Срединная стернотомия - один из распространенных доступов к сердцу, широко применяемый в кардиохирургии, при котором возможно развитие целого ряда осложнений, наиболее неблагоприятным из них является стернальная инфекция.

По данным Л.А. Бокерия и Р.Г. Гудкова [1], в России выполняется более 46 тыс. операций на открытом сердце в год. Послеоперационная стернальная инфекция и нестабильность грудины - это ведущие причины увеличения заболеваемости, летальности, социально-экономических издержек и дискомфорта пациентов после кардиохирургических вмешательств с выполнением срединной стернотомии [45]. Как известно, стернальная инфекция встречается в 0,5-4% наблюдений, а летальность при развившемся послеоперационном гнойном медиастините достигает 32% [9, 27, 33, 34, 47].

Согласно рекомендациям Центра по контролю и профилактике заболеваний США, выделяют следующие виды стернальной инфекции: поверхностная стернальная раневая инфекция и глубокая стернальная раневая инфекция, или медиастинит. Поверхностная стернальная раневая инфекция характеризуется вовлечением в инфекционный процесс кожи и/или подкожной жировой клетчатки в месте разреза, в то время как при глубокой стернальной раневой инфекции отмечается поражение ткани или пространства под подкожной жировой клетчаткой и наличие у пациента хотя бы одного из следующих критериев:

1) выделение возбудителей из посевов медиастинальных тканей и жидкости;

2) интраоперационные доказательства медиастинита;

3) послеоперационная боль в грудине, нестабильность или лихорадка (>38 °C).

При наличии гнойных выделений из средостения или при выделении возбудителей из посевов крови или дренажных потерь средостения у больных также диагностируют глубокую стернальную инфекцию [28].

В большинстве наблюдений возбудителями стернальной инфекции являются грамположительные бактерии, в частности Coagulase negative staphylococci (CONS) и Staphylococcus aureus (SA) [33, 43].

CONS обнаруживают в 43-64% всех наблюдений послеоперационного медиастинита. CONS-медиастинит чаще всего возникает у пациентов с ожирением, хронической обструктивной болезнью легких, послеоперационной нестабильностью грудины и в большинстве наблюдений после остеосинтеза грудины с помощью проволоки [21]. Эти микроорганизмы синтезируют большое количество внеклеточного полисахарида, образуя защитную капсулу вокруг колонии, что существенно снижает эффект антибактериальной терапии и затрудняет санацию очага инфекции. При этом течение медиастинита, как правило, латентное: лихорадка и повышение уровней маркеров воспаления, таких как С-реактивный белок, могут отсутствовать [46]. Следовательно, единственно возможным вариантом лечения таких пациентов является удаление инфицированного инородного тела.

SA-медиастинит, по данным B. Gardlund и соавт. [21], составляет 26% послеоперационных медиастинитов. Авторами было обнаружено, что эта разновидность возбудителей медиастинита чаще встречается у пациентов после рестернотомий. При этом течение медиастинита, как правило, классическое: с высоким уровнем маркеров воспаления и лихорадкой [27].

Помимо грамположительной флоры, возбудителями стернальной инфекции могут выступать грибы и грамотрицательная флора, а именно Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp., Кlebsiella pneumoniae [22]. Установлено, что грамотрицательный медиастинит чаще встречается у пациентов с несанированными очагами инфекции [21].

В соответствии с «Российскими клиническими рекомендациями по хирургическому лечению больных послеоперационным медиастинитом и остеомиелитом грудины и ребер 2014 г.» выделяют предоперационные, интраоперационные и послеоперационные факторы риска возникновения стернальной инфекции.

К предоперационным факторам риска относят хронические нарушения обмена веществ (ожирение, сахарный диабет); обострения хронических заболеваний легких (хроническая обструктивная болезнь легких, астма); нарушения функций выделительной системы (хроническая почечная недостаточность); снижение иммунной реактивности организма; длительный прием лекарственных препаратов, снижающих свертываемость крови; прием стероидных гормонов, препаратов комплексного лечения гипертонической болезни [35].

Интраоперационными факторами риска считают значительную кровопотерю, продолжительность операции, длительность искусственного кровообращения (ИК), компрессию (ишемия) в зоне операционной раны. Риск развития воспалительного процесса выше при наличии гематом, являющихся инкубатором для бактерий.

Послеоперационные факторы риска - это нестабильность грудины, ишемия сосудов грудины, прорезывание швов грудины, рестернотомии, продолжительная ИВЛ, непрямой массаж сердца, низкий сердечный выброс, респираторный дистресс-синдром, иммунодепрессия, декомпенсация хронических заболеваний (рис. 1 и 2).

Зарубежные авторы дополняют перечень факторов риска, приведенный в российских рекомендациях. В проспективном исследовании S. Rehman и соавт. [33], выявлено, что, помимо пожилого возраста, ожирения, сахарного диабета, к дооперационным факторам риска относятся экстренная операция и длительное дооперационное нахождение пациента в стационаре (р<0,05). C. Diez и соавт. [18] рассматривают ожирение как изменяемый предоперационный фактор риска развития медиастинита. Они обнаружили, что риск развития медиастинита увеличивается на 3% на каждый дополнительный килограмм массы тела на площадь поверхности тела. Снижение массы тела до операции позволяет снизить риск развития этого послеоперационного осложнения [33].

Повторные операции, в частности экстренные рестернотомии, связанные с кровотечением в послеоперационном периоде, признаны значимыми факторами риска развития медиастинита [26]. По данным R. Ghotaslou и соавт. [22], помимо приведенных факторов риска, возникновению стернальной инфекции в послеоперационном периоде способствует длительное нахождение больного в стационаре до операции.

Нестабильность грудины после операции в значительной степени провоцирует развитие медиастинита [7, 30, 39]. Это объясняется тем, что кожные и подкожные инфекции могут проникать в средостение ввиду отсутствия механического барьера между престернальными тканями и средостением в виде грудины вследствие ее нестабильности [21].

Было обнаружено, что периоперационными факторами риска развития медиастинита у кардиохирургических больных является выполнение коронарного шунтирования в сочетании с протезированием аортального клапана пожилым пациентам с повышенным индексом массы тела (р<0,05) [33].

В проведенном многофакторном анализе риска возникновения послеоперационного медиастинита C. Abboud и соавт. [5] установили, что наиболее значимыми факторами, связанными непосредственно с пациентом, являются продолжительность пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии; наличие несанированных очагов инфекции; ожирение; курение.

Несмотря на большое количество факторов риска, особое внимание следует уделить периоперационным кровотечениям. Вынужденное переливание донорской крови увеличивает частоту возникновения острой почечной недостаточности, тромботических и тромбоэмболических осложнений, инсульта, инфаркта миокарда, синдрома острого посттрансфузионного повреждения легких [23], а нередко наблюдающаяся посттрансфузионная иммуномодуляция увеличивает вероятность развития нозокомиальной инфекции и сепсиса [40]. Кроме того, переливание компонентов донорской крови является независимым фактором риска увеличения заболеваемости, смертности и послеоперационных затрат лечебного учреждения [24]. Послеоперационное кровотечение достоверно увеличивает 30-дневную летальность [14] и значительно ухудшает течение послеоперационного периода у кардиохирургических пациентов [15, 32]. Говоря об экономической составляющей, следует отметить, что, по данным литературы, послеоперационное кровотечение увеличивает сроки госпитализации в среднем на 3 дня, а стоимость лечения в среднем на 20% [47].

Некоторые меры как в госпитальных, так и в амбулаторных условиях доказали свою эффективность в отношении профилактики и лечения инфекции в области хирургического вмешательства. К этим мерам относятся обработка кожи хлоргексидином за 24 ч до операции, жесткий контроль гликемического профиля, использование антисептиков при обработке кожного шва, назначение антибиотиков в случае гиперемии кожного шва, немедленная консультация хирурга при первых признаках инфекции в области хирургического вмешательства после выписки из стационара [8].

R. San Juan и соавт. [36] изучили послеоперационный медиастинит, вызванный St. aureus. Авторы публикуют данные о том, что для предотвращения медиастинита, вызываемого метициллинчувствительным золотистым стафилококком (MSSA), крайне важно проводить предоперационную санацию носа антибиотиком широкого спектра действия мупироцином. Возникновение медиастинита, вызываемого метициллинрезистентным золотистым стафилококком (MRSA), не связано с носовыми культурами, а полностью зависит от наличия госпитальной инфекции в послеоперационном периоде.

Миниинвазивная хирургия и коронарное шунтирование на работающем сердце являются важными факторами снижения частоты возникновения послеоперационного медиастинита ввиду уменьшения хирургической травмы и обеспечения более быстрого послеоперационного восстановления пациента [11].

Использование при срединной стернотомии препаратов местного действия, содержащих антибиотик, таких как гентамицин-коллаген, рекомендованный Центральным университетским госпиталем Хельсинки (Финляндия), также снижает частоту возникновения медиастинита [19].

В исследовании M. Arruda и соавт. [10] показана эффективность ванкомицинсодержащей пасты для профилактики послеоперационного медиастинита у кардиохирургических пациентов. По данным этого исследования, при нанесении на края грудины после срединной стернотомии пасты, содержащей 1 г ванкомицина и 1 мл физиологического раствора, медиастинит возник у 5 (0,49%) пациентов из 1020. При этом отмечено, что всем пациентам с медиастинитом выполняли коронарное шунтирование с использованием в качестве кондуита левой внутренней грудной артерии и у 4 пациентов в анамнезе был инсулинзависимый сахарный диабет.

B. Gardlund и соавт. [21] утверждали, что если грамотрицательный медиастинит является серьезной проблемой в учреждении, то строгое соблюдение санитарно-гигиенических процедур позволяет уменьшить распространение внутрибольничных инфекций, а в случае преобладания в больнице медиастинита, вызванного золотистым стафилококком, все меры должны быть направлены на выявление и ликвидацию источников бактерий в операционной и на строгий контроль своевременного назначения антибиотиков в профилактических целях.

Периоперационное назальное назначение антибиотика широкого спектра действия мупироцина позволяет предотвратить инфекцию, вызванную St. aureus, в 95-100% случаев и на 67% снизить частоту возникновения других осложнений [16].

Широкое применение костного воска в кардиохирургии объясняется его высокой эффективностью в отношении остановки кровотечения из губчатого вещества грудины за счет образования практически непроницаемого гемостатического барьера [6]. Легкий способ применения костного воска, небольшая его стоимость и отсутствие необходимости в дополнительной гемостатической терапии [45], обусловили рекомендацию его использования после срединной стернотомии [17]. Однако интенсивное развитие кардиохирургии и исследование послеоперационных стернальных инфекций показали, что костный воск играет не последнюю роль в возникновении инфекционных осложнений после срединной стернотомии. J. Kirklin и B. Barratt-Boyes [25] не рекомендовали широкое применение костного воска, так как это может приводить к возникновению инфекции и плохому заживлению грудины.

В экспериментах разными авторами было показано, что костный воск замедляет регенерацию костной ткани, что препятствует заживлению грудины [20, 44] и повышает риск возникновения стернальной инфекции [31, 39]. По данным B. Sudmann и соавт. [41], остатки костного воска, обнаруженные через 10 лет с момента нанесения, послужили причиной хронического воспаления костной ткани грудины.

В связи с высоким риском послеоперационных осложнений при использовании костного воска в настоящее время в кардиохирургической практике широко применяются локальные гемостатические средства, которые обладают адгезивными свойствами, закрывают раневую поверхность, стимулируют коагуляцию и вызывают вазоконстрикцию. В качестве основы для их производства используют коллаген, желатин, альбумин, окисленную целлюлозу (ОЦ), полисахариды, неорганические вещества, хитозан, фибрин, полимеры и т. д. [12, 37].

При сравнительной оценке и выборе гемостатических препаратов рассматривают их безопасность, эффективность, удобство в использовании, стоимость, доступность и другие факторы [38]. Так, например, М. Chalupová [13] исследовал гемостатическую активность Gelitacel (гемостатический материал на основе ОЦ) по сравнению с «Gelaspon» (гемостатический материал на основе желатина) в эксперименте на крысах линии vistar. При выполнении резекции каудального полюса левой почки и аппликации исследуемых гемостатиков к раневой поверхности отмечено что время остановки кровотечения при использовании Gelitacel и Gelaspon составило 1,40±0,18 и 2,33±0,27 мин соответственно (р<0,01), это свидетельствует о выраженной гемостатической активности материалов на основе ОЦ.

I. Takács и соавт. [42] сравнили гемостатические свойства материалов на основе ОЦ (Surgicel) с материалами на основе бычьего коллагена (Sangustop) и лошадиного коллагена, покрытого фибрином и тромбином (TachoSil). Путем выполнения стандартной 5-сантиметровой резекции печени в эксперименте на свиньях было установлено время кровотечения при использовании Sangustop, составившее 140±88 с, TachoSil - 243±140 с (р=0,005) и Surgicel - 352±70 с (р<0,001), что говорит о выраженных гемостатических свойствах препаратов на основе коллагена по сравнению с препаратами на основе ОЦ.

На рынке медицинских изделий гемостатики на основе ОЦ представлены в различных формах - марля, порошок, вата и др. Наиболее известным и широко используемым в медицине материалом местного действия на основе ОЦ является гемостатическая марля Surgicel («Ethicon, Johnson & Johnson», США), которая находит применение практически во всех областях хирургии [4]. Также не менее популярными материалами на основе ОЦ являются гемостатический порошок Equicel (Equimedical, Netherlands), материал Oxycel (Becton Dickinson and Company), оксицелодекс (Россия), поликапран (Беларусь) и т. д.

Нами был разработан способ окисления целлюлозы и получен гемостатический материал в форме марли и порошка. Эффективность гемостатического действия полученного материала изучена на моделях крыс линии vistar. Было показано, что он по сравнению с марлей Surgicel проявляет более выраженную коагуляционную активность и снижает время кровотечения в 2 раза [3].

ОЦ может служить основой для создания гемостатиков полифункционального действия и систем с контролируемым выделением лекарственных веществ. Например, эффективный гемостатический препарат местного действия поликапран представляет собой ОЦ с включением ε-аминокапроновой кислоты как ингибитора фибринолиза [2]. Кроме того, ОЦ комбинируют с другими гемостатическими средствами для успешного достижения гемостаза при различных операциях [29].

Таким образом, в связи с постоянным увеличением количества кардиохирургических операций в Российской Федерации, как и в странах Европы и США, ежегодно проводимых на открытом сердце с использованием искусственного кровообращения, актуальность снижения осложнений, увеличивающих летальность, сроки госпитализации и стоимость лечения, очень велика.

В настоящее время известно множество полимерных материалов, применяющихся в качестве носителей лекарственных веществ, но наибольший интерес, с нашей точки зрения, представляет окисленная целлюлоза - признанный во всем мире гемостатик, который благодаря наличию карбоксильных групп может быть использован в качестве матрицы для иммобилизации антибиотиков путем химической связи.

Внедрение в клиническую практику новых гемостатических содержащих антибиотик средств, позволило бы не только сделать прорыв в области борьбы с осложнениями кардиохирургических вмешательств и существенно снизить риск возникновения кровотечений и стернальных инфекций, но и вытеснить с российского рынка медицинской продукции зарубежные гемостатические средства, тем самым активно способствуя развитию медицинских импортозамещающих технологий в РФ.