PTU - Polskie Towarzystwo Urologiczne

Zmiany zachodzące na powierzchni i w świetle cewnika podwójnie zagiętego wprowadzonego do dróg moczowych
Artykuł opublikowany w Urologii Polskiej 2005/58/3.

autorzy

Waldemar Różański 1, Leszek Klimek 2, Krzysztof Leńko 1, Rafał Kliś 1
1 Klinika Urologii i Rehabilitacji Urologicznej ICH Uniwersytetu Medycznego w Łodzi
Kierownik kliniki: prof. UM dr hab. Marek Sosnowski
2 Instytut Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej
Dyrektor instytutu: prof. dr hab. inż. Piotr Kula

słowa kluczowe

drogi moczowe, cewnik podwójnie zagięty, kryształy i składniki niekrystaliczne moczu

streszczenie

Cel pracy.
Celem pracy było badanie za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego zmian, jakie występują na powierzchni i w świetle cewników typu ?Double-J? wprowadzonych do dróg moczowych.
Materiał i metoda.
Ocenie makroskopowej i mikroskopowej poddano 27 cewników podwójnie zagiętych typu ?Double-J?. Czas utrzymywania cewnika w górnych drogach moczowych wynosił od 7 do 90 dni. Cewnik założono u 23 chorych leczonych z powodu kamicy dróg moczowych, a w dwóch przypadkach u chorych leczonych z powodu nowotworu dróg moczowych. Dwukrotnie cewniki założono do moczowodów uszkodzonych podczas zabiegów chirurgicznych usuwania guzów jelita grubego.
Obserwację powierzchni i przekrojów cewników przeprowadzono za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego Hitachi S 3000N. Stosowany zakres powiększeń obserwacji wynosił od 30 do 18 000 razy. Przed zabiegiem cewniki napylono warstwą złota Au-4N (99,99% Au), w napylarce próżniowej typu Jeol Jee-4X. We wszystkich przypadkach przed wprowadzeniem cewnika do dróg moczowych pobierano mocz na posiew.
Wyniki.
Częściowe lub całkowite pokrycie cewnika składnikami organicznymi lub krystalicznymi moczu obserwowano na wszystkich cewnikach z różnym nasileniem w zależności od rodzaju cewnika, występowania zakażenia i czasu utrzymywania stentu w drogach moczowych. Utrzymując cewnik w zakażonych drogach moczowych przez siedem dni, stwierdzono stopniowe pokrywanie jego powierzchni tworami włóknistymi. Na cewnikach pozostawionych w drogach moczowych od 14 do 21 dni obserwowano odkładanie się kryształów form włókieniczych. Przy utrzymywaniu cewników w drogach moczowych powyżej 21 dni obserwowano intensywne narastanie kryształów, a nawet całkowite zarośnięcie kanału centralnego stentu. U chorych z infekcją dróg moczowych cewniki ?Double-J? utrzymywane do 90 dni w drogach moczowych pokrywały się na całej powierzchni kryształami.
Podsumowanie.
Zakażenie dróg moczowych i długi czas utrzymywania cewnika w drogach moczowych nasilają proces odkładania się kryształów i tworów włóknistych na powierzchni cewnika. Jednocześnie obserwuje się stopniowe zarastanie otworów bocznych i kanału centralnego, prowadzące do niedrożności stentu.

Wprowadzenie

Cewniki podwójnie zagięte są obecnie powszechnie stosowane w celu zapewnienia odpływu moczu u pacjentów z różnymi chorobami górnych dróg moczowych. Używa się do tego cewników zbudowanych z poliuretanu, utrzymywanych w drogach moczowych do kilku tygodni. Dłużej stosuje się cewniki silikonowe. Z innych cewników używane są stenty lateksowe i pokrywane hydrożelami [1,2].

Wskazania do założenia cewnika podwójnie zagiętego w chorobach układu moczowego są coraz liczniejsze. Ich głównym zadaniem jest zabezpieczenie prawidłowego odpływu moczu z nerek. Założenie cewnika obarczone jest pewnym ryzykiem uszkodzenia miąższu nerki lub światła moczowodu. Długi okres utrzymywania stentu w drogach moczowych może spowodować nadżerki śluzówki, a nawet uszkodzenie ściany moczowodu. Cewnik podwójnie zagięty może ograniczać falę perystaltyczną sprawiając, że moczowód staje się sztywną tubą ułatwiającą odpływ wsteczny moczu z pęcherza moczowego do miedniczki nerkowej przy nieznacznym wzroście ciśnienia w pęcherzu moczowym [3,4]. Badania in vitro wykazały cytotoksyczny wpływ cewników lateksowych i silikonowych na pierwotną hodowlę komórek nabłonka pęcherza moczowego królika [5]. Opisane powikłania są rzadkie, jeśli cewnik do dróg moczowych wprowadzany jest z zachowaniem ostrożności i pod kontrolą radiologiczną lub ultrasonograficzną.

Problemem, który związany jest ze wszystkimi rodzajami cewników umieszczanych w drogach moczowych, jest odkładanie się na ich powierzchni i w świetle elementów stałych występujących w moczu. Proces ten prowadzi do stopniowego zamykania świateł otworów bocznych w ścianie cewnika i kanału centralnego. Wpływa na to zwiększona produkcja śluzu przez nabłonek dróg moczowych i nadmierne złuszczanie komórek nabłonka pobudzanego obecnością cewnika w drogach moczowych [3]. Innymi czynnikami, powodującymi zmiany w świetle i na powierzchni cewników, są: zakażenie dróg moczowych, zastój moczu i kamica dróg moczowych [6,7]. Wielu autorów zwraca uwagę na zakażenie dróg moczowych bakteriami ureazododatnimi (Proteus mirabilis) jako na czynnik potęgujący wyżej wymienione zmiany [8,9,10].

Cel pracy

Celem pracy było przedstawienie zjawiska pokrywania i wypełniania kanału centralnego cewników podwójnie zagiętych kryształami i elementami organicznymi moczu w zależności od zakażenia i czasu utrzymywania stentu w drogach moczowych.

Materiał i metoda

Ocenie makroskopowej i mikroskopowej poddano 27 cewników podwójnie zagiętych po ich usunięciu z górnych dróg moczowych. Dwadzieścia pięć cewników było zbudowanych z poliuretanu, a dwa były cewnikami silikonowymi. Czas utrzymywania cewnika w drogach moczowych wynosił od 7 do 90 dni (tab. I).

U 23 chorych założono cewnik z powodu kamicy dróg moczowych. W dwóch przypadkach założono cewnik u chorych leczonych z powodu nowotworu dróg moczowych i dwa razy do moczowodów uszkodzonych w trakcie chirurgicznych zabiegów usuwania guzów jelita grubego. U 25 chorych pobrano mocz na posiew przed założeniem cewnika. U dwóch chorych, u których doszło do uszkodzenia moczowodu podczas zabiegu chirurgicznego, mocz na posiew pobrano w czasie operacji. Rodzaj flory bakteryjnej oznaczano gotowym zestawem ?Uriline? firmy bioMerieux. Dodatnie posiewy stwierdzono u 13 z 27 chorych (wyniki przedstawiono w tabeli II).

Obserwację powierzchni i przekrojów cewników przeprowadzono elektronowym mikroskopem skaningowym Hitachi S 3000N, firmy Hitachi (Tokio, Japonia). Przed badaniem cewniki napylono warstwą złota Au-4N (99,99% Au) w napylarce próżniowej typu Jeol Jee-4X firmy Jeol (Tokio, Japonia). Podczas obserwacji w mikroskopie panowało ciśnienie 10-5 Pa, a napięcie przyspieszające wynosiło 15 kV.

Wyniki

Pokrycie częściowe lub całkowite cewnika składnikami organicznymi lub krystalicznymi moczu stwierdzono na wszystkich 27 cewnikach. Proces ten występował z różnym nasileniem w zależności od: zakażenia, rodzaju cewnika, czasu jego utrzymywania w drogach moczowych. Utrzymując cewnik w zakażonych drogach moczowych przez siedm dni stwierdzono pokrywanie jego powierzchni tworami włóknistymi i stopniowe zarastanie światła kanału centralnego (ryc. 1).

U chorych leczonych z powodu kamicy moczowej obserwowano odkładanie się kryształów na cewnikach utrzymywanych w moczowodzie od 14 do 20 dni (ryc. 2).

W przypadku występującego dodatkowo zakażenia bakteriami Proteus mirabilis widoczne były formy włókniste i kryształy na całej powierzchni cewnika. Zakażenie bakteriami Serratia marcescens spowodowało w ciągu 20 dni powstanie na pętli miedniczkowej cewnika kamienia utrudniającego usunięcie stentu z dróg moczowych (ryc. 3). Na cewnikach utrzymywanych od 21 do 28 dni stwierdzono formy włókniste i kryształy doprowadzające do zarośnięcia otworów bocznych cewnika (ryc. 4).

U dziewięciu chorych stwierdzono wypełnienie światła i pokrycie powierzchni cewnika kryształami uniemożliwiającymi odpływ moczu (ryc. 5, 6). Były to cewniki poliuretanowe utrzymywane w drogach moczowych od 21 do 28 dni i dwa cewniki utrzymywane do 90 dni.

Cewniki utrzymywane w drogach moczowych 90 dni pokryte były kryształami na całej powierzchni. Obserwacja ta nie dotyczy cewników silikonowych. W przypadku dwóch cewników silikonowych utrzymywanych 90 dni w drogach moczowych stwierdziliśmy pojedyncze kryształy w ich świetle (ryc. 7). U tych chorych stosowano leki odkażające drogi moczowe.

Dyskusja

Mikroskop skaningowy jest doskonałym urządzeniem do prowadzenia obserwacji zmian, jakie zachodzą w biomateriałach stosowanych do produkcji artykułów medycznych. Dowodem na to jest obserwacja cewników typu Double-J zapewniających drożność moczowodów. Cewniki te, jak twierdzą wytwórcy, zbudowane są z materiałów odpornych na przyleganie do ich powierzchni składników stałych moczu. Z naszych obserwacji przeprowadzonych na 27 cewnikach wynika, że pierwsze zmiany pojawiają się na powierzchni cewnika już w siódmej dobie od wprowadzenia go do światła dróg moczowych. Podobnego zdania są inni autorzy podkreślający, że proces odkładania się kryształów na powierzchni cewnika i w jego świetle następuje szczególnie szybko u chorych z zakażeniem dróg moczowych bakteriami ureazododatnimi [10,11]. We wstępie zwrócono uwagę na niekorzystny wpływ cewnika na drogi moczowe, który powoduje nadmierne złuszczanie się komórek nabłonka i wydzielanie śluzu [3]. Powstająca w tych warunkach bezpostaciowa masa prowadzi nie tylko do niedrożności cewnika (ryc. 8), ale jest doskonałym środowiskiem rozwoju bakterii. Bakterie szczególnie ureazododatnie przyspieszają proces inkrustacji cewnika. Można przypuszczać, że powstaje tu swego rodzaju błędne koło (utrudnienie odpływu moczu z nerki przez niedrożny cewnik).

Z drugiej strony łatwiejsze cofanie się moczu z pęcherza, przy niesprawnie działającym ujściu pęcherzowym moczowodu, stwarza idealne warunki do szerzenia się zakażenia drogą wstępującą [12].

Powyższe obserwacje potwierdzają konieczność opracowania schematu postępowania zabezpieczającego cewnik podwójnie zagięty przed zbyt szybką inkrustacją, a chorego przed infekcją układu moczowego.

Podsumowanie

Zakażenie dróg moczowych i długi czas utrzymywania cewnika w drogach moczowych nasilają proces odkładania się kryształów i tworów włóknistych na powierzchni cewnika. Jednocześnie obserwuje się stopniowe zarastanie otworów bocznych i kanału centralnego prowadzące do niedrożności stentu.

piśmiennictwo

  1. Desgrandchamps F, Moulinier F, Daudon P, Teillac P, Le Duc A: An in vitro comparison of urease-induced incrustattion of JJ stents in human urine. B J U Int., 1997; 79; 24-27.
  2. Cormio L, Talja M, Koivusalo A, Makisalo H, Wolff H, Ruutu M: Biocompatibility of various indwelling double-J stents. J Urol 1995; 153; 494-496.
  3. Docimo SG, Dewolf WC: High failure rate of indwelling ureteral stents in patients with extrinsic obstruction: experience at 2 institutions. J Urol 1989; 142; 277-279.
  4. Narasimham DL, Jacobsson B, Nyman U, Vijayan P: Primary double pigtail stenting as a treatment of upper urinary tract leaks. J Urol 1990; 143; 234-236.
  5. Drewa T, Wolski Z, Gałązka P, Woźniak A, Sir J: Cytotoksyczny wpływ lateksowych i silikonowych cewników urologicznych na pierwotną hodowlę komórek nabłonka pęcherza moczowego królika. Urol Pol 2002; suppl. 2A; 30.
  6. Gotwald TF, Peschel R, Frauscher F, Neururer R, Nedden. D, Bartsch G: Indwelling ureteral stent fragmentation with severe encrustation and stone formation. J Urol 1999; 126; 788.
  7. Kraśnicki K, Gospodarek E, Wolski Z: Adhezja pałeczek Acinetobacter sp. do cewników urologicznych. Urol Pol 2003; suppl. 2A; 26.
  8. Farsi HM, Mosli HA, Al-Zemaity HF, Bahnassy AA, Alvarez M: Bacteriuria and colonization of double-pigtail ureteral stents: long-term experience with 237 patients. J Endourol 1995; 9; 469-472.
  9. Morris NS, Stickler DJ: Encrustation of indwelling urethral catheters by Proteus mirabilis biofilms growing in human urine. J Hosp Infect 1998; 39; 227-234.
  10. Wetterson DJ, Cadieux PA, Stickler D, Reid G, Denstedt JD: Swarming of Proteus mirabilis over ureteral stents: a comparative assessment. J Endourol 2003; 17; 523-527.
  11. Torzewska A, Staczek P, Różalski P: Crystallization of urine mineral components may depend on the chemical nature of Proteus endotoxin polysacchardes. J Med Microbiol 2003; 52; 471-477.
  12. Morris NS, Stickler DJ, McLean RJ: The development of bacterial biofilms on indwelling catheters. World J Urol 1999; 17; 345-350.

adres autorów

Waldemar Różański
Klinika Urologii UM
ul. Żeromskiego 113
90-549 Łódź
urologialodz@poczta.onet.pl