Введение

Медицинские трубки, вставляемые в организм для извлечения или введения веществ.

В медицине катетер (/ˈkæθətər/) – это тонкая трубка, изготовленная из медицинских материалов, выполняющая широкий спектр функций. Катетеры – это медицинские устройства, которые могут быть введены в организм для лечения заболеваний или проведения хирургической операции. Катетеры производятся для конкретных областей применения, таких как кардиологические, урологические, гастроэнтерологические, нейрососудистые и офтальмологические процедуры. Процесс введения катетера называется катетеризацией. В большинстве случаев катетер представляет собой тонкую, гибкую трубку (мягкий катетер), хотя катетеры доступны с различной степенью жесткости в зависимости от области применения. Катетер, оставленный внутри тела временно или постоянно, может называться "внутрисосудистым катетером" (например, центральный катетер, введенный периферически). Постоянно имплантированный катетер может называться "пермкат" (первоначально торговая марка). Катетеры могут быть введены в полость тела, проток, сосуд, мозг, кожу или жировую ткань. Функционально они обеспечивают дренаж, введение жидкостей или газов, доступ для хирургических инструментов, а также выполняют множество других задач в зависимости от типа катетера. Специальные типы катетеров, также называемые зондами, используются в доклинических или клинических исследованиях для отбора проб липофильных и гидрофильных соединений, связанных и несвязанных с белками лекарственных средств, нейротрансмиттеров, пептидов и белков, антител, наночастиц и наноносителей, ферментов и везикул.

Этимология

"Катетер" (от греческого καθετήρ kathetḗr) происходит от греческого глагола καθίεμαι kathíemai, означающего "вводить" или "направлять вниз", поскольку катетер позволял выводить жидкость из организма.

Древние изобретатели

Древние китайцы использовали стебли лука, римляне, индусы и греки – трубки из дерева или драгоценных металлов. Древние египтяне делали катетеры из тростника.

Современный

Первое изобретение гибкого катетера относится к XVIII веку. Проявляя свою изобретательность в решении медицинских проблем своей семьи, Бенджамин Франклин изобрел гибкий катетер в 1752 году, когда его брат Джон страдал от мочекаменной болезни. Катетер Франклина был изготовлен из металла, состоял из соединенных шарнирами сегментов с проволокой внутри для обеспечения жесткости при введении. Согласно сноске в его письме, опубликованном в 4-м томе "Собрания сочинений Бенджамина Франклина" (1959), Франклин считает Франческо Рончелли Пардино, жившего в 1720 году, изобретателем гибкого катетера. Фактически, Франклин полагает, что гибкий катетер мог быть разработан еще раньше. Одним из ранних применений катетера стала сердечная катетеризация, которую в 1844 году использовал Клод Бернар. Процедура заключалась во введении катетера в желудочки лошади через яремную вену и сонную артерию. В 1929 году Вернер Форсман впервые выполнил центральную венозную катетеризацию, что привело к развитию сердечной катетеризации как метода лечения, за что он, Андре Ф. Курнанд и Дикинсон В. Ричардс получили Нобелевскую премию по медицине в 1959 году. Центральная венозная катетеризация позволяет непрерывно вводить лекарственные препараты, жидкости и компоненты крови в крупную вену, особенно пациентам в критическом состоянии. Дэвид С. Шеридан изобрел современный одноразовый катетер в 1940-х годах. До этого некоторые многоразовые катетеры изготавливались из плетеных хлопковых трубок, которые покрывались лаком, подвергались термической обработке и полировке. Поскольку основное производство этих изделий осуществлялось во Франции, начало Второй мировой войны поставило под угрозу цепочку поставок. В 1988 году журнал Forbes назвал Шеридана "Королем катетеров". Он также изобрел современную "одноразовую" пластиковую эндотрахеальную трубку, которая в настоящее время routinely используется в хирургии. Для предотвращения образования тромбов неиспользуемые катетеры могут быть заполнены раствором для промывки катетера.

Уринарные катетеры

Для изготовления катетеров используется широкий спектр полимеров, включая силиконовую резину, нейлон, полиуретан, полиэтилентерефталат (ПЭТ), латекс и термопластичные эластомеры. Силикон – один из наиболее часто используемых материалов для имплантируемых катетеров, поскольку он инертен и не вступает в реакцию с жидкостями организма и различными медицинскими жидкостями, с которыми он может контактировать. Однако полимер обладает низкой механической прочностью, и в катетерах отмечались случаи серьезных поломок. Например, силикон применяется в катетерах Фолея, где регистрировались переломы, часто требующие хирургического вмешательства для удаления фрагмента, оставшегося в мочевом пузыре. Существует множество различных типов катетеров для решения проблем с мочевым пузырем. Типичный современный катетер для периодической самокатетеризации изготавливается из полиуретана и выпускается в различных длинах и размерах для мужчин, женщин и детей.

Катетеры, используемые в интервенционных процедурах

В зависимости от требуемых механических характеристик, для изготовления катетеров, используемых в интервенционных процедурах, могут применяться различные полимеры и полимерные металлокомпозиты. К распространенным материалам относятся полиамид (нейлон), полиэфир-блочный амид, полиуретан, полиэтилентерефталат и полиимиды. Эти материалы часто используются в комбинации друг с другом и нередко наносятся слоями на оплетку из нержавеющей стали, лазерно-вырезанные трубки из нержавеющей стали или другие каркасные структуры, чтобы придать катетеру желаемые эксплуатационные характеристики, которые зависят от области применения. Например, материалы и конструкция, используемые для производства сосудистых катетеров для неврологических целей, могут существенно отличаться от катетеров, предназначенных для кардиологических процедур. Направляющие катетеры (катетеры, направляющие баллоны и стенты для ангиопластики) состоят из внутреннего слоя из политетрафторэтилена (ПТФЭ), обладающего скользкими свойствами, за которым следует внешняя оплетка из нержавеющей стали, обеспечивающая поддержку катетера и предотвращающая его перегиб при прохождении через кровеносные сосуды, и внешний слой из нейлонового эластомера, который обеспечивает дополнительную поддержку и сохраняет изгиб катетера при прохождении через извилистые сосуды. Для облегчения введения некоторые катетеры имеют смазывающее покрытие, снижающее трение. Это покрытие создает гладкую, скользкую пленку, облегчающую введение катетера.

Диагностические катетеры

В ангиографии используются различные катетеры. Диагностические катетеры направляют проводники через кровеносные сосуды. Затем через катетер вводится рентгеноконтрастное вещество для визуализации сосудов с использованием различных методов визуализации, таких как компьютерная томография (КТ), проекционная рентгенография и флюороскопия. Катетер Sidewinder – это селективный катетер, используемый для навигации по аорте. Катетеры Headhunter, Newton, Simmons, Bentson и Berenstein используются для доступа в одну из трех ветвей дуги аорты. Катетер Яширо – это селективный гидрофильный катетер, разработанный для оптимального вхождения в чревный ствол. В то время как получение образцов эндотелиальных клеток посредством эндоваскулярного забора с использованием спиралей, стентов, стент-ретриверов или проводников страдает от низкой селективности и низкого или сильно варьируемого выхода клеток, микроустройство, изготовленное методом 3D-печати и адаптированное для эндоваскулярных техник, может собирать эндотелиальные клетки для транскриптомического анализа.

Катетеры для воздушных шаров

Существуют также баллонные катетеры, используемые в процедурах ангиопластики, такие как обычные баллонные катетеры, полезные для прохождения узких стенозов сосудов, баллоны с лекарственным покрытием, содержащие паклитаксел на поверхности для предотвращения пролиферации гладкомышечных клеток стенок сосудов, тем самым снижая вероятность будущей закупорки сосудов, баллоны высокого давления, способные открывать стойкие стенозы сосудов в венах и артериовенозных свищенах, и баллоны для режущей ангиопластики, содержащие от 3 до 4 небольших лезвий на поверхности (эндотомов), которые помогают более равномерно контролировать распределение расширения баллона и разрезать резистентные стенозы, вызванные фиброзной рубцовой тканью.

Катетеры для диализа

Не существует различий в достижении адекватности кровотока, продолжительности использования катетера, частоте возникновения инфекций и риске тромбоэмболии в зависимости от того, имеет ли катетер для диализа ступенчатый, раздвоенный или симметричный кончик. Катетер Palidrome превосходит катетер Permcath по максимальному кровотоку, адекватности диализа и годовому проценту сохранения проходимости. Подобно Permcath, катетер Palidrome характеризуется высоким риском инфекций и тромбоэмболий.

Побочные эффекты

При проведении интервенционных процедур тефлоновые катетеры (обладающие гидрофобными свойствами) имеют более высокий риск образования тромбов по сравнению с полиуретановыми катетерами. Чем дольше катетер находится внутри тела, тем выше риск тромбообразования. Катетеры большего диаметра повышают риск образования тромбов вокруг катетера, поскольку они могут препятствовать кровотоку. "Любой инородный предмет в организме несет риск инфицирования, а катетер может служить для бактерий своеобразным "супершоссе" для проникновения в кровоток или организм", – утверждает Милиса Манойлович, профессор медицинской школы Мичиганского университета. Катетеры сложно дезинфицировать, поэтому они могут стать средой для размножения антибиотикорезистентных или иных патогенных бактерий.