Возможности физических методов воздействия на атеросклеротические бляшки в комплексном хирургическом лечении ишемических состояний

Атеросклероз поражает эндотелий артерий, приводя к формированию атероматозной бляшки. При дальнейшем прогрессировании атерослеротического процесса происходит повышение жесткости сосудов, снижение их эластичности, а также изменение скоростных показателей кровотока в этой зоне вследствие стенозирования сосуда, разрыв атеросклеротических бляшек и формирование микроаневризм, что в комплексе ведет к возникновению клинической картины атеросклеротического поражения. В целом, на данный момент атеросклероз расценивается как воспалительное заболевания с большим количеством факторов риска. [1, 2]. Также существуют определенные доказательства того, что значительную роль в возникновении и прогрессировании атеросклероза могут играть инфекционные агенты: в атеросклеротических бляшках были обнаружены ДНК Chlamydia pneumonia и Helicobacter pylori, а также вируса Герпеса, Эпштейн-Барр и цитомегаловируса [3]. В более поздних стадиях атеросклероза задействованы гладкомышечные клетки сосудистой стенки, которые формируют фиброзную оболочку, покрывающую саму бляшку со стороны просвета сосуда [4] .

В настоящее время радикальных методов лечения атеросклероза не существует. Что касается проблемы воздействия на саму атеросклеротическую бляшку, то в основном в настоящее время эти возможности ограничиваются применением атеросклеротических препаратов, снижающих вероятность ее роста и прогрессирования (в основном из группы статинов), а также модификацией питания и образа жизни. Лечение осложнений атеросклеротического процесса (ишемической болезни сердца, нижних конечностей и головного мозга) в основном либо является преимущественно патогенетическим (фармакотерапия), либо направлено на восстановление кровотока в ишемизированной зоне органа или ткани хирургическим путем. Несмотря на достигнутые успехи, и в первом, и во втором случае результаты лечения (прежде всего отдаленные) не всегда являются удовлетворительными, что связано, в том числе, с невозможностью адекватного замедления прогрессирования атеросклеротического процесса как такового, а также с отсутствием эффективных методов локального воздействия на атеросклеротические бляшки. В этой связи определенный интерес могут представлять не фармакологические, а различные физические методы такого воздействия. В данном обзоре рассмотрены некоторые из этих методов, имеющие потенциал применения в сердечно-сосудистой хирургии.

Криопластика

Рентгенэндоваскулярная ангиопластика, в изолированном виде или в сочетании с дальнейшим стентированием пораженного участка сосуда, в настоящее время превратилась в рутинную процедуру, осуществляемую в большинстве специализированных центров и клиник. Однако несмотря на развитие методики, частота осложнений, связанных собственно с техникой процедуры (например, расслоение стенки), а также частота развития рестенозов не только в ближайшем, но и в отдаленном послеоперационном периодах остается достаточно высокой. Одним из путей снижения частоты возникновения указанных осложнений и последствий является использования техники криопластики: совмещения процедуры баллонной дилатации и применения энергии низких температур, воздействующей на стенку сосуда. При этом обычный рентгеноконтрастный раствор, используемый для раздувания баллона, частично заменяется на азот; нагнетание данного раствора не только расширяет, но и одновременно охлаждает баллон на конце катетера [5].

Применение энергии низких температур и их локальное воздействие на зону атеросклеротического поражения дает определенные преимущества по сравнению с обычной баллонной дилатацией:

• -    изменяется структура бляшки, что снижает вероятность разрыва сосудистой стенки [6];

• -    холодовое воздействие на эластин в сосудистой стенке приводит к изменению его структуры, что препятствует сужению сосуда после извлечения баллона [7, 8];

• -    холодовое воздействие на гладкомышечные клетки сосудистой стенки вызывает их апоптоз, что в свою очередь, снижает вероятность образования неоинтимы и, соответственно, уменьшает частоту возникновения рестенозов [9].

Снижение вероятности возникновения и степени выраженности миоинтимальной гиперплазии при воздействии низких температур на гладкомышечные клетки, а следователь- но, и вероятности развития последующих рестенозов, было показано в экспериментальных исследованиях [10, 11]. Было доказано и изменение физических и механических свойств атеросклеротической бляшки при замораживании, в частности увеличение степени ее гомогенности. Последний факт обеспечивает более равномерное расширение сосуда в зоне нахождения атеросклеротической бляшки при баллонной дилатации, что снижает количество микроразрывов в ней, а следовательно, и вероятность расслоения стенки сосуда при ангиопластике [12].

В настоящее время данная техника применяется не только в экспериментальных исследованиях, но и в реальной клинической практике. Так, в проспективное, нерандомизированное 16-центровое исследование было включено 102 пациента с патологией бедренно-подколенного артериального сегмента нижних конечностей [13]. Методика исследования, характеристика поражений и показания к проведению процедуры соответствовали стандартам ТASС по лечению больных с атеросклерозом периферических артерий [14]. В течение 4 дней перед процедурой пациенты получали по 375 мг аспирина и по 75 мг клопи-догреля. Для диагностики поражения всем пациентам проводилась стандартная ангиография. Криопластика проводилась системой PolarCath Peripheral Dilation System, которая состояла из катетера, микропроцессорного устройства подачи газа в баллон для дилатации и емкость с азотом. С помощью стандартной техники катетер через проводник доставлялся к месту сужения. Далее после правильного расположения баллона в него нагнетался жидкий азот, который при попадании в баллон трансформировался в газ. Давление в баллоне составляло до 8 атмосфер, температура наружной поверхности баллона составила около -10°С. Воздействие данной температуры продолжалось в течение 10 секунд, затем подача холодового агента прекращалась, и баллон пассивно нагревался и спускался, после чего катетер выводился из сосудистого русла [13].

Период наблюдения за пациентами составил 9 месяцев. Положительный ближайший результат был достигнут у 94,1% больных. Остаточный стеноз был отмечен менее чем у 30% пациентов. Успех от криопластики в данные сроки наблюдения (без применения последующего стентирования) составил 85,3% [13].

Следует отметить, что возможностью использования техники криопластики на данный момент располагают многие американские и европейские центры сосудистой хирургии [15]. Отрицательной стороной криопластики с точки зрения технического оснащения является необходимость использования катетера большего диаметра по сравнению с обычной ангиопластикой. Также стоит отметить более высокую (в 6-7 раз) себестоимость данного вида лечения по сравнению с традиционной ангиопластикой [16].

Фотодинамическая терапия

Фотодинамическая терапия обладает циторедуктивным эффектом при воздействии на клетки атеромы, а точнее – на

липопротеид-презентирующие клетки, такие как макрофаги (пенистые клетки) и пролиферативные клетки гладкой мускулатуры. Уменьшение интенсивности процессов пролиферации в атероматозной бляшке и окружающих тканях ведет к уменьшению степени выраженности локального воспалительного процесса, а следовательно – к стабилизации бляшки и снижению интенсивности прогрессирования заболевания. При этом возможно сочетание фотодинамической терапии со стандартными сосудистыми вмешательствами, такими как стентирование и баллонная дилатация [18].

Антрин (Лютеим тексаферрин) – водорастворимый фото-чувствительный препарат. Антрин вводится в системный кровоток, из которого селективно аккумулируется в атеросклеротических бляшках. Через 24 часа данные бляшки подвергаются воздействию света, длина волн которого равна 700–800 нм, что является средним между видимым красным и инфракрасным спектром. Излучатель вводится по проводнику внутрь сосуда через стандартные доступы. Воздействие света на содержащийся в бляшке Антрин вызывает химическую реакцию, которая селективно уничтожает макрофаги, тем самым стабилизирует и уменьшает размеры бляшки. Были завершены две стадии тестирования препарата, которые подтвердили хорошую переносимость препарата и положительный итог более чем у 200 пациентов, принявших участие в исследовании. Проведенное клиническое исследование 47 пациентов с синдромом перемежающейся хромоты и периферической артериальной недостаточностью показало улучшение клинической картины у 29 (62%) больных, отсутствие изменений у 17 (36%пациентов) и умеренное ухудшение в 2% случаев [19].

Использование эксимерного лазера

Первые попытки использования лазера для лечения атеросклероза были сделаны в начале 80-х годов прошлого столетия [20, 21]. Теоретические исследования и опыты in vitro показали, что пульсовая лазерная волна с малой глубиной проникновения позволяет проводить контролируемую атероабляцию [22 ,23].

В исследовании CELLO (ClirPath Excimer Laser System to Enlarge Lumen Openings – «Система лазера-эксимера ClirPath для увеличения просвета сосудов») изучалась эффективность и безопасность использования катетера-проводника TurboBooster и лазера Turbo-Elite при вмешательствах для увеличения просвета поверхностной бедренной артерии и подколенной артерии выше коленного сустава.

Техника реканализации представляет собой продвижение через суженный участок стандартным методом или методом «шаг за шагом». Для увеличения просвета сосуда необходимо многократное проведение лазерного световода через атеросклеротические массы с многократным поворотом его вдоль оси, что позволяет достичь максимальной абляции бляшки. Эффект абляции возможен только при антеградном движении катетера. Лазерная абляция может быть дополнена установкой нитинолового стента или проведением баллонной дилатации для большей эффективности и закрепления результата на более длительный срок.

Всего в мультицентровое, проспективное, нерандомизированное исследование CELLO было включено 65 пациентов с перемежающейся хромотой 1–3 степени по Rutherford. Все зоны стенозов были успешно пройдены катетером Turbo-Elite и подвергнуты воздействию лазера Turbo-Booster за 8±3,9 продвижений по проводнику. В 12,3% случаев не потребовалось дополнительного лечения. 64,6% и 23,2% пациентам была проведена баллонная дилатация и стентирование нитиноловыми стентами соответственно.

Было показано, что данная техника является безопасной, не было зарегистрировано случаев повреждений сосудов, а достигнутый положительный результат сохранялся в течение 2 лет [24].

Ультразвуковая ангиопластика

Изобретение Gruetzig et al. баллонной ангиопластики открыло новую эпоху в хирургии сосудов [25, 26]. И в то же время ограничения, связанные с этим методом, привели к появлению большого числа альтернативных способов, таких как лазерная абляция, криопластика, механические атерэктомиче-ские устройства, некоторые из которых были описаны выше. Однако все эти методы обладают одним недостатком – частое травмирование сосудистой стенки во время проведения вмешательств [27].

Применение ультразвука в хирургии имеет давнюю историю, и было многократно доказано его положительное действие в лечении таких заболеваний, как мочекаменная болезнь [28], желчнокаменная болезнь [29], опухоли печени [30] и головного мозга [31], а также при поражении клапанного аппарата сердца [32].

В 1990 году Rosenschein et al. разработали и протестировали in vitro ультразвуковое устройство на базе катетера для разрушения внутрисосудистых тромбов и атеросклеротических бляшек [33]. Во всех случаях атеросклеротические массы были эффективно разрушены без значительного вреда для интимы и адвентиции сосудов [34, 35].

Исследования in vivo и in vitro показали, что:

• -    во время операции образуются микроскопические частицы из разрушенной бляшки, которые достаточно малы и сравнимы по размеру с аналогичными частицами, формирующимися при других операциях по реканализации сосудов [36, 37];

• -    отмечен вазодилатирующий эффект воздействия ультразвука [38, 39];

• -    ультразвук в периферических сосудах обладает тромболитическим эффектом [40]

• -    возможна реканализация сильно фиброзированных и кальцифицированных участков, где проведение обычного катетера не всегда представляется возможным [41, 42];

• -    после воздействия ультразвуком повышается гибкость и упругость артерий в местах образования бляшки [43].

В проведенном исследовании [44] приняли участие 45 пациентов с перемежающейся хромотой 4 стадии у которых были выявлены стенозы поверхностной бедренной, подколенной и большеберцовых артерий. Длина пораженных участков составляла менее 15 см. Ультразвуковая ангиопластика была проведена на 50 пораженных участках. При этом 43 из 50 операций были проведены успешно (было реканализировано 30 из 35 окклюзированных артерий и 13 из 15 стенозированных сосудов). В 5 случаях проведение катетера оказалось невозможным по техническим причинам.

В 7 случаях последующее лечение не потребовалось, а у оставшихся 38 больных была проведена баллонная ангиопластика. В итоге процент стеноза 45 артерий был снижен с 94±10% до 55±23% после ультразвукового лечения и до 12±8% после дополнительной баллонной ангиопластики

Использование специальных катетеров-проводников (Frontrunner XR, The Crosser System, Safe-Cross-RF)

В катетере Frontrunner используется контролируемый тупоконечный рассекатель для прохождения сквозь атеросклеротические сужения и проведения проводника с целью дополнительной ангиопластики. Он представляет собой систему с проксимальной контролируемой головкой и поворотным захватывающим устройством в виде биоптома, которое можно открывать и закрывать вручную на максимальный диаметр в 3,75 мм. Управляемая головка служит для продвижения вперед, поворота и открытия захватывающего механизма. Риск перфорации сосуда не велик, так как область атеросклеротической бляшки ограничена ее собственной ригидностью вследствие кальцификации и гораздо менее растяжима и подвижна, чем сосудистая стенка. Пройдя сквозь сужение, данный катетер может использоваться в качестве проводника для последующей баллонной дилатации или стентирования.

Исследование 50 пациентов, в лечении которых использовался данный катетер, показало 50%-й успех при прохождении через атеросклеротическое сужение, подтвержденный ангиографически. Однако в 18% случаев процедура была осложнена перфорацией сосуда [45].

Система Crosser System представляет собой устройство, создающее высокочастотные механические вибрации наконечника для прохождения сквозь атеросклеротические бляшки. Она состоит из генератора, подающего переменный ток на пьезоэлектрические кристаллы в приемнике, который усиливает и передает энергию на конец катетера. Наконечник вибрирует с частотой 20 МГц в виде «отбойного молоточка» и продвигается через атеросклеротическую бляшку. Наконечник катетера гидрофилен, 1,1 мм в диаметре и имеет вид оливы [46]. В исследованиях были показаны результаты с 76% успешным прохождением через хронические атеросклеротические стенозы [47]. У 28 пациентов, принявших участие в исследовании, успех операции составил 73% при использовании Crosser system, против 26% при использовании обычного катетера [46].

Система Safe-Cross представляет собой радиочастотный проводник, состоящий из срединного жесткого кабеля 0,35 мм толщиной, окруженный системой, измеряющей коэффициент отражения. Наконечник проводника излучает инфракрасные волны, отражающиеся от впередилежащей ткани. Отражения от бляшки и сосудистой стенки различны из-за разного состава тканевых структур. Эта информация отображается на дисплее и при приближении к сосудистой стенке на расстояние менее 1 мм сигнализирует об этом. Это позволяет перенаправить проводник, тем самым снижая риск перфорации или разрыва сосуда [48]. Применение данного катетера у 116 пациентов дало положительный результат в 60% наблюдений [49].

Устройства для эрадикации инфекционных агентов в бляшке

Принцип работы данных устройств состоит в воздействии на внутреннюю стенку артерии с помощью видимого и ультрафиолетового излучения определенного спектра для стерилизации стенки сосуда и эрадикации патогенных микроорганизмов, которые, в частности, могут иметь определенное значение в прогрессировании и росте атеросклеротической бляшки.

Аппарат вводится эндоскопически через интраартериальный катетер и с помощью оптического кабеля и излучающего устройства на конце доставляется непосредственно в пораженную атеросклерозом зону. Источник излучения создает волны длиной 300–470 нм, которые, воздействуя непосредственно на микроорганизмы, убивают их или приводят к мутациям в ДНК, тем самым лишая возможности клетки делиться, что в свою очередь ведет к уменьшению риска дальнейшего роста атеросклеротической бляшки.

Приведенный краткий обзор существующих методов физического воздействия на атеросклеротические поражения стенки сосудов указывает на актуальность дальнейшего изучения данной проблемы. Несмотря на отсутствие в настоящее время высокоэффективных методов воздействия (в т.ч. физического) на атеросклеротический процесс, совершенствование и создание новых методик физического воздействия может как существенно улучшить результаты уже существующих методов лечения пациентов с атероскелеротическими поражениями, так и предложить принципиально новые подходы к лечению этого заболевания.