сожалению, не стали (да, естественно, и не могли стать) панацеей при лечении такого сложного и многопричинного заболевания, как «клапанная болезнь» сердца, возникающего при ревматизме и при ишемической болезни сердца, при врожденной патологии или травме, и поражающего мужчин и женщин, стариков и детей. Вероятно, нельзя в настоящее время рассчитывать на создание «идеального» протеза, пригодного для имплантации всем больным с грубой деформацией клапанов. Поэтому наряду с дальнейшим совершенствованием биопротезов необходимо продолжать разработку и создание новых моделей механических клапанов сердца.
Эффективность работы клапана и результаты операции по его имплантации во многом определяются свойствами материалов, из которых выполнена его конструкция. По сравнению с другими областями хирургии, сердечно-сосудистая хирургия предъявляет наиболее жесткие требования к материалам для эндопротезирования. Материал для искусственных клапанов сердца должен обладать поистине уникальным набором свойств, к которым относятся:
- биологическая инертность: отсутствие токсичности, аллергенности, травмирующего и раздражающего действия на окружающие ткани;
- механическая прочность, рассчитанная на длительный срок работы в организме, устойчивость к износу;
- гемосовместимость: материал не должен вызывать повреждения элементов крови и образования тромбов;
- устойчивость к агентам внутренней среды организма, к воздействию биологических жидкостей;
- устойчивость к высокотемпературной стерилизации.
История создания механических клапанов сердца - это во многом история поиска и внедрения новых конструкционных материалов. Первые модели ИКС были выполнены из полимеров. Им на смену пришли клапаны из металлов и сплавов. Самые последние модели ИКС изготовлены из графитсодержащих материалов. Каждый из этих материалов обладает определенными преимуществами, однако не лишен и весьма существенных недостатков. Поэтому поиск новых материалов, перспективных для создания сердечных клапанов протезов, продолжает оставаться весьма актуальной проблемой.
