Медицинская реабилитация

Травматическая болезнь спинного мозга: сравнительный анализ новых методов лечения с применением стволовых клеток человека и животных

Брюховецкий А.С.
Клиника восстановительной неврологии и терапии "НейроВита"

Введение

Еще несколько десятилетий назад большинство пострадавших с тяжелыми повреждениями спинного мозга умирали в течение нескольких месяцев после травмы от различных осложнений. В связи с развитием медицины смертность в течение первого года удалось снизить до 9,2-27,9% [10,12]. В настоящее время около 50% больных со спинальной травмой выживают более 25 лет, но большинство выживших пациентов являются глубокими инвалидами. Количество этих людей неуклонно возрастает, а решения данной проблемы до настоящего времени нет [6,7,8].

Современные достижения биологических и медицинских наук заставляют по-новому оценить перспективы этой проблемы. Нейробиологические технологии и микрохирургическая техника подошли к такому рубежу своего развития, за которым открываются большие возможности по реконструкции поврежденного спинного мозга. А достижения анестезиологии и реаниматологии позволяют проводить комбинированные операции на позвоночнике, спинном мозге и его сосудах длительностью до 14-18 часов и обеспечить успешный послеоперационный период. Существующая в настоящее время стратегия лечения тяжелой спинальной травмы в позднем периоде своей главной задачей ставит восстановление анатомических взаимоотношений позвоночного столба, декомпрессию спинного мозга, восстановление кровообращения данной области и стабилизацию позвоночника [5].Для решения этих задач широко внедряется в практику лечения спинальной травмы элементы микрососудистой хирургии, реваскуляризация травмированного спинного мозга методами интервенционной ангиологии или трансплантациями васкуляризированнных тканей, оментомиелопексии [2]. Изучение микроангиоархитектоники, физиологии кровообращения и ликвороциркуляции при вертебро-спинальных травмах способствует внедрению технологий [3,7,9]. В ряде случаев показана эффективность имплантации нейростимуляторов при данной патологии или проведение транскраниальной магнитостимуляции.

Применение высоких технологий в лечении спинальной травмы позволило увеличить способность к выживанию пострадавших клеток ЦНС, установлению новых синаптических связей между клетками донора и реципиента, последующему функционированию и замещению функций погибших клеток [4]. Успешно завершены эксперименты по тканевой инженерии спинного мозга с использованием стволовых клеток в поврежденный спинной мозг млекопитающих и доказана возможность интеграции пересаженных эмбриональных стволовых нервных клеток в структуру спинного мозга реципиента [11]. Показано, что применение интратекальных реинфузий стволовых клеток у человека позволяет добиться значительного повышения регенераторных ресурсов поврежленного спинного мозга для реабилитацию.

Таким образом, на современном этапе накоплен большой арсенал тактических подходов к решению данной проблемы, который, однако, не дает существенного "прорыва" в лечении спинальной травмы. По-видимому, решение проблемы лежит не только в создании новых методов терапии, но и в упорядочении и систематизации уже существующих методик лечения и создания на их базе новых подходов и биотехнологии лечения. В настоящей статье мы предприняли попытку обобщения собственных данных по применению новых технологий в лечении тяжелой травмы спинного мозга с применением стволовых клеток.

Материалы и методы

Исследование проведено на 17 больных в позднем периоде травматической болезни спинного мозга. Из них 13 человек были мужчины, а 4 - женщины. Демографические данные и уровни повреждения спинного мозга, а также время после травмы представлены в таблице 1. Для решения поставленной задачи восстановления нарушенных функций нервной системы был использован разработанный и запатентованный нами способ бионженерного восстановления нарушенных функций мозга (патент РФ № 2152038 от 27.06.2000 г). Он позволяет путем программного применения открытых, малоинвазивных, трансплантационных, информационных и телехирургических методик добиться реконструкции морфологической структуры ткани патологической зоны органа. Клиническое восстановление утраченных функций достигается путем целевой реабилитации функций и специализированного обучения пациента.

При разработке технологии мы ставили целью создание регионарного квантового дистанционно-селективного интервенционного воздействия в патологическом очаге ткани органа многоканальными имплантируемыми операторами моделирования (внутриартериальными, внутривенными, интравентрикулярными, субарахноидальными и т.д.), позволяющими осуществлять целевое векторного воздействие на ткани патологической зоны. Для этой цели нами осуществлялось имплантация внутривенных, внутриартериальных, вентрикулярных портов (резервуаров), вентрикулоперитонеальных шунтов, субарахноидальных катетеров, установка импланторуемых нейростимуляторов (фирмы АRROW International, BOSTI Limited, Medtronix, ВНИИОФИ) по технологиям фирм производителей. Для анализа состояния мозга во время операций использовали у 3-х больных имплантируемый нейротренд фирмы Сodman (Jonson & Jonson) для мониторинга температуры, кислотно-щелочного баланса, насыщаемости мозга кислородом. При необходимости для ортопедической коррекции позвоночника использовали имплантируемые стабилизирующие конструкции французкой фирмы Sofomor Danek.

После установки имплантируемых устройств для интервенционного воздействия на патологическую зону мозга мы пытались реализовать существующий современный подход к лечению травматической болезни спинного мозга на поздней стадии. Задача позднего периода травматической болезни спинного мозга заключалась в попытке восстановления анатомических взаимоотношенийпозвоночника и спинного мозга - декомпресиия, ликвидация деформации стенок канала, менингомиелорадикулолиз, шов корешков или их окольное шунтирование. Прецизионная нейрохирургическая техника позволяет выполнить такую операцию на спинном мозге и его корешках, которая обеспечивает сохранение жизнеспособных мозговых структур и удаление образований, препятствующих морфологическому и функциональному восстановлению. Таким образом, части больных (10 пациентов) проведеная тканевая инженерная пластика спинного мозга путем открытой нейрохирургической операции, другой части проведена тканевая инженерная пластика путем малоинвазивных интервенционных технологий (7 пациентов).

Как в одном так и другом случае существующую стратегию лечения тяжелой вертебро-спинальной травмы мы дополнили интервенционными малоивазивными хирургическими методами позволяющими, на наш взгляд, ремоделировать анатомическую структуру сосудистого русла поврежденного участка мозга. Независимо от характера хирургического вмешательства (открытое нейрохирургическое или малоинвазивное интервенционное вмешательство) все последующие этапы технологии были разделены нами на ряд стадий:

1. Проектно-аналитическая стадия
2. Сосудистое ремоделирование патологической зоны
3. Клеточная алло- и (или) ксеногенная трансплантация
4. Стадия регионарной вегетативной активации или реиннервации
5. Стадия динамической интеграции соматических и вегетативных компонент ткани,
6. Стадия специализированной реабилитации(обучение новой функции)

На проектно-аналитической стадии на основании данных КТ- и(или) ЯМРТ-графии спинного мозга пациента, анализировалось состояние плотности мозгового вещества, расчитывался объем ликворной кисты, проводился математический анализ прогноза эффективности операции. В исследовательсккую группу не включались пациенты с полным анатомическим перерывом спинного мозга. Всем пациентам проводился иммунохимический анализ сыворотки крови на наличии нейроспецифических белков (глиофибрилярный кислый протеин, нейроспецифическая енозаза и др.) и антител к ним. При наличии у пациентов антител к нейроспецифическим белкам в сыворотке крови они исключались из исследовательской группы. Как лица потенциально опасные для проведения клеточных трансплантаций вследствие выраженных аутоиммунных процессов.

На стадии сосудистого ремоделирования до операции выполнялась спинальная ангиографии, проводился анализ кровоснабжения и при необходимости устанавливался перфузионный катетер для последующей ангиологической фармакологической поддержки. При открытых операциях удавалось добиться восстановления магистрального кровотока (оментопексия или сосудистая пластика), а при рентгенохирургических методах улучшить микроциркуляторное звено патологической зоны (Патент РФ №. 2152039 от 27.06.2000 г.)

Клеточная трансплантация преследовала несколько целей:
а) заместить недостающий клеточный дисбаланс в зоне повреждения спинного мозга,
б) формирование клеточного моста за счет новых "вставочных" нейронов,
в) ремиелинизация проксимальной части поврежденных аксонов с использованием трансплантации Шванновских клеток,
г) устранение валеровской дегенерации дистально части повреджденного аксона за счет трансплантации эмбриональной нейроглии,
д) прободение рубцово-спаечного процесса с использование эмбриональных ксеногенных или аллогенных клеток обонятельной луковицы
е) восстановление новых синапсов за счет нейротрофиного эффекта клеточного трансплантата.

Трансплантация нервных клеток проводилась на фоне иммуносупрессии преднизолоном и азатиаприном по стандартной методике как и при органных трансплантациях. Методика подготовки трансплантата эмбриональных нервных клеток для цитотрансфузий и прямых трансплантаций была нами модицирована и запатентована. (Патент РФ № 2146932 от 27.03.2000 г.).

В целях активации и стимуляции вегетативного компонента регенерации поврежденных тканей применена методика новокаиновых (лидекаиновых) блокад и раздражения лидазой регионарных вегетативных узлов зоны пластики. Для функционального объединения и интеграции генетически разнородных биологических материалов, используемых для реконструкции тканей (наличие резервных и новых сосудов, ксеногенный и аллогенный клеточный материал и т д.) нами использовалось физическое воздействие на патологический очаг в виде нейростимуляции или транскраниальной магнитостимуляции аппаратом MAG-2 (фирмы Shwarser, Германия).

Специализированная реабилитация проводилась больными самостоятельно по индивидуально разработанной для них программе лечебной физкультуры в стандартных тренажерных залах. Объем оперативных вмешательств у каждого пациента представлен в таблице №1.

Анализ функционального клинического состояния и до и после лечения оценивался по автоматизированному протоколу с использованием международных общепризнанных шкал (FIM и ASIA)

Результаты исследований

Основные результаты экспериментальных клинических исследований представлены в таблице №1. Как видно из таблицы большинство больных было включено в исследовании в позднем периоде травматической болезни спинного мозга. Один из больных был взят в исследование после истечения 20 лет после огнестрельной травмы спинного мозга. Наименьший срок истекший после травмы составил у одной больной 1 год.

Таблица 1.
Демографические, морфологические и функциональные сведения о пациентах с тяжелой вертебро-спинальной травмой до и после операции тканевой инженерии мозга

Примечание:
* - Этапы тканевой инженерии:
1-Трансплантация клеток (а-субарахноидальная трансфузия эмбриональных нейронов и нейроглиальных клеток человека,
б-интрамедулярная трансплантация эмбриональных нейронов и нейроглиальных клеток человека,
в-интрамедулярная трансплантация эмбриональных ксеногенных Шванновских клеток,
г-интрамедулярная трасплантация эмбриональных ксеногенных Шванновских клеток и клеток обонятельной луковицы,
д-интрамедулярная трансплантация эмбриональных Шванновских клеток человека,
е-интрамедулярная трансплантация эмбриональных нейронов, нейроглиальных и Шванновских клеток человека),
2-Удаление рубцов и спаек,
3-Ламинэктомия,
4- Имплантация нейростимулятора,
5-спинальная ангиография,
6-Программная регионарная внутриартериальная перфузия лекарственных препаратов,
7- лидекаиновые блокады и стимуляция лидазой регионарных вегетативных нервных узлов,
8-транскраниальная магнитная стимуляция,9- оментопластика,10- пластика твердой мозговой оболочки,
11-оперативное опорожнение ликворных кист,
12-ортопедическая реконструкция позвоночника
13 - чрезкожная нейростимуляция
** - FIM (Scale Functional Independens) - Шкала функциональной независимости (C.Grander,1979, L.Cook, 1994) * * * * * * ASIA

Наши исследования показали, что даже в позднем периоде травматической болезни компенсаторные ресурсы спинного мозга могут быть значительно усилены. Как не порадоксально, но самые хорошие результаты получены нами у пациентов со спинальной травмой при применении малоивазивных интервенционных технологий, а не открытых нейрохирургических вмешательств. Применение технологий тканевой инженерии с использование Со-культур (комбинированных) нервных и нейроглиальных клеток, также не показало существенного клинического эффекта. Не принесло ожидаемого нами клинического эффекта применение в комплексе тканевой инженерии трансплантации ксеногенных шванновских клеток. В одном случае из трех в результате лечения удалось полностью восстановить функцию тазовых органов. Результат лечения проиллюстрирован в примере 1.

Пример 1

Больной А-в С. Д., 1954 г. рождения, находился на лечении в Центральном Военно-морского клинического госпиталя с 15.01.2001 г. по 19.02.2001 с диагнозом: Травматическая болезнь спинного мозга. Отдаленные последствия тяжелой вертеброспинальной травмы вследствии огнестрельного пулевого проникающего торакоабдомино-спинального ранения с повреждением дужек ТН7 позвонка и спинного мозга (от 2.04.1993 г.) и формированием обширной посттравматической ликворной кисты на уровне ТН7-ТН9 сегментов спинного мозга с нижней спастической параплегией и нарушением функции тазовых органов.Состояние после операции (апрель 1993) - декомпресионной ламинэктомии на уровне ТН7-ТН8 и реконструктивной операции (октябрь 1993) по поводу транспозии сальника в проекцию ТН7-ТН8 сегментов спинного мозга. Хронический цистит, пиелонефрит в стадии умеренно выраженного обострения. Хронический гепатит в стадии наступающей ремиссии.

Из анамнеза. 2.04.1993 г. получил огнестрельное пулевое торокоабдоминально-спинальное ранение с повреждением тела и дужек ТН7 позвонка с ушибом и компрессией спинного мозга.Был госпитализирован в Городскую больницу г.Махачкалы, где больному была произведена декомпресивная ламинэктомия тела ТН7-ТН8 позвонка. В дальнейшем был осмотрен проф.Лившиц и для дальнейшего лечения был переведен в нейрохирургическое отделение спинального центра при 19 городской больнице г. Москвы. После выписки в июле 1993 г. лечился в частной клинике Израиля (Тель Авив), где больному была произведена реабилитационная терапия, лазеротерапия.Для дальнейшего реабилитационного лечения в сентябре 1993 г. переведен в США в Массачуский госпиталь, где при выполенни ЯМРТ была выявлено фокальное ишемическое повреждение спинного мозга на уровне ТН7-ТН8, киста спинного мозга на этом уровне. Для проведения реконструктивной операции на спинном мозге был переведен в Университетскую клинику Илиноиского госпиталя, где ему была произведена операция по транспозии сальника к спинному мозгу. В дальнейшем лечился амбулаторно.

Госпитализирован в центральный военно-морской клинический госпиталь для обследования и решения вопроса о возможности проведения реконструктивной операции на спинном мозге. При проведении обследования в отделении в клиническом плане выявлено: клиническая картина заболевания представлена нижней центральной спастической параплегией, анестезией с уровня пупка книзу по проводниковому типу. Нарушением функцией тазовых органов по типу спинальных автоматизмов. Тонус мышц нижних конечностей досттаточне, вследствии активных самостоятельных упражнений. Трофических нарушений не выявлено.

В отделении произведена компьютерная миелография позвоночника, при субарахноидальном введении 20 мл контрастного вещества (омнипак) выявлено что субарахноидальное пространство проходимо, атрофия спинного мозга с уровня ТН7 и ниже, рубцово-спаечные кистозные изменения спинного мозга (см. описание) Морфологически по данным КТ и ЯМРТ выявлены ликворные кисты и миелоатрофиюна уровне повреждения. Больной обсужден на консилиуме врачей госпиталя и специалистов НИИ трансплантологии и искусственных органов и ГНЦССП им. В.П.Сербского под руководством академика РАМН Дмитриевой Т.Б. Принимая во внимание длительность течения травматической болезни и стойко сохраняющуюся клиническую картину восстановление функции спинного мозга было оценено как проблематичное. Больному предложена реконструктивно восстановительная операция на спинном мозге с трансплантацией ксеногенных шванновских клеток. 22.01.2001 г. произведена операция котрорая включала в себя следующие этапы:

1. Послойный операционный доступ в зону поврежденного спинного мозга
2. Частичная интерламинэктомия на уровне ТН5-ТН6, ТН9-ТН10
3. Иссечение под операционным микроскопом рубцов и спаек твердой мозговой оболочки, ее вскрытие, иссечение рубцов и спаек спинного мозга, освобождение спинного мозга и восстановление его ликвороциркуляции
4. Микроэндоскопическое исследование выше и нижележащих отделов спинного мозга и его ревизия
5. Интраоперационная нейромиография зоны травмы мозга для исследования степени повреждения проводящих путей спинного мозга
6. Реконструкция спинного мозга в зоне повреждения: дренирование кистозной миелической полости, ее катетеризация, шунтирующая реконструкция ликвородинамики зоны повреждения, трансплантация клеточного препарата (ксеногенных шванновских клеток в колличестве 6 тыс.), факторов роста нерва, фибробластов, интерлейкинов, нейротрофинов с последующей субарахноидальной программной перфузией зоны реконструкции.
7. Реконструкция твердой мозговой оболочки искусственным биоматериалом с использованием микрохирургической техники
8. Имплантация на твердую мозговую оболочку электродов нейростимулятора Matrix фирмы Medtronix (США) и фиксация их остистым и поперечным отросткам, имплантация программатора данного нейростимулятора в искусственное созданное тканевого ложа.
9. Послойное ушивание операционной раны
10. Рентгенохирургическая установка программного внутриартериального регионарного катетера для проведения программной регионарной перфузии зоны пластики биологически активными препаратами (БАВ) и факторами роста

Послеоперационный этап протекал без особенностей. Проводилась нейропротекторная защита трансплантата, антибиотикотерапия тиенамом, антигипоксанты (миксидол и др.), ноотропная поддержка. В раннем послелперационном периоде у больного произошло обострение хронического гепатита. Что проявилось в повышении температуры и повышением трансаминаз крови. В результате проведения патогенетической терапии состояние стабилизировано, трансаминазы перчени и билирубин пришли к норме. Также заболевание осложнилось формированием зоны ликворно-тканевого эксудата в области установки электродов. В результате проведенногого местного лечения, пунктирования зоны флюктуации и эвакуации трансудата удалось санированть полость флюктуации подкожной серомы. При фистулографии омнипаком не было выявлено связи с ликворным пространством. Рана зажила вторичным натяжением.

Проводилось лечение: режим, диета, прозерин, ретаболил, витамины группы В, ЛФК, массаж, электростимуляция, гипербарическая оксигенация, антибиотикотерапия, терапия уросептиками. Анализ уровня нейроспецифических белков и антител в динамике показал достаточное функционирование трансплантата.

Больной прослежен в течении 12 месяцев, за этот период полностью восстановилась функция тазовых органов, расстройство чувствительности по проводниковому типу уменьшились и стали выявляться с уровня лобка, появились движения правого пальца левой стопы.

В другом случае трансплантация ксеногенных шванновских клеток привела к мозаичному восстановлению участков болевой и температурной чувствительности на обеих ногах и восстановлению дефекации больной, появления чувства жжения и тепла в пятках.

Пример 2

Больная В-на Н.В., 1981 рождения, находилась на лечении во 2-м неврологическом отделении Центрального Военно-морского клинического госпиталя с 21.05.2001 г. по 02.07.2001 с диагнозом Травматическая болезнь спинного мозга .Отдаленные последствия тяжелой вертеброспинальной травмы вследствии падения с высоты с повреждением дужек ТН12-Л1 позвонка и спинного мозга (от 6.04.2000 г.) и формированием обширной посттравматической ликворной кисты на уровне ТН12-Л2 сегментов спинного мозга с нижней спастической параплегией и нарушением функции тазовых органов. Хронический цистит, пиелонефрит в стадии умеренно выраженного обострения.Эпицистостома. Состояние после реконструктивно-восстановительной операции заднего металлоспондилодеза титановой конструкцией типа "Орион", имплантации нейростимулятора и интрамедулярной ксеногенной трансплантации Шванновских клеток (от 21.11.2000).

Из анамнеза. При конфликтной ситуации выпала из окна 5 этажа, получила тяжелую вертеброспинальную травму, ушиб и разможжение позвоночника. В Ставропольской больнице по жизненным показаниям произведена ламинэктомия на уровне Д12-Л1 произведена ревизия спинного мозга. По стабилизации состояния 29.06.2000 года повторно произведена операция- переднебоковой спондилодез реберным аутотрансплантатом на уровне Л1 позвонка с резекцией клина Урбана и наложением эпицистостомы. Больная была выписана домой по улучшению состояния.

Для дальнейшего лечения больная обратилась в НИИ транспланталогии и искусственных органов МЗ РФ. При проведении обследования в отделении в клиническом плане выявлено: клиническая картина заболевания представлена нижней центральной спастической параплегией, анестезией с уровня пупка книзу по проводниковому типу. Нарушением функции дефекации по типу спинальных автоматизмов, мочеиспускани через эпицистостому. Тонус мышц нижних конечностей резко снижен. Гипотрофия мышц беде, ягодиц и голеней, больше справа.

Совместно со специалистами ЦВМКГ В отделении произведена компьютерная миелография позвоночника, при субарахноидальном введении 20 мл контрастного вещества (омнипак) выявлен блок ликворного пространства, однако при наблюдении в течении часа установлено что субарахноидальное пространство частично проходимо, атрофия спинного мозга с уровня ТН11 и ниже, рубцово-спаечные кистозные изменения спинного мозга. Морфологически по данным КТ выявлены ликворные кисты и миелоатрофию на уровне повреждения. Больная обсуждена на консилиуме врачей госпиталя и специалистов НИИ трансплантологии и искусственных органов и ей была проведена 21.11.2000 г. реконструктивно-восстановительная операция заднего металлоспондилодеза титановой конструкцией типа "Орион", радикуломиелолиз, дренирование ликворной кисты, имплантации нейростимулятора и интрамедулярной ксеногенной трансплантации Шванновских клеток в Т11 -Т12 сегмент спинного мозга. Послеоперационный период осложнился присоединением уроинфекции, после купирования которой больная была выписана из стационара по месту жительства.

В мае 2001 г. была госпитализирована в Центральный военно-морской клинический госпиталь для обследования и решения вопроса о возможности проведения повторной операции на спинном мозге. При проведении обследования в отделении в клиническом плане выявлено: Больная сидит в инвалидной коляске, самостоятельно себя обслуживает и ухаживает за собой, клиническая картина заболевания представлена нижней центральной спастической параплегией, анестезией с уровня лобка книзу по проводниковому типу с участками гиперпатии на правом бедре. Нарушением функцией тазовых органов по типу спинальных автоматизмов. Тонус мышц нижних конечностей достаточный, вследствии активных самостоятельных упражнений. Трофических нарушений не выявлено. Отмечает выраженные мышечные сокращения обеих голеней и првого бедра, простреливающие боли по всей длине ног, больше справа.

Принимая во внимание характер течения травматической болезни и стойко сохраняющуюся клиническую картину восстановление функции спинного мозга было оценено как проблематичное. Больной предложена операция по циттрансфузии в субарахноидальное пространство нервных клеток человека. Операцию провели специалисты НИИ ТИО, послеоперационный период без особенностей.

Проведено лечение- режим диета, прозерин, ретаболил, витамины группы В, ЛФК, массаж, электростимуляция, терапия уросептиками, гипербарическая оксигенация Анализ уровня нейроспецифических белков и антител в динамике показал стабильность состояния ГЭБ, отсутствие антител к нейроспецифическим белкам. В удовлетворительном состоянии выписывается из отделения под динамическое наблюдение невролога и нейрохирурга по месту жительства.

Госпитализирована для динамического обследования в 32 ЦВМК в мае 2001 года. При осмотре в динамике выявлено проявление мозаичных участков болевой и температурной чувствительности, появление выраженных мышечных сокращений в мышцах бедра, улучшение дефекации, однако от эпицистостомы отойти не удалось, больная сидит, самостоятельно себя обслуживает.

Как видно из представленного наблюдения у данной больной, проведенная тканевая инженерия с трансплантацией Шванновских ксеногенных клеток не дала ожидаемого клинического эффекта. Был отмечен пролонгированный стимуляционный эффект, улучшение параметров чувствительности и функциональной независимости, однако восстановление движений нижних конечностей мы не отметили.

В тоже время применение Со-культуры эмбриональных ксеногенных Шванновских клеток и ксеногенных клеток обонятельной луковицы позволили в кратчайшее время восстановить функцию тазовых органов нарушенную в течении 20 лет. Иллюстрацией этого наблюдения может служить пример 3. Небольшие сроки наблюдения за данным паиентом не позволяют сделать какой либо прогноз в отношении восстановления других нарушенных функций.

Пример 3

Больной К-га А. В., 1962 г. рождения, находился на лечении в неврологическом отделении Центрального Военно-морского клинического госпиталя с 17.04.2001 г. по 07.05.2001 с диагнозом Травматическая болезнь спинного мозга .Отдаленные последствия тяжелой вертеброспинальной травмы вследствии огнестрельного пулевого проникающего торакоабдомино-спинального ранения с повреждением дужек ТН11 позвонка и спинного мозга (от 25.10.1981 г.) и формированием обширной посттравматической ликворной кисты на уровне ТН9-ТН12 сегментов спинного мозга с нижней спастической параплегией и нарушением функции тазовых органов. Хронический цистит, пиелонефрит в стадии умеренно выраженного обострения.

Из анамнеза. При нахождении в спецкомандировке в респубоике Афганистан 25 октября 1981 года получил огнестрельное пулевое торокоабдоминально-спинальное ранение ранение с повреждением тела и дужек ТН11 позвонка с ушибом и компрессией спинного мозга. Был госпитализирован в в в/ч 51863 где произведено дренирование плевральной полости справа во 2-м межреберье. Затем лечился на различных этапах эвакуации. В результате проведенного лечения и длительной преабилитации больной научился ползать, стоять в туторах, однако не мог контролировать тазовые органы, был вынужден спать в памперсах так как не удерживал мочу. Госпитализирован в центральный военно-морской клинический госпиталь для обследования и решения вопроса о возможности проведения реконструктивной операции на спинном мозге. При проведении обследования в отделении в клиническом плане выявлено: клиническая картина заболевания представлена нижней центральной спастической параплегией, анестезией с уровня пупка книзу по проводниковому типу. Нарушение функций тазовых органов по типу спинальных автоматизмов. Тонус мышц нижних конечностей достаточный. Трофических нарушений не выявлено. При исследовании сыворотки крови на наличие нейроспецифических белков и антител к ним выявлено незначительное повышенного уровня нейроспецифической енолазы, антител к нейроспецифическим белкам на пороге чувствительности метода не обнаружено, данных за нарушение гематоэнцефалического барьера нет.

В отделении произведена компьютерная миелография позвоночника, при субарахноидальном введении 20 мл контрастного вещества (омнипак) выявлен блок ликворного пространства, однако при наблюдении в течении часа установлено что субарахноидальное пространство частично проходимо, атрофия спинного мозга с уровня ТН11 и ниже, рубцово-спаечные кистозные изменения спинного мозга (см. описание) Морфологически по данным КТ и ЯМРТ выявлены две ликворные кисты и миелоатрофию на уровне повреждения. Больной обсужден на консилиуме врачей госпиталя и специалистов НИИ трансплантологии и искусственных органов Принимая во внимание длительность течения травматической болезни и стойко сохраняющуюся клиническую картину восстановление функции спинного мозга было оценено как проблематичное, о чем было сообщено пациенту. Однако больной настаивал на возможности включения его в исследовательскую группу. Больному была предложена операция тканевой инженерии спинного мозга с трансплантацией ксеногенных обонятельных и шванновских клеток. Произвести операцию рекомендовано в НИИ ТИО МЗ РФ с привлечение дополнительных специалистов Минздрава РФ. Для дальнейшего лечения больной был переведен в НИИ трансплантологии и искусственных МЗ РФ, где больному в течении недели проводилась стандартная иммуносупрессия азатиаприном и преднизолоном по стандартному протоколу органной пересадки, после предоперационной подготовки 15.05.01 выполнена операция по тканевой инженерии спинного мозга включающая в себя следующие этапы:

1. Послойный операционный доступ в зону поврежденного спинного мозга
2. Частичная интерламинэктомия на уровне ТН10-ТН11, ТН11-ТН12
3. Иссечение под операционным микроскопом рубцов и спаек твердой мозговой оболочки, ее вскрытие, иссечение рубцов и спаек спинного мозга, освобождение спинного мозга и восстановление его ликвороциркуляции
4. Микроэндоскопическое исследование выше и нижележащих отделов спинного мозга и его ревизия
5. Интраоперационная нейромиография зоны травмы мозга для исследования степени повреждения проводящих путей спинного мозга
6. Реконструкция спинного мозга в зоне повреждения: дренирование кистозной миелической полости, ее катетеризация, шунтирующая реконструкция ликвородинамики зоны повреждения, трансплантация клеточного препарата (ксеногенные шванновские в зону повреждения и обонятельные клетки выше места повреждения в колличестве 60 тыс.)
7. Реконструкция твердой мозговой оболочки искусственным биоматериалом с использованием микрохирургической техники
8. Послойное ушивание операционной раны
9. Установлен субарахноидальный катетер на уровне ТН12.
10. Рентгенохирургическая установка программного внутриартериального регионарного катетера для проведения программной регионарной перфузии зоны пластики биологически активными препаратами (БАВ), вазопростаном и нимодипином в течении 5 дней.

На 6 день после операции у больного развилось оглушение, присоединение общемозговой симптоматики. При диагностическом заборе из субарахноидального катетера выявлено наличие крови в ликворе, диагностировано спонтанное субарахноидальное кровоизлияние. При ЯМРТ 21.05.01 выявлен отек мозга в зоне реконструкции, данных за интрамедулярную гематому не выявлено, посттравматическая киста не визуализируется. Больному проведен комплекс кровоостанавливающей терапии в течении 2-х недель, достигнута санация ликвора. В дальнейшем проведен курс транскраниальной магнитостимуляции 10 сеансов, парентерально вводился прозерин, ретаболил, витамины группы В, ЛФК, массаж, терапия уросептиками.

В удовлетворительном состоянии выписан под наблюдение невролога поликлиники по месту жительства.

Осмотрен в динамике через 7 месяцев. Выявилась отчетливая положительная динамика: отмечает постоянные подергивания в мышцах обеих ног, больше справа, Стал полностью контролировать функцию тазовых органов (удерживает мочу в течении всей ночи, стал чувствовать позыв к мочеиспусканию, контролирует дефекацию полностью), появились движения в стопе правой ноги, отметил, сто стало легче передвигаться в туторах. Анализ уровня нейроспецифических белков и антител в динамике показал стабильность состояния ГЭБ.

Анализ данного наблюдения показывает, что, по - видимому, действительно клетки обонятельной луковицы способны в комбинации с Шванновскими клетками перетягивать поврежденный аксон (J.Raisman et al., 2001) через рубцово-спаечный процесс в спинном мозге. Однако это нуждается в детальном уточнении и судить по одному случаю не представляется возможным. Мы считаем, что детальный анализ этого случая позволит по-новому рассмотреть биоинженерные подходы у спинальных больных.

Крайний интерес представляет представленные нами подходы (пример 4) по применению малоинвазивных интервенционных технологий тканевой инженерии у больных в позднем периоде спинальной травмы. Положительные эффекты полученные у ряда больных (смотри таблицу 1) даже в отдаленном периода травматической болезни спинного мозга позволяют по новому рассматривать эти технологии как альтернативу большим реконструктивным операциям.

Пример 4

Больной Б-в Г. Е., 1963 г. рождения, находился на лечении в клинике с 5.07.1999 г. по 28.07.1999 с диагнозом Травматическая болезнь спинного мозга, поздний период. Отдаленные последствия тяжелой вертеброспинальной травмы, закрытого осложненного проникающего компрессионно-оскольчатого перелома С5 с кифотической деформацией позвоночного канала, ушибом и сдавлением спинного мозга (от 1996 г.) и формированием обширной посттравматической ликворной кисты на уровне С5-С6 сегментов спинного мозга и реконструктивных операций на позвоночнике и по дренированию ликворной кисты (1997 г.) со спастическим верхним парапарезом, нижней спастической параплегией и нарушением функции тазовых органов. Последствия патологического перелома L1 позвонка. Хронический цистит, пиелонефрит в стадии умеренно выраженного обострения. Обширная кальцинация мышц правого бедра и формирование массивного кальцината правого тазобедренного сустава

Из анамнеза. В 1995 году во время купания получил "травму нырялщика": компрессионный оскольчатый перелом С5 позвонка с ушибом и сдавлением спинного мозга. Более 15 суток находился в крайне тяжелом состоянии в отделении реанимации Курской городской больницы. Больному был выполнена стабилизирующая операций на позвоночнике. После нормализации витальных функций был переведен в г.Москву и больному в госпитале ветеранов войн была проведен повторная реконструктивных ортопедических операция на позвоночнике по устранению кифотической деформации позвоночного канала, после которой состояние больного значительно улучшилось появились легкие движения в кистях рук, движения в пальцах ног. Однако через 2 месяца сила в конечностях полностью исчезла. Консультирован в спинальном центре МЗ РФ, в дальнейшем оперативном лечении больному было отказано. В 1996 году у больного стали формироваться кальцинаты мышц правого бедра и правого тазобедренного сустава, наросли трофические нарушения. Был осмотрен профессором Карахан и больному была выполнена операция по удалению рубцовоспаечного процесса и произведено дренирование кисты. Со слов больного оперирующие хирурги отметили, что " киста огромных размеров и ее стенками осталась мягкая оболочка мозга". Отмечалось значительное улучшение состояния: появились ограниченные движения в руках, стали отмечаться мозаичные зоны восстановления болевой чувствительности. К сожалению через 3 месяца снова развилась тетраплегия, наросли явления кальцинатов, кальцинат правого тазобедренного сустава стал размером с головку новорожденного. Из-за формирования кальцинатов у больного развился анкилоз правого тазобедренного сустава и в 1997 году произошел патологический перелом L1 позвонка. Однако это позволило больному выработать компенсаторную позу для сидения в инвалидной коляске.

В результате проведенного лечения и длительной преабилитации больной мог незначительно поднимать правую руку, однако не мог контролировать тазовые органы. Госпитализирован в клинику для обследования и решения вопроса о возможности проведения реконструктивной операции на спинном мозге. При проведении обследования в отделении в клиническом плане выявлено: клиническая картина заболевания представлена смешанным парапарезом в верхних конечностях, преимущественно в дистальных отделах конечностей, спастическая нижняя параплегия. Расстройство всех видов чувствительности ниже сосковой линии, с сохранностью вибрационной чувствительности и суставно -мышечного чувства. Нарушение функций тазовых органов по типу спинальных автоматизмов. Тонус мышц нижних конечностей резко повышен по спастическому типу. Трофические нарушения в виде кальцинатов мышц правого бедра и правого тазобедренного сустава. При исследовании сыворотки крови на наличие нейроспецифических белков и антител к ним выявлено субпороговое повышенного уровня нейроспецифической енолазы и глиофибрилярного кислого протеина, антител к нейроспецифическим белкам на пороге чувствительности метода не обнаружено, данных за нарушение гематоэнцефалического барьера нет.

В отделении произведена компьютерная миелография позвоночника, при субарахноидальном введении 20 мл контрастного вещества (омнипак) блока ликворного пространства не выявлено, атрофия спинного мозга с уровня С5 и ниже, рубцово-спаечные кистозные изменения спинного мозга (см. описание) Морфологически по данным КТ и ЯМРТ выявлены обширная ликворная кисты и миелоатрофия на уровне повреждения. Больной обсужден на консилиуме врачей НИИ трансплантологии и искусственных органов Принимая во внимание длительность течения травматической болезни и стойко сохраняющуюся клиническую картину восстановление функции спинного мозга было оценено как проблематичное, о чем было сообщено пациенту. Однако больной настаивал на возможности включения его в исследовательскую группу. Больному была предложена малоинвазивная операция тканевой инженерии спинного мозга с трансплантацией эмбриональных аллогенных нейронов и глиальных клеток клеток.

В течении недели проводилась стандартная иммуносупрессия азатиаприном и преднизолоном по стандартному протоколу органной пересадки, после предоперационной подготовки 13.07.99 года произведена грудная аортография. На ангиограммах в зоне перенесенной травмы шейного отдела позвоночника определялись две металические скобы, сосудистый рисунок слабый, представлен преимущественно слабо развитыми коллатералями щито-щейных стволов. Катетер оставлен в дуге аорты для проведения внутриартериальной программной перфузии фармакологических препаратов, подшит к коже. До 19.07.99 проводилась внутриартериальная перфузия препаратов новокаин, папаверин, трентал, удален внутриартериальный катетер. 16.07.99 года больному произведена субарахноидальная трансфузия 12.5 млн нейронов и нейроглиальных клеток человека. С 17.07.99 года по 22.07.99 года произведена активация паравертебральных вегетативных ганглиев чередованием новокаиновых блокад и подведением к ним раствора лидазы. В дальнейшем в отделении произведена транскутанная электонейростимуляция мышц и нервов нижних конечностей в количестве 10 сеансов, парентерально вводился прозерин, ретаболил, витамины группы В, ЛФК, массаж, терапия уросептиками. Больной выписан из стационара для проведения реабилитационной терапии.

Катамнестически прослежен до октября 2001 года. У больного через 6 месяцев после лечения отмечена отчетливая положительная динамика в течении патологического процесса. Резко расширился объем движений и сила в руках: способен совершать круговые движения руками, поднимает каждой рукой гири до 5 кг, научился писать, восстановил мелкую моторику правой руки, восстановилась функция тазовых органов (способен в течении ночи удерживать мочу, контролирует дефекацию, чувствует позывы на мочеиспускание), появились осознанные спастические движения в ногах (может поднять и опустить ноги по команде), значительно уменьшился анкилоз в правом тазобедренном суставе, исчез кальцинат в мышцах правого бедра, вырос объем мышц нижних конечностей, значительно улучшилась мышечная масса рук., самостоятельно может сесть в постели, способен переворачиваться в постели, может пересесть в инвалидную коляску и слезть с нее, стоит в коленоупоре до 3-х часов, начал ползать.

Наблюдение за данным больным показывает какие огромные возможности имеет мозг пациента для восстановления. В данном случае с момента травмы прошло 4.5 года и объективный осмотр нейрохирурга во время операции показал полное истончение спинного мозга вследствии гидромиелии, что полностью подтверждено данными ЯМРТ исследования. Улучшение регионарной микроциркуляции в зоне повреждения, восстановление клеточного баланса и вегетативного обеспечения позволило больному путем упорных тренировок выработать новые функции движения и самообслуживания. В результате операции по тканевой инженерии "мозгу пациента был дан биологический ресурс", которым он в полной мере и сумел воспользоваться. Появление результатов лечения через пол года после лечения свидетельствуют, по- видимому, о необходимом времени для установления функциональных связей между трансплантированными клетками донора и мозгом хозяина.

Обсуждение результатов

Данная биомедицинская технология была отработана в эксперименте для восстановления функций мозга. На первых этапах клинического внедрения тканевая инженерия имела целью лишь интракорпоральную программную замену отдельных патологических элементов нервной ткани, метаболическую защиту не поврежденных тканевых субъединиц и их интеграцию в новой морфофункциональной структуре. В дальнейшем, по мере накопления фактов и анализа полученных результатов, применение данной технологии при патологии других органов и систем стало рассматриваться нами гораздо шире, как альтернатива пересадке органов. В частности, при заболеваниях сердечно-сосудистой системы тканевая инженерная пластика может явиться полноправной альтернативой пересадки донорского сердца или вариантом лечения больных, где имеются относительные или абсолютные противопоказания к трансплантации сердца.

Алгоритм действий данной технологии индивидуален в каждом конкретном случае, но характеризуется непрерывностью, каскадностью, возможностью на время пропускать некоторые этапы пластики или выполнять их одновременно. Наиболее характерной особенностью этих операций является то, что сроки их выполнения составляют от нескольких дней (при острых случаях) до нескольких недель и месяцев (при тяжелой хронической патологии). Цикл тканевой пластики может быть завершен на начальных этапах без проведения всех стадий операций, если был достигнут положительный клинический эффект частичного или полного восстановления нарушенных функций органа после выполнения отдельных ее элементов. Кроме того, существенный прирост клинической эффективности может отмечаться после повторного проведения всех ее этапов в повторном клиническом цикле.

Теоретическим обоснованием разработанной биотехнологии может служить современные фундаментальные исследования по физиологической хирургии, волновому генетическому коду клеток эукариот, достижения эндоваскулярной интервенционной рентгенохирургии в области регионарной перфузии лекарственных веществ и клеточной трансплантологии, в результате которых доказано, что клетки соматической ткани имеют высокую степень пластичности, способны изменять морфологическую структуру ДНК ядер своих клеток, добиваться кооперации клеточного метаболизма, активации и трансформации генетических ресурсов клеток для восстановления функции органа.

Доказана теоретическая и экспериментально подтверждена возможность замены патологических клеточных элементов ткани органа на региональные и стволовые клетки при их прямой трансваскулярной цитотрансфузии, а также модуляции функционального состояния органа при трансплантации донорских клеток культуры ткани.

Анализ результатов применения этой технологии в клинической практике позволяет нам предположить, что данные стадии представляют собой универсальный подход при проведении биоинженерной пластики других органов, в том числе сердца и сосудов. Первые опыт ее реализации при лечении сердечно-сосудистой патологии достаточно обнадеживающий, что позволяет рассчитывать на ее дальнейшее широкое внедрение.

В настоящее время отдельные элементы биоинженерного подхода уже применяются в сердечно-сосудистой хирургии (эндоваскулярная коронарная пластика, трансплантация кардиомиоцитов в миокард после аорто- коронарного шунтирования и т.д.). Однако эти методики, применяемые изолированно, и не будучи объединенные идеологической основой клинической тканевой инженерии существенно уступают эффективности программного использования в рамках единой технологии, где эффект каждого из них взаимодополняется и усиливается.

По-видимому, одним из путей развития современной трансплантологии является интеграция накопленных теоретических и практических результатов и новых научных фактов в рамках единой идеологической, технологической и практической стратегии - клинической тканевой инженерии органов [3]. Применение высокой биоинженерной технологии позволит с новых позиций подойти к хирургическому лечению наиболее тяжелых форм вертеброспинальной травмы, позволит улучшить качество жизни пациентов, а возможно и явится окончательным вариантом лечения этого контингента больных.