Latexový a silikonový drén v chirurgii − je zákaz pryžového drénu opravdu krokem dopředu, nebo spíše zpět?

Overview

Použití silikonového a latexového drénu je nedílnou součástí chirurgické praxe. Klinika i přehled světové literatury ukazují, že silikonový drén se vyznačuje mnohem nižší mírou fibrotické reakce tkáně kolem drénu. Schopnost latexového neboli pryžového či lidově nazývaného gumového drénu indukovat ve svém okolí tvorbu vaziva se s výhodou využívá v situacích, kdy je žádoucí cílené vytváření jizevnaté tkáně. Tato vlastnost u silikonových drénů absentuje. V dnešní době je však u většiny pracovišť pravidlem používání drénů téměř výlučně silikonových, které se zakládá na prevenci alergie na latex. Článek se věnuje popisu rozdílné a vzájemně nezaměnitelné reakce tkaniva na silikon a latex. Následně se také zabývá otázkou, jestli je soumrak používání latexového drénu v moderní medicíně doopravdy progresem, nebo spíše zpátečnictvím.

Klíčová slova:

drén – silikon – pryž – latex – reakce tkáně

ÚVOD

K pochopení rozdílné odezvy organismu na drén z latexu a silikonu je nutný základní popis obou materiálů a objasnění všeobecné histologicko-fyziologické reakce tkáně na cizorodý materiál, která probíhá ve formě granulomu.

Latex je ve své podstatě souhrnné označení pro mléčnou tekutinu, kterou obsahuje asi desetina všech kvetoucích rostlin [1]. Je to elastický polymer, jenž se původně vyráběl z tekutiny kaučukovníku brazilského (hevea brasiliensis), který tuto tekutinu produkuje při poranění. Z chemického pohledu se jedná o vodnou emulzi směsi alkaloidů, bílkovin, cukrů, škrobů, taninů, olejů, gum a pryskyřic, která při kontaktu se vzduchem koagulací tuhne [2]. Rostlinám slouží jako ochrana před hmyzem. Názvy „přírodní latex“, „kaučuk“, „indická guma“, „amazonská guma“ či pouze „latex“ a v medicíně také běžně jenom „guma“ či „pryž“ jsou synonyma, která označují produkt z rostlinného nebo syntetického latexu. Základem jsou makromolekuly cis-1,4-polyizoprenu vzniklé polymerací izoprenové jednotky (systémový název 2-methyl-1,3-butadien) a dalších příměsí, které se v latexovém „mléku“ nacházejí [3]. Jeho využití sahá do dob kultury Mayů a Aztéků, kteří kaučuk z latexu získávali prostým vysušením latexové tekutiny [4].

Silikonové látky jsou z chemického hlediska polysiloxany, jejich základem je siloxanová funkční skupina. Siloxanová skupina je definována dvěma atomy křemíku spojenými jedním kyslíkovým atomem v podobě vazby – Si−O–Si −. Tyto skupiny se na sebe mohou následně vázat a větvit v podobě řetězce – (O–Si–O–Si–O) – v prakticky neomezené délce, čímž dávají vznik polysiloxanovým polymerům [5]. Díky tomu zahrnuje spektrum silikonů pestré seskupení látek ve formě tekutin, pryskyřic a elastomerů, tvořených právě řetězci polymerních siloxanů. V přírodě se na rozdíl od latexu nevyskytují, jsou vytvořeny člověkem. Výchozí surovinou pro výrobu silikonu je oxid křemičitý, volně se nacházející například ve formě křemene či písku. Všechny silikony se vyznačují hydrofobností, chemickou stabilitou a odolností vůči vysokým teplotám. Za běžných podmínek jsou pro tělo téměř plně inertní a do metabolismu se prakticky nezapojují [5].

Drény, tak jako všechny implantáty bez ohledu na materiál, nezůstávají bez odezvy organismu. Ta probíhá nejčastěji ve formě granulomu [6]. Literatura naznačuje, že jejím hnacím motorem jsou procesy na rozhraní povrchu cizího materiálu a okolní tkáně [7].

Metodika článku primárně spočívala ve zpracování dostupné literatury pojednávající o reakci živých tkání na drén ze silikonu a latexu. Zdrojem byly internetové databázové systémy (Scopus, Google Scholar, PubMed, Web of Science). Cílem souhrnného sdělení je objasnit, jak dochází k rozdílné reakci na základě samotného materiálu chirurgického drénu, a položit otázku, jestli je nově zavedený zákaz používání pryžových drénů tím správným krokem.

Podstata odlišnosti interakce latexu silikonu s okolní tkání

Axiomem je, že těleso z cizího materiálu vždy podléhá interakci s prostředím organismu. V organismu vede postupem času ke tvorbě pojivové tkáně, granulomů a fibrózy. Na straně implantátu naopak dochází ke korozi a degradaci. Je nutné zdůraznit, že nejen latexové, ale i silikonové částice vyvolávají tvorbu granulomů [8,9]. Kromě toho oba materiály mohou být příčinou alergické reakce, i když alergie na silikon je nanejvýš raritní [10,11].

Drény vyrobené z latexu, ať už syntetického, nebo přírodního, však v organismu vyvolávají mnohem vyšší míru této reakce než drény silikonové. Důvodů je několik.

Jako první možno zmínit fyzikální vlastnosti stavebních jednotek obou polymerů. Z ryze chemického hlediska je vazba mezi atomy uhlíku tvořícími izopren, a tím i latex, slabší než vazba mezi atomy kyslíku a křemíku v silikonu. Energie potřebná k rozbití chemické vazby (disociační energie) je v případě vazby C−C nižší (pouze 346 kJ/mol) než u vazby Si−O (452 kJ/mol) [12]. Proto je polysiloxanový polymer stabilnější než polyizopren.

Kromě toho hraje roli i rozdílná elektronegativita (tendence atomu přitahovat elektrony k sobě) atomu křemíku (1,9), kyslíku (3,44) a uhlíku (2,55). Následkem jejich nestejné elektronegativity je vazba Si−O polární a vazba dvou stejných atomů uhlíku nepolární. Proto jsou vazby Si−O náchylné na heterolytické štěpení se vznikem iontů. V kontrastu s nimi jsou řetězce polyizoprenu ochotnější k homolytickému štěpení nepolárních vazeb Si–Si za vzniku radikálů [13]. Jelikož jsou radikály vůči okolním molekulám reaktivnější než ionty, mají degradační produkty polyizoprenu vyšší potenciál k dalšímu zpracování v metabolismu, než je tomu u silikonu.

Na základě toho je možné dedukovat, že degradační potenciál je již pouze z chemického pohledu vyšší právě u materiálů vyrobených z latexu. Právě chemická stabilita je jedním ze základních předpokladů inertnosti implantátu a jeho odolnosti vůči metabolickým pochodům tkáně. V prostředí organismu a jeho obranných linií ve formě makrofágů a jimi vytvořených granulomů je tedy větší pravděpodobnost narušení povrchu právě při latexových materiálech, ať už enzymaticky, acidickým prostředím, nebo reaktivními radikály.

Kromě ryze fyzikálně-chemického hlediska je však nutné zdůraznit, že zatímco silikon je syntetická látka v přírodě se nevyskytující, tak izopren (základ všech latexových sloučenin) je molekula vyskytující se nejen v rostlinách, ale i v lidském těle [14,15]. Biologická familiarita organismu s touto molekulou dává tedy tkáni více možností interakce s polymery složenými z ní. Při zmínce o biologickém původu a již uvedených chemických vlastnostech latexových látek nelze nezmínit ochotu bioorganických a biochemických molekul vázat se na povrch latexu. Podstata této skutečnosti není přesně pochopena. In vivo se na její bázi dá částečně vysvětlit rychlá kolonizace latexových drénů a katétrů bakteriemi, kterým poskytuje dostatek potenciálu na jejich adherenci, a tím i vyšší působení bakteriálních metabolitů na povrch latexového drénu. In vitro se ochota latexu vázat biomolekuly už kolem čtyřiceti let používá jako hlavní princip latex fixačních testů. Jejich základem je spojení latexových partikulí se specifickými protilátkami, které za vzniku aglutinace reagují, pokud se ve vyšetřovaném materiálu nachází pro ně daný antigen. Toto se používá i obráceně, přičemž se na latexové částice navážou specifické antigeny. Hypotetický „silikon fixační“ test analogický se silikonovými částicemi se v literatuře nezmiňuje a v praxi neexistuje. Tento fakt nepřímo potvrzuje nižší schopnost míry interakce silikonu s organismem. Vyšší náchylnost jakékoliv látky k interakci s organismem v kontextu reakce tkáně na cizí těleso vždy vede k jeho degradaci. V návaznosti na to logicky platí, že čím více je jakýkoliv materiál náchylný na rozložení, tím více roste i množství degradačních produktů, které se dostávají do jeho okolí. Následkem toho je zvětšení reakčního povrchu cizí látky, její vyšší dostupnost složkám imunity a zákonitě i větší potenciál organismu k interakci s ní.

Doposud uvedené příklady ale neznamenají, že interakci s organismem podléhá pouze latex a silikonových látek se to netýká. Právě naopak, protože i silikonové látky se v těle v malé míře přirozeně metabolizují. Pozorovat to však je téměř vždy možné až po době delší, než je použití drénů v chirurgii, například při silikonových implantátech [16,17,18]. Tyto příklady ukazují, že inertnost silikonů je výrazně vyšší než latexových látek.

Při latexových drénech je to právě nižší inertnost vycházející z chemických vlastností a s ní související i vyšší ochota k interakci s organismem i mikroorganismy, které vysvětlují vyšší míru okolní fibrózní reakce v tkáni. Tyto charakteristiky u silikonových látek absentují.

Reakce kolem latexového drénu v praxi

Ze zkušeností je chirurgickým pracovištím známo, že použití pryžového drénu je oproti silikonovému spojené s rychlejší a rozsáhlejší fibroprodukcí v jeho okolí. Přesné důvody nejsou známy, ale tato skutečnost se využívá již celé dekády. Dostupná literatura neuvádí mnoho příkladů přímého porovnání obou materiálů v humánní medicíně, ale pokusy na zvířatech tento empirický poznatek potvrzují. Jelikož jsou z hlediska reakční fyziologie na cizorodý materiál zvířecí modely prakticky stejné jako lidi, dají se z těchto příkladů údaje čerpat a extrapolovat i do humánní medicíny.

Při porovnávání biliárních drénů z latexu a silikonu prokázali Apalakis a kol. [19] u psů větší míru vazivové reakce u latexového drénu. Podobné výsledky referovali i Koivusalo a kol. [20] ve studii, kde latexový T-drén zavedený do žlučových cest selat byl spojen s vyšší mírou okolní fibrotizace než silikonový T-drén. Stejný autor již ve své dřívější práci také dospěl ke zjištění, že na biliárních T-drénech z latexu se v biofilmu na jejich povrchu nachází 2 až 6× více bakterií ve srovnání s biofilmem biliárních T-drénů ze silikonu [21]. Ke stejným výsledkům došli i Kolf a kol. [22] při zkoumání biliárních drénů u psů, kdy prokázali nedostatečnou schopnost vazivové tvorby kolem silikonových drénů ve srovnání s latexovými drény, které fibroprodukci ve svém okolí vyvolávaly v mnohem větším rozsahu. Trochu jiné výsledky prezentovali Nundy a kol. [23] ve studii, která porovnávala reakci okolní tkáně na biliární T-drén ze silikonu a z latexu u makaka rhesuse. Podle této práce byla vazivová reakce kolem drénů obou typů sice dostatečná, avšak ke komplikacím došlo při použití silikonového drénu mnohem později. Dalším příkladem vyjadřujícím se k silikonovému a gumovému drénu a jejich použití popisují Baumgartner a kol. [24] v článku, který spojuje výskyt biliární peritonitidy po standardním odstranění drénu ze žlučových cest přímo s použitím silikonu. Udává, že podle jejich studie u psů byl latexový drén enkapsulovaný do fibrózní tkáně již po 2 týdnech, zatímco u silikonového drénu trakt kolem drénu chyběl i po 6 týdnech.

V tomto kontextu působí zajímavě práce Maghsoudiho a kol. [25], která se věnovala velkému souboru 1375 pacientů po revizi ductus choledochus. Drény ze žlučových cest se u nich podle studie odstraňovaly po 3 týdnech. U části z nich došlo následně k biliární peritonitidě. Retrospektivně bylo potvrzeno, že všech 34 pacientů s touto komplikací spojoval drén sice latexový, ale na povrchu potažený silikonem, který kolem sebe nedokázal vytvořit adekvátní vazivovou reakci. Při použití jiných drénů autoři studie v daném souboru pacientů tuto komplikaci nepozorovali. Schopnost latexu akcelerovat tvorbu fibrózní reakce v okolí se uvádí i při řešení enterokutánních píštělí, kde svou přítomností latexový drén postupem času způsobil obliteraci píštěle [26,27]. Neméně zajímavý je i experiment, při kterém kolektiv autorů kolem Parsaka [28] zaváděl do břišní dutiny potkanů drény různých materiálů, mimo jiné latexový a silikonový. Výsledky tohoto pokusu ukázaly, že latexový drén je kolonizován bakteriemi rychleji než drén ze silikonu. Kromě toho materiál použitého drénu ovlivňoval i výskyt reaktivního peritoneálního výpotku, přičemž latexový drén byl spojován s přítomností peritoneálního výpotku častěji než silikonový. Sledovalo se i pokrytí drénu omentem. I v tomto ohledu měl prvenství drén z materiálu na bázi přírodního latexu.

V jiných aplikacích je však použití latexu právě pro tyto vlastnosti spojené s možnými nevýhodami. Například Nacey a kol. [29] popisují, že iritace močovým katétrem ve formě uretritidy byla způsobena častěji latexovým močovým katétrem oproti katétru silikonovému. Tyto výsledky byly potvrzeny i při porovnávání cytologického vyšetření stěru z uretry u pacientů používajících močový katétr ze silikonu, silikonizovaného latexu a latexu potaženého hydrogelem [30]. Podle výsledků této studie způsoboval silikonový katétr mírnější zánětlivou odezvu uretry než latexový katétr potažený silikonem nebo latexový katétr s hydrogelovým povlakem. Závěr, že přítomnost latexového katétru oproti silikonovému způsobuje zánět a iritaci uretry rychleji, mají i Liedberg a kol. [31] a Huang a kol. [32]. K uvedeným případům nelze konstatovat nic jiného než to, že jsou odvrácenou stranou jedné mince. Protože stejně jako je fibroprodukce vyvolaná latexem někde vítaná, nacházíme i objektivní důvody, proč je v jiných částech organismu ta samá vlastnost rozhodně na škodu.

Je latexový drén opravdu zakázaný?

Indikace a použití latexového drénu je zajisté výhodná v případech, kde je žádaná fibrózní odezva v prostoru kolem drénu. Výše uvedené studie potvrzují výraznou schopnost indukce vazivové reakce kolem latexového drénu, která převyšuje tvorbu vaziva kolem drénů silikonových. Přiznáváme, že v mnohých případech je tato vlastnost jistě kontraproduktivní. Avšak není nutno zdůrazňovat, že nejenom specializované obory chirurgie, ale i běžný chirurg se ve své denní praxi potýká s případy fistul nebo komplikací hepatobiliární či střevní chirurgie, při kterých je cílená fibroprodukce nejen žádoucí, ale mnohdy zůstává jako ultima ratio, kterým lze pacienta vyléčit. Proto je jenom stěží možné souhlasit se současným stavem, při kterém se klasické „pryžové“ drény nahrazují silikonovými i v případech, kdy bez adekvátní vazivové reakce tkání nemají šanci k terapeutickému úspěchu.

Situaci nepomáhá ani rozšířená představa, že Evropská unie latexové drény v humánní medicíně vysloveně zakazuje. Autorský kolektiv tohoto souhrnu si dal za cíl zjistit odpověď u orgánu nejpovolanějšího a kontaktoval Evropské ústředí pro kvalitu léčiv a zdravotní péče Rady Evropy (European Directorate for the Quality of Medicines & Health Care) se sídlem ve Štrasburku. Na otázku, které doporučení Evropské unie plošně zakazuje latexový drén v humánní medicíně, jsme obdrželi písemnou odpověď, že takové doporučení v současné době není v platnosti (komunikace probíhala v červenci 2022). Ani kontrola jiných doporučujících dokumentů − např. Evropského lékopisu (European Pharmacopoeia) – podobné zákazy neukázala. Na druhé straně je však nevyhnutelné zdůraznit snahu nejenom Evropské unie, ale i dalších vlád o omezení latexové alergie a z toho vyplývající snížení expozice latexu u rizikových skupin. Tato doporučení ale neplatí paušálně a týkají se pouze vybrané a specifikované populace.

ZÁVĚR

Tak jako ostatní implantáty, i chirurgické drény jsou pro organismus cizím objektem, který podléhá dozoru a reakci imunitního systému. V práci vyjmenované důvody objasňují na histologické a chemické úrovni, proč jsou latexové drény zodpovědné za vyšší míru vazivové reakce v jejich okolí v porovnání s jejich silikonovými protějšky. Vysvětlení se zakládá na přehledu dostupné literatury a je třeba k němu přistupovat jako k extrapolaci známých charakteristik obou materiálů.

Na otázku, jestli je namístě úplné zavrhnutí latexových drénů a jejich nahrazení silikonovými drény, lze říci, že ve světle výše uvedených studií a rozboru rozdílného chování silikonu a latexu v organismu není jejich kategorické odmítnutí ospravedlnitelné, a už vůbec ne v době, kdy není dostupná jiná alternativa se schopností fibroprodukce porovnatelnou s latexem. Domníváme se, že i navzdory současným trendům má latexový drén v běžné chirurgii opodstatněné místo a díky specifickým vlastnostem daným svým složením jsou indikace, ve kterých je silikonovým či polyuretanovým drénem jen ztěžka nahraditelný.

Konflikt zájmů Autoři článku prohlašují, že nejsou v souvislosti se vznikem tohoto článku ve střetu zájmů a že tento článek nebyl publikován v žádném jiném časopise, s výjimkou kongresových abstrakt a doporučených postupů.

MUDr. Lubomír Tulinský, Ph.D.
Chirurgická klinika Fakultní nemocnice Ostrava
17. listopadu 1790
708 52 Ostrava
e-mail: lubomir.tulinsky@fno.cz
ORCID: 0000-0003-3100-5990

Rozhl Chir. 2022;101:525–529