Spontaneous pneumothorax: some aspects of etiology, pathogenesis and treatment (literature review)

The review article discusses the prevalence, etiology, pathogenesis, and treatment of spontaneous pneumothorax. The vascular, mechanical, obstructive, infectious, and enzymatic theories of the occurrence of emphysematous lung changes as the main cause of developing spontaneous pneumothorax are described; the role of smoking as the main etiological factor and its influence on the recurrence rate of spontaneous pneumothorax are studied. The issues of choosing primary cure tactic are considered. The effectiveness of conservative treatment, puncture and drainage of the pleural cavity as methods of treatment and pleurodesis for the prevention of recurrences of spontaneous pneumothorax are described. A comparativeassessment of various methods of pleural cavity obliteration is given: chemical pleurodesis (by sterile talc, minocycline, povidone-iodine, 50% glucose solution, autologous blood and its components, autologous adipose tissue, pseudomonas aeruginosa sensitive hemagglutinin, picibanil), apical pleurectomy, pleuroabrasion. The experience of using YAG-ND and CO₂ as methods of physical pleurodesis, intraoperative Staple Line Coverage with polyglyconic acid and fibrin gel is described. The necessity of active surgical tactic in the treatment of patients with spontaneous pneumothorax developed on the base of undifferentiated connective tissue dysplasia has been substantiated. The advantages, disadvantages, indications and contrindications to different ways of surgical treatment (thoracotomy, video-assisted minithoracotomy, thoracoscopy) are discussed. The strategy for choosing treatment methods depending on the volume of pneumothorax, the severity of bullous changes, the presence of concomitant diseases, chronic obstructive pulmonary disease, and the value of the Charlson comorbidity index is considered. The expediency of using video-assisted minithoracotomy as the safest and most effective method of surgical treatment of spontaneous pneumothorax has been substantiated. The effectiveness of surgical interventions depending on the timing of their implementation is considered.

1. Аверьянов А.В., Самсонова М.В., Черняев А.Л., Чучалин А.Г., Поливанова А.Э., Николаев Г.В., Перепечин В.И., Поливанов Г.Э. и др. Аспекты патогенеза эмфиземы легких у больных ХОБЛ. Пульмунология. 2008;(3):48-53. DOI:10.18093/0869-0189-2008-0-3-48-53

2. Бродская О.Н. Спонтанный пневмоторакс. Атмосфера. Пульмонология и аллергология. 2006;(4):53-55

3. Воскресенский О.В., Дамиров М.М., Тарабрин Е.А., Галанкина И.Е., Шарифуллин Ф.А. Катамениальный (менструальный) пневмоторакс - осложнение экстрагенитального эндометриоза. Гинекология. 2015;17(2):36-40

4. Иванов С.В., Иванов И.С., Горяинова Г.Н., Темирбулатов В.И., Клеткин М.Е., Иванова И.А. Патоморфология буллезной эмфиземы легких и спонтанного пневмоторакса. Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. 2018;13(2):43-49

5. Изюмов М.С., Булынин В.В., Бобровских А.М. Сравнительная морфологическая оценка реакции плевральных листков и интерстициальной ткани легких в эксперименте у крыс на различные химические агенты, применяемые при плевродезе. Перспективы науки и образования. 2018;2(32):262-266

6. Калашников А.В., Салимов Д.Ш. Современный взгляд на проблему спаек брюшной и плевральной полости: этиология, патологические проявления, сходство и различия, спорные вопросы профилактики. Оперативная хирургия и клиническая анатомия (Пироговский научный журнал). 2018;2(1):27-35. DOI: 10.17116/operhirurg20182127-35

7. Михеев А.В. Этиология первичного спонтанного пневмоторакса (обзор литературы). Земский Врач. 2015;4(28):14-19

8. Оборнев А.Д., Пищик В.Г., Атюков М.А., Яблонский П.К. Катамениальный пневмоторакс. Основные характеристики заболевания на основании обзора литературы. Клиническая больница. 2016;4(18):29-35

9. Пахомов Г.Л., Худайбергенов Ш.Н., Хаялиев Р.Я. К вопросу о тактике хирургического лечения неспецифического спонтанного пневмоторакса. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2010;3(2):103-111

10. Пичуров А.А., Оржешковский О.В., Николаев Г.В., Двораковская И.В., Петрунькин А.М., Яблонский П.К. Особенности лечебной тактики при спонтанном пневмотораксе у больных с хронической обструктивной болезнью легких. Вестник хирургии имени И.И. Грекова. 2010;169(6):17-21

11. Погодина А.Н., Воскресенкий О.В., Николаева Е.Б., Бармина Т.Г., Паршин В.В. Современные подходы к лечению спонтанного пневмоторакса и спонтанной эмфиземы средостения. Атмосфера. Пульмонология и аллергология. 2011;(1):45-51

12. Полянцев А.А. Современные подходы к хирургическому лечению спонтанного пневмоторакса. Вестник ВолгГМУ. 2014;2(50):51-54

13. Полянцев А.А., Быков А.В., Ермилов В.В., Панина А.А., Котрунов В.В., Полянцев А.А. Результаты диагностики и хирургического лечения больных с первым эпизодом спонтанного пневмоторакса. Вестник ВолгГМУ. 2015;2(54):3-8

14. Суздальцев А.М. Хирургическая тактика лечения спонтанного пневмоторакса у пациентов с недифференцированной дисплазией соединительной ткани. Сибирский медицинский журнал. 2011;26(3-2):85-88

15. Татур А.А., Пландовский А.В. Неспецифический спонтанный пневмоторакс. Сообщение 2: Хирургическая тактика и лечение. Медицинский журнал. 2006;2(16):21-23

16. Шахназарова М.Д., Розинова Н.Н., Семячкина А.Н. Моногенные болезни соединительной ткани (синдромы Марфана и Элерса - Данло) и бронхолегочная патология. Земский врач. 2010;3(3):17-21

17. Шевченко Ю.Л., Аблицов Ю.А., Василашко В.И., Аблицов А.Ю., Орлов С.С., Мальцев А.А. Влияние срока выполнения оперативных вмешательств по профилактике рецидивов первичного спонтанного пневмоторакса на течение раннего послеоперационного периода и отдаленные результаты. Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. 2015;10(2):36-41

18. Baumann M.H. Management of spontaneous pneumothorax. Clin Chest Med. 2006;27(2):369-381. DOI: 10.1016/j.ccm.2005.12.006

19. Cao G.q., Kang J., Wang F., Wang H. Intrapleural instillation of autologous blood for persistent air leak in spontaneous pneumothorax in patients with advanced chronic obstructive pulmonary disease. Ann Thorac Surg. 2012;93(5):1652-1657. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2012.01.093

20. Cardillo G., Bintcliffe O.J., Carleo F., Carbone L., Di Martino M., Kahan B.C., Maskell N.A. Primary spontaneous pneumothorax: a cohort study of VATS with talc poudrage. Thorax. 2016;71(9):847-853. DOI: 10.1136/thoraxjnl-2015-207976

21. Cardillo G., Carleo.F, Giunti R., Carbone L., Mariotta S., Salvadori L., Petrella L., Martelli M. Videothoracoscopic talc poudrage in primary spontaneous pneumothorax: a single-institution experience in 861 cases. J Thorac Cardiovasc Surg. 2006;131(2):322-328. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2005.10.025

22. Chang J.M., Lai W.W., Yen Y.T., Tseng Y.L., Chen Y.Y., Wu M.H. et al. Apex-to-Cupola Distance Following VATS Predicts Recurrence in Patients With Primary Spontaneous Pneumothorax. Medicine (Baltimore). 2015;94(37):e1509. DOI: 10.1097/MD.0000000000001509

23. Chen J.S., Chan W.K., Yang P.C. Intrapleural minocycline pleurodesis for the treatment of primary spontaneous pneumothorax. Curr Opin Pulm Med. 2014;20(4):371-376. DOI: 10.1097/MCP.0000000000000067

24. Doddoli C., Barlési F., Fraticelli A., Thomas P., Astoul P., Giudicelli R., Fuentes P. Video-assisted thoracoscopic management of recurrent primary spontaneous pneumothorax after prior talc pleurodesis: a feasible, safe and efficient treatment option. Eur J Cardiothorac Surg. 2004;26(5):889-892. DOI: 10.1016/j.ejcts.2004.05.033

25. Evman S., Alpay L., Metin S., Kıral H., Demir M., Yalçinsoy M., Baysungur V., Yalçinkaya I. The efficacy and economical benefits of blood patch pleurodesis in secondary spontaneous pneumothorax patients. Kardiochir Torakochirurgia Pol. 2016;13(1):21-25. DOI: 10.5114/kitp.2016.58960

26. Fujino K., Motooka Y., Koga T., Osumi H., Matsubara E., Shibata H., Ikeda K., Shiraishi K. et al. Novel approach to pleurodesis with 50 % glucose for air leakage after lung resection or pneumothorax. Surg Today. 2016;46(5):599-602. DOI: 10.1007/s00595-015-1223-2

27. Gossot D., Galetta D., Stern J.B., Debrosse D., Caliandro R., Girard P., Grunenwald D. Results of thoracoscopic pleural abrasion for primary spontaneous pneumothorax. Surg Endosc. 2004;18(3):466-471. DOI: 10.1007/s00464-003-9067-z

28. Hallifax R.J., Yousuf A., Jones H.E., Corcoran J.P, Psallidas I., Rahman N.M. Effectiveness of chemical pleurodesis in spontaneous pneumothorax recurrence prevention: a systematic review. Thorax. 2017;72(12):1121-1131. DOI: 10.1136/thoraxjnl-2015-207967

29. Hong K.P., Kim D.K., Kang K.H. Staple Line Coverage with a Polyglycolic Acid Patch and Fibrin Glue without Pleural Abrasion after Thoracoscopic Bullectomy for Primary Spontaneous Pneumothorax. Korean J Thorac Cardiovasc Surg. 2016;49(2):85-91. DOI: 10.5090/kjtcs.2016.49.2.85

30. How C.H., Hsu H.H., Chen J.S. Chemical pleurodesis for spontaneous pneumothorax. J Formos Med Assoc. 2013;112(12):749-755. DOI: 10.1016/j.jfma.2013.10.016

31. How C.H., Tsai T.M., Kuo S.W., Huang P.M., Hsu H.H., Lee J.M., Chen J.S., Lai H.S. Chemical pleurodesis for prolonged postoperative air leak in primary spontaneous pneumothorax. J Formos Med Assoc. 2014;113(5):284-290. DOI: 10.1016/j.jfma.2012.12.016

32. Hwong T.M., Ng C.S., Lee T.W., Wan S., Sihoe A.D., Wan I.Y., Arifi A.A., Yim A.P. Video-assisted thoracic surgery for primary spontaneous hemopneumothorax. Eur J Cardiothorac Surg. 2004;26(5):893-896. DOI: 10.1016/j.ejcts.2004.05.014

33. Ibrahim I.M., Elaziz M.E.A., El-Hag-Aly M.A. Early Autologous Blood-Patch Pleurodesis versus Conservative Management for Treatment of Secondary Spontaneous Pneumothorax. Thorac Cardiovasc Surg. 2019;67(3):222-226. DOI: 10.1055/s-0038-1642028

34. Kennedy L., Rusch V.W., Strange C., Ginsberg R.J., Sahn S.A. Pleurodesis using talc slurry. Chest. 1994;106(2):342-346. DOI: 10.1378/chest.106.2.342

35. Kim S.J., Lee H.S., Kim H.S., Shin H.S., Lee J.W., Kim K.I., Cho S.W., Lee W.Y. Outcome of Video-assisted Thoracoscopic Surgery for Spontaneous Secondary Pneumothorax. Korean J Thorac Cardiovasc Surg. 2011;44(3):225-228. DOI: 10.5090/kjtcs.2011.44.3.225

36. Lee K.H., Kim B.T., Kim H.K., Han K.N., Choi Y.H. Comparison of additional minocycline versus iodopovidone pleurodesis during video-assisted thoracoscopic bleb resection for primary spontaneous pneumothorax: a propensity score-matched analysis. J Thorac Dis. 2018;10(9):5443-5448. DOI: 10.21037/jtd.2018.09.23

37. Lee S., Kim H.R., Cho S., Huh D.M., Lee E.B., Ryu K.M., Cho D.G., Paik H.C. et al. Staple line coverage after bullectomy for primary spontaneous pneumothorax: a randomized trial. Ann Thorac Surg. 2014;98(6):2005-2011. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2014.06.047

38. Morimoto T., Fukui T., Koyama H., Noguchi Y., Shimbo T. Optimal strategy for the first episode of primary spontaneous pneumothorax in young men. A decision analysis. J Gen Intern Med. 2002;17(3):193-202. DOI: 10.1046/j.1525-1497.2002.10636.x

39. Mendis D., El-Shanawany T., Mathur A., Redington A.E. Management of spontaneous pneumothorax: are British Thoracic Society guidelines being followed? Postgrad Med J. 2002;78(916):80-84. DOI: 10.1136/pmj.78.916.80

40. Olesen W.H., Katballe N., Sindby J.E., Titlestad I.L., Andersen P.E., Lindahl-Jacobsen R., Licht P.B. Surgical treatment versus conventional chest tube drainage in primary spontaneous pneumothorax: a randomized controlled trial. Eur J Cardiothorac Surg. 2018;54(1):113-121. DOI: 10.1093/ejcts/ezy003

41. Park E.H., Kim J.H., Yee J., Chung J.E., Seong J.M., La H.O., Gwak H.S. Comparisons of doxycycline solution with talc slurry for chemical pleurodesis and risk factors for recurrence in South Korean patients with spontaneous pneumothorax. Eur J Hosp Pharm. 2019;26(5):275-279. DOI: 10.1136/ejhpharm-2017-001465

42. Ramos-Izquierdo R., Moya J., Macia I., Rivas F., Ureña A., Rosado G., Escobar I., Saumench J. et al. Treatment of primary spontaneous pneumothorax by videothoracoscopic talc pleurodesis under local anesthesia: a review of 133 procedures. Surg Endosc. 2010;24(5):984-987. DOI: 10.1007/s00464-009-0707-9

43. Rehse D.H., Aye R.W., Florence M.G. Respiratory failure following talc pleurodesis. Am J Surg. 1999;177(5):437-440. DOI: 10.1016/s0002-9610(99)00075-6

44. Rena O., Massera F., Papalia E., Della Pona C., Robustellini M., Casadio C. Surgical pleurodesis for Vanderschueren's stage III primary spontaneous pneumothorax. Eur Respir J. 2008;31(4):837-841. DOI: 10.1183/09031936.00140806

45. Rokicki W., Rokicki M., Wojtacha J., Filipowski M., Dżejlili A., Czyżewski D. Is it possible to standardize the treatment of primary spontaneous pneumothorax? Part 1: etiology, symptoms, diagnostics, minimally invasive treatment. Kardiochir Torakochirurgia Pol. 2016;13(4):322-327. DOI: 10.5114/kitp.2016.64874

46. Sadikot R.T., Greene T., Meadows K., Arnold A.G. Recurrence of primary spontaneous pneumothorax. Thorax. 1997;52(9):805-809. DOI: 10.1136/thx.52.9.805

47. Sahn S.A., Heffner J.E. Spontaneous pneumothorax. N Engl J Med. 2000;342(12):868-874. DOI: 10.1056/NEJM200003233421207

48. Sakurai H. Videothoracoscopic surgical approach for spontaneous pneumothorax: review of the pertinent literature. World J Emerg Surg. 2008;(3):23. DOI: 10.1186/1749-7922-3-23

49. Sarkar S., Hussain N., Herson V. Fibrin glue for persistent pneumothorax in neonates. J Perinatol. 2003;23(1):82-84. DOI: 10.1038/sj.jp.7210852

50. Sepehripour A.H., Nasir A., Shah R. Does mechanical pleurodesis result in better outcomes than chemical pleurodesis for recurrent primary spontaneous pneumothorax? Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2012;14(3):307-311. DOI: 10.1093/icvts/ivr094

51. Shaikhrezai K., Thompson A.I., Parkin C., Stamenkovic S., Walker W.S. Video-assisted thoracoscopic surgery management of spontaneous pneumothorax--long-term results. Eur J Cardiothorac Surg. 2011;40(1):120-123. DOI: 10.1016/j.ejcts.2010.10.012

52. Sim S.K.R., Nah S.A., Loh A.H.P., Ong L.Y., Chen Y. Mechanical versus Chemical Pleurodesis after Bullectomy for Primary Spontaneous Pneumothorax: A Systemic Review and Meta-Analysis. Eur J Pediatr Surg. 2020;30(6):490-496. DOI: 10.1055/s-0039-1697959

53. Tsai T.M., Lin M.W., Li Y.J., Chang C.H., Liao H.C., Liu C.Y., Hsu H.H., Chen J.S. The Size of Spontaneous Pneumothorax is a Predictor of Unsuccessful Catheter Drainage. Sci Rep. 2017;7(1):181. DOI: 10.1038/s41598-017-00284-8

54. Vuong N.L., Elshafay A., Thao L.P., Abdalla A.R., Mohyeldin I.A., Elsabaa K., Omran E.S., Yu F. et al. Efficacy of treatments in primary spontaneous pneumothorax: A systematic review and network meta-analysis of randomized clinical trials. Respir Med. 2018;137:152-166. DOI: 10.1016/j.rmed.2018.03.009

55. Wu H., Luo D., Tan P.Y., Wang W., Zhang S. Pleurodesis with pseudomonas aeruginosa-mannose-sensitive hemagglutinin for pneumothorax secondary to COPD: a retrospective study Zhang Pleurodesis. COPD Research and Practice. 2017; 3(1). DOI: 10.1186/s40749-017-0021-1. URL: https://copdrp.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40749-017-0021-1