Временная экстракорпоральная перфузия - альтернативная техника поддержания жизнеспособности конечности при повреждении магистральных артерий (экспериментальное исследование)

• Рева В.А.
• Потёмкин В.Д.
• Баранов М.И.
• Ершов Е.Н.
• Татаринцев С.А.
• Селезнёв А.Б.

Резюме

Актуальность. Острая ишемия конечности часто приводит к инвалидизации и смерти пациентов. Особенно остро данная проблема проявляется в сложных условиях ограниченных ресурсов, при необходимости длительной транспортировки больного и отсутствии сосудистых хирургов.

Цель работы - изучить в эксперименте эффективность применения методов пассивного артерио-артериального шунтирования и активного вено-артериального шунтирования с помощью технологии экстракорпоральной мембранной оксигенации с целью временного восстановления кровотока в конечности.

Материал и методы. В эксперимент включены 22 овцы массой 36,6 (34-44) кг. Острую артериальную непроходимость моделировали с помощью эндоваскулярной баллонной окклюзии дистального отдела аорты на период 30 мин. После этого животных рандомизировали на 3 группы: контрольная группа (n=7), группа пассивного шунтирования (n=8) и группа активного шунтирования (n=7).

Тактика ведения была разной: у животных группы контроля в течение 6 ч вмешательств не проводили; у животных группы пассивного шунтирования создавали обходной экстракорпоральный шунт из интродьюсера в сонной артерии в интродьюсер в бедренной артерии с помощью полимерной магистрали; у животных группы активного шунтирования создавали обходной шунт из нижней полой вены через центрифужный насос и оксигенатор в бедренную артерию (скорость потока 0,5-0,7 л/мин). Все животные получали идентичную антикоагулянтную терапию. Общее время наблюдения составило 24 ч.

Результаты. На фоне окклюзии аорты происходило падение скорости кровотока в артериях конечностей до нуля. Пассивное шунтирование приводило к значимому приросту скорости кровотока до 15,5 (8,2-19,5) см/с (p=0,036 по сравнению с контрольной группой), а активного шунтирования - до 26,5 (12,5-62,5) см/с (p=0,014 по сравнению с контрольной группой). На этом фоне в группе активного шунтирования значимо (выше 40%), а в группе пассивного шунтирования незначительно (на уровне 40%) возрастали показатели тканевой оксиметрии. На фоне шунтирования крови в группе активного шунтирования ввиду обкрадывания венозного русла отмечено прогрессирующее падение артериального давления, что требовало вазопрессорной поддержки 1,6 (0,0-8,0) мг (p=0,016 по сравнению с группой пассивного шунтирования). В итоге в группе активного шунтирования наблюдалась значимо более высокая летальность: до конца эксперимента дожили 2 из 7 животных группы активного шунтирования, 4 из 7 животных группы контроля и 7 из 8 животных группы пассивного шунтирования (p=0,041).

Заключение. Методы экстракорпоральной перфузии конечности эффективны для временного восстановления кровотока в поврежденной конечности. При этом пассивное шунтирование обеспечивает невысокий кровоток без влияния на системную гемодинамику, а активное шунтирование - лучшую перфузию тканей конечности, но в ущерб системной гемодинамике.

Финансирование. Данная работа проведена при поддержке гранта стратегического академического лидерства "Приоритет-2030".

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов. Концепция и дизайн исследования - Рева В.А., Ершов Е.Н.; сбор и обработка материала - Потёмкин В.Д., Баранов М.И., Татаринцев С.А.; статистическая обработка данных - Рева В.А., Потёмкин В.Д.; написание текста - Рева В.А., Ершов Е.Н., Татаринцев С.А., Потёмкин В.Д., Баранов М.И.; редактирование - Рева В.А., Селезнёв А.Б.

Благодарности. Выражаем искреннюю благодарность сотрудникам ЧОУ ДПО "Многопрофильный научно-образовательный центр “Дуокор”" за высокопрофессиональное оказание содействия при проведении исследования.

Для цитирования: Рева В.А., Потёмкин В.Д., Баранов М.И., Ершов Е.Н., Татаринцев С.А., Селезнёв А.Б. Временная экстракорпоральная перфузия - альтернативная техника поддержания жизнеспособности конечности при повреждении магистральных артерий (экспериментальное исследование). Ангиология и сосудистая хирургия. Журнал имени академика А.В. Покровского. 2023; 29 (4): 108-119. DOI: https://doi.org/10.33029/1027-6661-2023-29-4-108-119

Ключевые слова:острая ишемия; травма сосудов; артерии конечности; экстракорпоральная перфузия; временное шунтирование

Введение

Острая ишемия конечности при артериальной непроходимости является одной из основных причин, приводящих к инвалидизации и смерти пациентов сосудистого профиля [1, 2]. Тяжелая ишемия может развиться как вследствие тромбоза или эмболии артерии на фоне имеющегося атеросклеротического поражения или другого хронического заболевания сердца и/или сосудов, так и в результате ранений и травм магистральных артерий. В условиях ограниченных ресурсов, при сложной боевой обстановке, когда отсутствуют подготовленные сосудистые хирурги, прогрессирующая ишемия, как правило, не оставляет шансов на спасение конечности.

Сегодня не существует методов временной перфузии конечности, посредством которых возможно сохранить ее жизнеспособность до момента специализированного хирургического вмешательства. Известные многочисленные методы заполнения сосудистого русла конечности специальными растворами, ее промывания и охлаждения не получили широкого распространения, а при острых окклюзиях артерий и вовсе не применяются. Другие предложенные методы - временное шунтирование/протезирование (ВП) сосудов - сами по себе являются сложными и нередко длительными хирургическими вмешательствами, что ограничивает их применение [3].

Предлагаемый метод временной экстракорпоральной активной перфузии конечности, заключающийся в активном шунтировании (АктШ) крови из интактной магистральной вены через контур экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО) в одну из магистральных артерий дистальнее места повреждения, в теории должен обеспечить подачу оксигенированной крови в конечность на период, необходимый до момента окончательного восстановления кровотока.

Цель - изучить в эксперименте разные варианты "неоперативного" временного восстановления перфузии ишемизированной конечности: АктШ с помощью ЭКМО и пассивного артерио-артериального шунтирования (с помощью "интродьюсерного" шунта).

Материал и методы

В исследование включены 22 овцы эдильбаевской породы, массой 36,6 (34,0-44,0) кг. Эксперимент проведен на базе научно-образовательного центра "Дуокор" с разрешения локального независимого комитета по вопросам этики ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России в соответствии с "Правилами по уходу и использованию лабораторных животных", внутренним порядком лабораторной работы. Весь эксперимент состоял из нескольких последовательных этапов: подготовки животного, моделирования острой артериальной непроходимости, временного шунтирования, послеоперационного наблюдения и лечения (рис. 1).

Подготовка животного

После 10-дневной карантинизации в день эксперимента для индукции анестезии животным вводили 5 мг/кг массы тела тилетамина и золазепама (Zoletil^®100, Франция). Животное фиксировали на операционном столе в положении на спине, выполняли интубацию трахеи. В течение всего эксперимента проводили искусственную вентиляцию легких аппаратом Wato Ex-35 Vet (Mindray, Китай) в режиме SIMV частотой 15-20 вдохов в минуту. На вводном наркозе использовали 5 об.%, а для поддержания анестезии - 2-3 об.% изофлурана.

Дополнительно размещали на теле электроды для записи электрокардиограммы, подключали к интубационной трубке модуль капнометрии, датчик сатурации размещали на языке. Для мониторинга почасового диуреза выполняли трансуретральную постановку мочевого катетера. При невозможности катетеризации мочевого пузыря выполняли мини-лапаротомию над лоном и после формирования кисетного шва на стенке мочевого пузыря вводили в него катетер Фолея. Для согревания животных использовали согревающее устройство конвекционного типа Bair Hugger (3М, США).

Открытым доступом в области шеи справа обнажали сонную артерию и ретроградно устанавливали интродьюсер 6 Fr для инвазивного мониторинга артериального давления (АД) и (если требовалось) создания контура перфузии. Из бокового порта выполняли заборы артериальной крови для анализа кислотно-основного состояния и газов крови. Через этот же доступ катетеризировали яремную вену для введения лекарственных средств. Под ультразвуковым (УЗ) контролем по Сельдингеру осуществляли пункцию и катетеризацию обеих бедренных артерий с установкой интродьюсеров 7 Fr ретроградно. Один из интродьюсеров (слева) использован для заведения баллонного катетера и моделирования острой окклюзии сосуда, другой (справа) - для перфузии конечности (у животных опытных групп).

С целью объективного контроля кровотока в конечностях интраоперационно использовали прямую ангиографию (С-дуга GE OEC Elite 2, США), а послеоперационно - компьютерно-томографическую ангиографию (КТА) на 16-срезовом аппарате GE Revolution (США). Проводили контроль газового и биохимического состава крови, инвазивный мониторинг артериального давления (АД), скоростных и объемных показателей системного кровотока в перфузируемых конечностях.

Моделирование острой артериальной окклюзии

Для создания экспериментальной модели ишемии конечности применяли эндоваскулярную окклюзию брюшной аорты с помощью заведенного через бедренный интродьюсер баллонного катетера ООО "МИТ" (Москва). Под флюороскопией комплаенсный латексный баллон позиционировали в дистальном отделе аорты и раздували смесью контрастного вещества и физиологического раствора (рис. 2, А, Б). Период окклюзии составил 30 мин, после чего животных рандомизировали на 3 группы: контрольную (КГ, n=7), пассивного шунтирования (ПасШ, n=8), активного шунтирования (АктШ, n=7). Независимо от группы окклюзия аорты длилась 6 ч, после чего аортальный баллон медленно сдували и извлекали. На весь период окклюзии аорты животным всех групп проводили системную гепаринизацию под контролем активированного времени свертывания (не ниже 300 с).

Группа активного шунтирования. Перфузию ишемизированной конечности осуществляли путем подключения контура ЭКМО. С помощью перфузионного аппарата забор крови осуществляли через длинную (64,8 см) 15 Fr канюлю, заведенную антеградно через прокол ипсилатеральной бедренной вены и позиционированную в позадипеченочном отделе нижней полой вены. Далее, после оксигенации (оксигенатор мембранный Kewei, Китай) и замены ранее установленного интродьюсера на 22,9 см цельнолитную артериальную канюлю 10 Fr (обе канюли - Bio-Medicus, Medtronic, США) кровь направляли в правую бедренную артерию (рис. 3). К оксигенатору подводили кислород с потоком 0,5-1 л/мин из центральной сети. Кровообращение в созданном замкнутом контуре обеспечивалось портативным аппаратом Ex-Stream (Трансбиотек, Россия), снабженным центрифужным насосом Rotaflow (Maquet, Германия) или перфузионным аппаратом Stoсkert SCP 60-02-15 с центрифужным насосом Revolution (LivaNova, Германия). Скорость объемного потока перфузата регулировали в зависимости от объема перфузируемого сегмента (расчетная формула: 50-70 мл/мин на 1 л объема конечности).

Группа пассивного шунтирования. Пассивная перфузия конечности заключалась в перераспределении части крови из правой сонной артерии в правую бедренную артерию путем соединения боковых портов интродьюсеров между собой с помощью полимерной магистрали длиной 100 см и внутренним диаметром 4 мм - экстракорпоральный шунт.

Контрольная группа. За животными контрольной группы проводилось пассивное наблюдение в течение 6 ч окклюзии аорты. Кровоток в конечности не восстанавливали.

Мониторинг и послеоперационное наблюдение

Спустя 6 ч баллон в аорте медленно сдували и продолжали наблюдение в течение 2 ч на операционном столе, после чего удаляли интродьюсеры из бедренных сосудов (гемостаз выполняли с помощью мануальной компрессии) и из сонной артерии (гемостаз выполняли путем наложения бокового сосудистого шва). Затем животных транспортировали в отделение КТ, где выполняли КТА для оценки проходимости магистральных артерий конечностей (рис. 2, В). После этого животных экстубировали и наблюдали в виварии в течение 24 ч. По окончании эксперимента проводили контрольный забор крови и эвтаназию путем передозировки наркотических анальгетиков под общим обезболиванием.

Конечные точки и статистический анализ

Первичной конечной точкой были определены показатели перфузии конечностей: скорость кровотока в бедренной артерии, измеряемая с помощью УЗ-оценки допплеровского спектра кровотока, и показатели тканевой оксиметрии (Somanetics INVOS 5100 Regional Oximeter, Medtronic, США). Вторичными конечными точками были определены выживаемость и лабораторные показатели крови (маркеры реперфузии и органной недостаточности).

Для всех данных применена описательная статистика: данные были проверены на соответствие закону нормального распределения с помощью критерия Шапиро-Уилка. С учетом распределения отличного от нормального данные представлены как медиана и межквартильный интервал: медиана (25-75% квартили). На рисунках-графиках данные отображены как среднее и стандартное отклонение. Для анализа несвязанных выборок использован критерий Краскела-Уоллиса с дальнейшим применением непараметрического метода средних рангов для множественных сравнений в случае обнаружения достоверного влияния исследуемого фактора. Множественные сравнения между группами в динамике эксперимента проведены с помощью дисперсионного анализа с применением поправки Тьюки. Различия между группами определены при уровне значимости р<0,05. Статистический анализ и построение графиков проведены с помощью программы GraphPad Prism 10.0 (США).

Работа проведена при грантовой поддержке программы стратегического академического лидерства "Приоритет-2030".

Результаты

Общие показатели, выживаемость и гемодинамические характеристики

Животные в 3 исследуемых группах перед началом эксперимента не отличались между собой по исходным показателям гемодинамики, скорости кровотока в артериях нижних конечностей, тканевой оксиметрии, по значениям лабораторных анализов, включая газовый и биохимический состав крови.

Окклюзия аорты приводила к резкому падению скоростных показателей кровотока в конечностях практически до нуля во всех группах (рис. 4). У животных контрольной группы скорость сохранялась на близких к нулю значениях на протяжении 6 ч окклюзии. ПасШ приводило к значимому приросту скорости кровотока до 15,5 (8,2-19,5) см/с (p=0,036 по сравнению с контрольной группой), а АктШ - до 26,5 (12,5-62,5) см/с (p=0,014 по сравнению с контрольной группой). Такие же достоверные отличия сохранялись и в ходе всего периода окклюзии (см. рис. 4, А). При этом, несмотря на более высокую скорость в группе АктШ, достоверных отличий от группы пассивного шунта не было.

Создание объемного потока крови 0,5-0,7 л/мин в нижние конечности с помощью перфузионной машины приводило к значимому подъему среднего АД ниже баллона: с 20 (13-42) до 118 (69-134) мм рт. ст. у животных группы АктШ (см. рис. 4, А), что было достоверно выше по сравнению с животными других групп на протяжении всего периода окклюзии аорты. Кроме того, показатели тканевой оксиметрии в среднем также были выше у животных группы АктШ на протяжении всего период ишемии (см. рис. 4, Б). У животных контрольной группы уровень оксиметрии, наоборот, все время находился на уровне ниже пороговых значений (<40%), достоверно отличаясь от показателей других групп. У животных группы ПасШ перфузия находилась на среднем уровне, чуть выше пороговых значений. Разницы в показателях оксиметрии левой и правой конечности в одноименных группах не выявлено.

Среднее АД дистальнее баллона у животных с ПасШ было несколько выше, чем у животных контрольной группы: на уровне 20-30 мм рт. ст., однако значимо не отличаясь во всех точках периода ишемии. После сдувания баллона АД выравнивалось в среднем на уровне 50-60 мм рт. ст. у животных всех групп (см. рис. 4, Г).

Активное перераспределение кровотока из системы нижней полой вены у животных с АктШ, однако, значимо влияло на системный кровоток в организме животного. В этой группе системное среднее АД (выше баллона) прогрессивно падало с 95 (70-312) в момент окклюзии аорты до 82 (69-97) мм рт. ст. через 2 ч и до 68 (56-80) мм рт. ст. через 6 ч ишемии (p=0,006 по сравнению с группой пассивного шунта) (см. рис. 4, В). Падение системного АД требовало введения вазопрессорных препаратов: у 3 из 7 животных КГ, 1 из 8 животных группы ПасШ и у 5 из 7 животных группы АктШ. Общий объем вводимого норадреналина был достоверно выше у животных последней группы, достигая 1,6 (0,0-8,0) мг (p=0,016 по сравнению с группой ПасШ), притом что средний объем инфузионной терапии был одинаковым во всех группах - около 2500 мл.

До конца эксперимента дожили 4 из 7 животных КГ, 7 из 8 животных группы ПасШ и лишь 2 из 7 животных группы АктШ (лог-ранк тест, p=0,041, рис. 5).

Лабораторные исследования

У животных всех групп отмечено умеренное прогрессирование лактат-ацидоза, и уровень лактата к концу операции составлял 4,00 (3,22-6,72) ммоль/л в КГ, 2,00 (1,30-4,90) ммоль/л в группе ПасШ и 5,00 (2,80-5,20) ммоль/л в группе АктШ (рис. 6, А). Данные различия между опытными и контрольной группами достоверно не различались (p=0,584). Кроме того, отмечен значимый прирост ряда биохимических показателей, что связано с реализацией реперфузионного синдрома и прогрессированием полиорганной недостаточности. Уровень креатинина возрастал по большей части у животных КГ и АктШ, становясь значимым спустя 12-24 ч эксперимента. У животных группы ПасШ креатинин оставался в пределах нормальных значений, в то время как в группе контроля и АктШ достоверно возрастал до уровня 200 ммоль/л и выше (рис. 6, Б). Диурез снижался у животных всех групп, достигая минимума (менее 50 мл/ч) спустя 4-6 ч ишемии у животных всех групп с последующим восстановлением у выживших животных.

Уровень креатинфосфокиназы непрерывно возрастал в течение суток у животных КГ, достигнув 58 698 (10 429-89 935) мкг/мл спустя 12 ч и максимальных значений 97 636 (6077-212 068) мкг/мл - к 24 ч, что было значимо выше, чем у животных других групп (рис. 6, В). Показатели миоглобина варьировали слабо, находились в пределах нормальных значений и в среднем составляли 34,2 мг/мл в контрольной группе, 37,0 мг/мл в группе ПасШ и 41,0 мг/мл в группе АктШ без достоверных отличий, даже в ранний период реперфузии.

Признаком развития полиорганной недостаточности служил также значимый прирост уровня аланинаминотрансфераза, максимально выраженный у животных КГ, достоверно отличаясь от других групп в точках спустя 12 и 24 ч эксперимента (рис. 6, Г).

Данные об осложнениях

У всех животных опытных групп успешно удалось реализовать протокол перфузии. Осложнений, связанных с катетеризацией и канюляцией артерий, таких как смещение канюль, гематомы, кровотечения, зарегистрировано не было, несмотря на системную гепаринизацию, для поддержания которой в ходе операции в общей сложности потребовалось введение 22,5 (13,8-26,3), 31,3 (25,0-38,8) и 30,0 (25,0-35,0) тыс. ЕД гепарина у животных КГ, ПасШ и АктШ соответственно (p=0,051). В этой связи не возникло также случаев тромбоза контура или оксигенатора.

Оценка проходимости артерий

На выполненных КТ-ангиограммах у некоторых животных определялись признаки тромбоза в области постановки бедренных интродьюсеров, что, однако, не влияло на заполнение периферического русла: значимых дефектов контрастирования, существенно ограничивающих кровоток в конечности, выявлено не было (см. рис. 2, В). При КТА отмечено заполнение глубокой бедренной и тибиальных артерий, обеспечивающих перфузию дистальных отделов.

Обсуждение

Проблема временного поддержания жизнеспособности конечности, находящейся в состоянии острой тяжелой ишемии, как правило, решается быстрой доставкой пациента в специализированный стационар, где ему будет оказана квалифицированная помощь. Хорошо известно, что даже у молодых людей, получивших повреждение магистральной артерии, период тепловой ишемии нередко достигает 6-8 ч. За это время должна быть выполнена операция, направленная на восстановление кровотока в ишемизированной конечности. Однако, если для условий крупных городов эти сроки, как правило, выдерживаются, то для отдаленных регионов и условий военных конфликтов этого времени может быть недостаточно.

Сегодня известны различные варианты восстановления кровотока путем ВП, т. е. установки полихлорвиниловой (ПВХ) трубки в просвет поврежденного сосуда, что, однако, требует времени и хороших навыков сосудистой хирургии [3, 4]. При этом сама операция введения и фиксации трубки-шунта может занимать достаточно много времени, в связи с чем A.J. Davidson et al. (2016) предложили в поврежденный участок сосуда устанавливать вводимый непосредственно через рану сосуда стент-графт [5]. Но и эта процедура предполагает осуществление доступа к сосуду, который в руках неопытных хирургов может занимать много времени, сопровождаться дополнительной кровопотерей и травматичностью. Во избежание открытого вмешательства в зоне повреждения была предложена техника временного или неотложного эндоваскулярного протезирования артерий, когда в зону окклюзии артерии после реканализации устанавливают стент-графт в расчете на восстановление кровотока в более крупном бассейне с потенциальным ущербом для менее значимых бассейнов (вследствие дистальной эмболии) [6], что, однако, также трудоемко и невозможно для применения в сложных условиях и при ограниченных ресурсах.

Для того чтобы избежать доступа к зоне повреждения, но восстановить наиболее простым способом перфузию конечности на период доставки на этап специализированной помощи, в данном эксперименте мы изучили два возможных варианта. Один из них - "интродьюсерный" шунт (ПасШ) описан в мировой литературе, а второй, предлагаемый нами, - метод АктШ с помощью ЭКМО при подключении "вена-артерия".

Эндоваскулярный, или "интродьюсерный", шунт активно и успешно используется для поддержания перфузии конечностей в ходе длительных операций, связанных с прекращением кровотока в общей бедренной артерии, например при сложных эндопротезированиях аорты или вено-артериальном ЭКМО [7-11]. Так как при подключении ЭКМО кровь нагнетается в дистальный перфузионный шунт под давлением, это должно способствовать существенному улучшению перфузии конечности.

Скорость потока жидкости, как известно из закона Пуазейля, зависит в первую очередь от радиуса трубки и ее длины. При использовании интродьюсеров диаметр всей системы ограничен наиболее узким местом, которыми являются коннектор интродьюсера с боковым портом и сам боковой порт. По данным K. Österberg et al. [9], внутренний диаметр коннектора интродьюсера с боковым портом составляет 1,8 мм, а сам боковой порт - 2 мм в диаметре. При этом соединение двух интродьюсеров 6 Fr боковыми портами с коннектором пропускает нагнетаемую жидкость со скоростью 216 мл/мин, 8 Fr - немногим более (240 мл/мин), а удлинение соединения трубкой длиной 30 см вдвое снижает пропускную способность шунта - до 120 мл/мин для 6 Fr и 140 мл/мин для 8 Fr.

В ходе нашего исследования было выяснено, что стандартный боковой порт интродьюсера пропускает кровь со скоростью не более 200 мл/мин при форсировании кровотока с помощью помпы, а при пассивном токе - не более 100-120 мл/мин. Такого кровотока может оказаться недостаточно для перфузии большого объема тканей, например нижней конечности человека (примерным объемом 7-8 л), расчетный объемный кровоток в которой составляет около 300-400 мл/мин (в среднем 50-70 мл на каждый литр объема конечности).

Следует отметить, что эндоваскулярный "интродьюсерный" шунт уже неоднократно применялся не только в эксперименте, но и в клинической практике. V.C. Gornati et al. в 2019 г. описали в эксперименте успешный опыт введения интродьюсеров в проксимальный и дистальный отрезки поврежденного сосуда с последующим их соединением, пытаясь тем самым избежать необходимости выполнять открытый доступ к зоне сосудистого повреждения [12]. Авторы предложили соединять боковые порты интродьюсеров каротидным шунтом Pruitt (LeMaitre, США), что, на наш взгляд, является избыточным.

F. Antunes et al. опубликовали 3 наблюдения успешного использования такого "интродьюсерного" шунта для временного восстановления перфузии в лечении тяжелых сосудистых повреждений с длительным временем ишемии [13]. Авторы использовали прямое соединение 2 интродьюсеров (проксимального антеградного и дистального ретроградного) с помощью удлинительной ПВХ-магистрали.

В наших наблюдениях "интродьюсерный" шунт позволил поддержать приемлемый уровень кровотока в конечностях, сохранить перфузию на достаточном уровне, не приводя к каким-либо гемодинамическим нарушениям, и сопровождался максимальной выживаемостью животных. Однако это могло быть связано с малым объемом конечностей овец. Увеличить же объемный поток с помощью "интродьюсерного" шунта не представляется возможным.

Для создания контролируемого потока оксигенированной крови в конечность мы предложили методику АктШ. По результатам наших исследований, АктШ приводило к более значимому подъему пиковой скорости кровотока, среднего АД в ишемизированной конечности и более высоким показателям тканевой оксиметрии по сравнению с животными других групп. Это происходило, однако, в ущерб системной гемодинамике. Объем циркулирующей крови овцы средней массой около 40 кг составляет не более 3 л, и забор крови из системы нижней полой вены в объеме 0,5-0,7 л/мин оказывался настолько значимым, что оказывал негативное влияние на системную гемодинамику.

Наиболее вероятно, что при использовании в клинической практике такой объем, максимально требуемый для перфузии одной нижней конечности, не окажет значимого влияния на системную гемодинамику взрослого человека. Несмотря на то что метод АктШ представляется трудоемким и ресурсозатратным, его преимущество состоит в возможности регулирования потока крови в ишемизированную конечность от полного отключения до максимально требуемых скоростей. Для перфузии можно использовать как центрифужные, так и роликовые насосы, при этом требуется пункционный доступ к любой магистральной вене (предпочтительно - бедренной) и наиболее удобной для пункции артерии дистальнее места повреждения (для верхней конечности - лучевая артерия, для нижней конечности - задняя или передняя большеберцовая артерия).

К недостаткам метода следует отнести потребность в перфузионном устройстве, расходном имуществе и необходимость хорошего навыка пункции и катетеризации магистральных сосудов. Контур перфузии может быть подготовлен заранее, что занимает обычно около 20-30 мин. Современные портативные устройства ЭКМО уже сегодня позволяют использовать данную технологию, в том числе на догоспитальном этапе [14]. Разработаны отечественные аппараты и устройства для проведения изолированной перфузии органов, которые могут быть применены и для перфузии конечности. Простота типичного открытого доступа к сосудам вне зоны повреждения/тромбоза делает возможным применение АктШ руками общих хирургов и реаниматологов, не имеющих специальной подготовки по сосудистой хирургии, что может быть применено как в условиях этапного лечения в зоне боевых действий, так и в условиях отдаленных регионов нашей страны.

Так, техника АктШ была успешно апробирована нами в ходе военно-медицинских учений, когда контур перфузии в условиях перевязочной подключали к нижним конечностям животного на период транспортировки на этап специализированной хирургической помощи, после чего подтверждали проходимость сосудов и невысокий уровень ишемического и реперфузионного повреждения [15].

Данное исследование, безусловно, имеет ряд ограничений. Во-первых, число животных невелико, что обусловлено пилотным характером эксперимента, его высокой ресурсоемкостью, что, вероятно, по ряду показателей не позволило получить достоверные различия между группами. Во-вторых, для подтверждения сохранения функции конечностей выживших животных требовалось более длительное, чем 24 ч, наблюдение. В таком случае требовалась перфузия лишь одной конечности, что трудно реализуемо при малой массе животных и относительно небольшом объеме конечности. Поэтому за модель острой артериальной непроходимости выбрана окклюзия дистального отдела аорты. Длительное наблюдение животных с ишемическим и реперфузионным повреждением обеих нижних (задних) конечностей было признано негуманным, вследствие чего эксперимент завершали в течение 1 сут. С другой стороны, больший объем ишемизированных тканей позволил нам лучше смоделировать ситуацию тяжелой ишемии, чаще встречаемой в клинической практике при повреждении крупных артерий нижних конечностей.

В-третьих, дополнительно необходимо изучить вклад в системную гемодинамику эндотоксемии и лактат-ацидоза, так как процедура ЭКМО-перфузии предполагает забор в венозную канюлю в том числе и продуктов метаболизма тканей нижних конечностей. По нашему мнению, значимой эндотоксемии не происходило ввиду короткого периода (30 мин) полной ишемии конечностей с последующим 6-часовым поддержанием адекватной перфузии конечности за счет ЭКМО. Ввиду незамкнутости вено-артериального контура, высокого расположения отверстий заборной венозной канюли мы посчитали, что рециркуляция (заключающаяся в заборе крови от перфузируемой конечности и ее возврате обратно в артериальное русло) составляла не более 10-20%. Выраженного (способного привести к летальному исходу) системного лактат-ацидоза также не происходило, поскольку ткани конечности хорошо перфузировались, что подтверждается графиками оксиметрии конечностей (лучше в группе АктШ).

Мы полагаем, что в группе АктШ плавный прирост лактата обусловлен снижением сердечного выброса, гипотензией, необходимостью применения адреномиметиков, т. е. формированием синдрома глобальной гипоперфузии, встречающегося при шоке. Уровень миоглобина, который мог бы свидетельствовать о более выраженном ишемическом повреждении мышц конечностей, между животными разных групп также достоверно не отличался.

Наконец, для стандартизации исследуемых групп всем животным проводили системную гепаринизацию. Несмотря на то что при вмешательствах на поврежденных артериях ее редко удается избежать, в некоторых ситуациях сочетанных ранений и травм гепаринизация может быть противопоказана. При отсутствии гепарина применение методов экстракорпоральной перфузии вряд ли может быть возможно, поскольку высока вероятность развития тромбоза контура. Тем не менее современные канюли и магистрали с атромбогенным покрытием, используемые сегодня в технологии ЭКМО [16], в будущем могут быть использованы и для тех случаев лечения пострадавших, когда системная гепаринизация невозможна.

Несмотря на эти ограничения, наше исследование показало, что технологии экстракорпоральной перфузии конечности позволяют временно восстановить достаточный кровоток в случае наличия окклюзии проксимального артериального русла. При этом ПасШ обеспечивает минимально достаточный для перфузии тканей кровоток без какого-либо влияния на системную гемодинамику, а АктШ обеспечивает лучшую перфузию тканей конечности, однако, в ущерб системной гемодинамике.

Обе эти методики, посредством которых возможно временно восстановить перфузию, вполне применимы в лечении пациентов с длительным временем острой ишемии, в условиях ограниченных ресурсов, затрудненной эвакуации. Без сомнения, есть необходимость проведения дополнительного изучения представленной технологии перфузии, в том числе в условиях наличия противопоказаний к системной антикоагулянтной терапии, при сочетанных травмах и массивной кровопотери, которые нередко сопутствуют таким повреждениям.

Заключение

Методы временной экстракорпоральной перфузии конечности эффективны в восстановлении кровотока в поврежденной конечности и могут представлять собой спасительное звено между развившимся состоянием острой тяжелой ишемии конечности и окончательным восстановлением кровотока на этапе оказания специализированной помощи. Осуществление забора крови при АктШ следует проводить максимально щадяще, так как высокая объемная скорость приводит к гемодинамическим сдвигам и обкрадыванию системного кровотока, что провоцирует развитие системной гипотензии с бóльшим числом случаев досуточной летальности.

Техника пассивного "интродьюсерного" шунта вполне оправдана для временной перфузии конечности, однако возможные риски недостаточного объемного потока требуют дополнительного изучения.

Комментарий редакции

Авторами представлено экспериментальное исследование, в котором было показано значительное улучшение перфузии ишемизированной конечности при использовании ЭКМО по принципу "вена-артерия". Тем не менее рекомендовать данную технологию к применению в здравоохранении преждевременно, так как важнейший фактор, приводящий к гибели больного при острой ишемии, а именно эндогенная интоксикация, развивающаяся после восстановления кровотока в ишемизированном органе, при представленной методике "активного шунтирования" сохраняется и даже усиливается, так как кровь для оксигенации забиралась из вены и не проходила даже через естественные основные "фильтры" подопытных животных (легкие, печень).

Литература

1. Национальные рекомендации по диагностике и лечению заболеваний артерий нижних конечностей. Москва, 2019; 89.

2. Kulezic A., Acosta S. Epidemiology and prognostic factors in acute lower limb ischaemia: a population based study. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2022; 63 (2): 296-303. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2021.10.044

3. Самохвалов И.М. Ранения магистральных кровеносных сосудов. В книге: Опыт медицинского обеспечения войск в Афганистане 1979-1989 гг. под ред. И.А. Ерюхина, В.И. Хрупкина. Том 3. Москва: ГВКГ им. акад. Н.Н. Бурденко. 2003; 422-444.

4. Переходов С.Н., Кохан Е.П., Глянцев С.П., Галик Н.И. Оказание хирургической помощи раненым с повреждениями магистральных сосудов. Военно-медицинский журнал. 2010; 331 (6): 78-81.

5. Davidson A.J., Neff L.P., DuBose J.J., et al. Direct-site endovascular repair (DSER): a novel approach to vascular trauma. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 2016; 81 (5): 138-143. DOI: https://doi.org/10.1097/TA.0000000000001241

6. Рева В.А, Юдин А.Б., Денисов А.В. и др. Временное эндоваскулярное протезирование артерий - новое решение в лечении тяжелой сосудистой травмы. Военно-медицинский журнал. 2017; 338 (9): 15-19.

7. Makdisi G., Makdisi T., Wang I.-W. Use of distal perfusion in peripheral extracorporeal membrane oxygenation. Annals of Translational Medicine. 2017; 5 (103): 1-5. DOI: https://doi.org/10.21037/atm.2017.03.01

8. Bonicolini E., Martucci G., Simons J., et al. Limb ischemia in peripheral veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation: a narrative review of incidence, prevention, monitoring, and treatment. Critical Care. 2019; 23 (266): 1-17. DOI: https://doi.org/10.1186/s13054-019-2541-3

9. Österberg K., Falkenberg M., Resch T. Endovascular technique for arterial shunting to prevent intraoperative ischemia. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2014; 48 (2): 126-130. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2014.04.007

10. Agarkov M., Reva V.A., Evreeva S., et al. A case of temporary extracorporeal shunting after suprarenal REBOA to facilitate prolonged proximal aortic control of a ruptured abdominal aortic aneurysm in a resource-limited environment. Journal of Endovascular Resuscitation and Trauma Management. 2021; 5 (3): 55.

11. Hanley S.C., Neequaye S.K., Steinmetz O., et al. Sheath-shunt technique for avoiding lower limb ischemia during complex endovascular aneurysm repair. Journal of Vascular Surgery. 2015; 62 (3): 762-766. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2015.03.072

12. Gornati V.C., Utsunomia K., de Lima T.B., et al. Development of a puncture technique for implanting temporary vascular shunts in a porcine model. Annals of Vascular Surgery. 2019; 60: 455-462. DOI: https://doi.org/10.1016/j.avsg.2019.03.026

13. Antunes L.F., Botelho M., Fonseca M. Extracorporeal sheath shunt technique in trauma: a different vascular shunt in civilian trauma. Vascular. 2022; 30 (1): 176-180. DOI: https://doi.org/10.1177/17085381211001170

14. Reva V.A., Pochtarnik A.A., Shelukhin D.A., et al. Battlefield extracorporeal cardiopulmonary resuscitation for out-of-hospital cardiac arrest: a feasibility study during military exercises. Journal of Special Operations Medicine. 2020; 20 (4): 77-83. DOI: https://doi.org/10.55460/H2KX-EKHQ

15. Рева В.А., Потёмкин В.Д., Ибрагимов Р.И. и др. Применение экстракорпоральной изолированной перфузии поврежденной конечности в эксперименте: опыт тактико-специального учения “Очаг-2022”. Военно-медицинский журнал. 2023; 344 (2): 43-49. DOI: https://doi.org/10.52424/00269050_2023_344_2_43

16. Fina D., Matteucci M., Jiritano F., et al. Extracorporeal membrane oxygenation without systemic anticoagulation: a case-series in challenging conditions. Journal of Thoracic Disease. 2020; 12 (5): 2113-2119. DOI: https://doi.org/10.21037/jtd.2020.04.54