Контактная лазерная литотрипсия с использованием сильно разогретого дистального конца волоконного световода со светопоглощающим покрытием

Цель исследования — оценить возможности разработанного способа контактной литотрипсии с применением сильно разогретого дистального конца волоконного световода со светопоглощающим покрытием, обеспечивающего контролируемую фрагментацию камней мочевой системы.

Материалы и методы. В качестве объектов использованы послеоперационные образцы почечных конкрементов. Для дробления камней мочевой системы применяли типичный диодный лазер на длине волны 0,97 мкм, работающий в непрерывном режиме с мощностью 15 Вт. Для контактной литотрипсии в качестве сильно поглощающего слоя на дистальном конце световода из многомодового кварцевого волокна, d=550 мкм, использовали раствор микрочастиц графита в кремнийорганическом лаке. К области контакта раскаленного световода (до 2000°K) с конкрементом подводили газ СО₂, что позволяло оптимизировать процесс высокотемпературного окисления графита в ходе деструкции конкрементов. Дробление лазером осуществляли ex vivo в физиологическом растворе и без жидкости путем непосредственного контакта с камнем.

Результаты. Крупная фрагментация камня была достигнута режимом карбонизации с механическим разрушением поверхности высокой температурой торца оптоволокна. Время дробления камня зависело от его плотности, размера в поперечнике и составляло от 10 до 80 с. Наибольший размер камней в поперечнике — от 6 до 21 мм, рентгеновская плотность камней — 158–1587 HU. Конкременты с рентгеновской плотностью более 1400 HU дроблению в жидкости не поддавались, однако в атмосферном воздухе фрагментация происходила успешно.

Заключение. Использованиевысокопоглощающего покрытия наконечника лазера с сильно разогретым концом позволяет создать новый механизм крупной фрагментации камней и обеспечить разлом мочевого камня по намеченной линии. Такой способ исключает мелкую фрагментацию камней, тем самым дает возможность профилактировать интраоперационную микробную диссеминацию ткани почки из биопленок потенциально инфицированных камней. Новые возможности позволяют использовать разно­образные типы лазеров в качестве литотриптера, значительно упрощают и удешевляют технологию их изготовления.

1. Антонов А.В. Малоинвазивные методы лечения мочекаменной болезни. Урологические ведомости 2013; 3(1): 33–38.
2. Didenko L.V., Tolordava E.R., Perpanova T.S., Shevlyagina N.V., Borovaya T.G., Romanova Yu.M., Cazzaniga M., Curia R., Milani M., Savoia C., Tatti F. Electron microscopy investigation of urine stones suggests how to prevent post-operation septic complications in nephrolithiasis. J Appl Med Sci 2014; 3(4): 19–34.
3. Margel D., Ehrlich Y., Brown N., Lask D., Livne P.M., Lifshitz D.A. Clinical implication of routine stone culture in percutaneous nephrolithotomy — a prospective study. Urology 2006; 67(1): 26–29, https://doi.org/10.1016/j.urology.2005.08.008.
4. Палагин И.С., Сухорукова М.В., Дехнич А.В., Эйдель­штейн М.В., Шевелев А.Н., Гринев А.В., Пере­па­нова Т.С., Козлов Р.С. Современное состояние антибиотикорезистентности возбудителей внебольничных инфекций мочевых путей в России: результаты иссле­дования «ДАРМИС» (2010–2011). Клиническая микро­био­логия и антимикробная химиотерапия 2012; 14(4): 280–302.
5. Koras O., Bozkurt I.H., Yonguc T., Degirmenci T., Arslan B., Gunlusoy B., Aydogdu O., Minareci S. Risk factors for postoperative infectious complications following percutaneous nephrolithotomy: a prospective clinical study. Urolithiasis 2015; 43(1): 55–60, https://doi.org/10.1007/s00240-014-0730-8.
6. Yang T., Liu S., Hu J., Wang L., Jiang H. The evaluation of risk factors for postoperative infectious complications after percutaneous nephrolithotomy. Biomed Res Int 2017; 2017: 4832051, https://doi.org/10.1155/2017/4832051.
7. Malskat W.S., Poluektova A.A., van der Geld C.W., Neumann H.A., Weiss R.A., Bruijninckx C.M., van Gemert M.J. Endovenous laser ablation (EVLA): a review of mechanisms, modeling outcomes, and issues for debate. Lasers Med Sci 2013; 29(2): 393–403, https://doi.org/10.1007/s10103-013-1480-5.
8. Bredikhin V., Kamensky V., Sapogova N., Elagin V., Shakhova M., Snopova L., Bityurin N. Indirect laser surgery. Applied Physics A 2016; 122(3): 181, https://doi.org/10.1007/s00339-016-9734-2.
9. Belikov A.V., Skrypnik A.V., Kurnyshev V.Y., Shatilova K.V. Experimental and theoretical study of the heating dynamics of carbon-containing optothermal fibre converters for laser surgery. Quantum Electronics 2016; 46(6): 534–542, https://doi.org/10.1070/qel16134.
10. Бредихин В.И., Битюрин Н.М., Каменский В.А., Смирнова Л.А., Саломатина Е.В., Стрельцова О.С., Почтин Д.П. Способ контактной литотрипсии. Патент РФ 2604800. 2015.
11. Demiray Ö., Cüce F., Çevik E., Çataloğlu B., Kalemci S. Could spot urine analysis of calcium and uric acid help predict density of urinary stone in computerized tomography? A preliminary study. Minerva Urol Nefrol 2016; 68(4): 342–347.
12. Motley G., Dalrymple N., Keesling C., Fischer J., Harmon W. Hounsfield unit density in the determination of urinary stone composition. Urology 2001; 58(2): 170–173, https://doi.org/10.1016/s0090-4295(01)01115-3.
13. Shahnani P.S., Karami M., Astane B., Janghorbani M. The comparative survey of Hounsfield units of stone composition in urolithiasis patients. J Res Med Sci 2014; 19(7): 650–653.
14. Teichman J.M., Vassar G.J., Bishoff J.T., Bellman G.C. Holmium: YAG lithotripsy yields smaller fragments than lithoclast, pulsed dye laser or electrohydraulic lithotripsy. J Urol 1998; 159(1): 17–23, https://doi.org/10.1016/S0022-5347(01)63998-3.
15. Türk C., Knoll T., Petrik A., Sarica K., Straub M., Seitz C. Guidelines on urolithiasis. European Association of Urology; 2011.
16. Kuwahara M., Kageyama S., Kurosu S., Orikasa S. Computed tomography and composition of renal calculi. Urol Res 1984; 12(2): 111–113, https://doi.org/10.1007/bf00257175.
17. Li X.-H., Zhao R., Liu B., Yu Y.-Q. Determination of urinary stone composition using dual-energy spectral CT: initial in vitro analysis. Clin Radiol 2013; 68(7): e370–e377, https://doi.org/10.1016/j.crad.2012.11.022.

Streltsova О.S., Grebenkin Е.V., Pochtin D.P., Bredikhin V.I., Kamensky V.А. Contact Laser Lithotripsy Using Strongly Heated Distal Tip of Optic Fiber. Sovremennye tehnologii v medicine 2017; 9(4): 137, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.4.17