Введение к работе
Актуальность темы. Заболевания суставов становятся одной из наиболее значимых проблем во всём мире. Их распространённость остро ставит вопрос о необходимости изучения особенностей перихондрального хондрогенеза и регенерации в разных условиях, адекватной оценки репаративных потенций хряща и разработки методов восстановительного лечения. Эти проблемы привлекают внимание ведущих клиницистов и морфологов [Павлова В.Н., с соавт., 1988; Шумада И.В., 1990; Лаврищева Г.И., 2002; Беллендир Э.Н., Ариэль Б.М., 2005; Ljung A. et al., 1999; Cohen Han et al., 2000; Dounchis J.S., 2001 и др.].
В последние десятилетия для лечения больных с повреждениями и заболеваниями опорно-двигательной системы стали широко применять аппараты внешней фиксации. В вопросах удлинения конечностей важное место занимает проблема сохранения функциональных возможностей суставов. Патологические изменения суставного хряща, в том числе при использовании метода управляемого чрескостного остеосинтеза, нередко осложняют лечение ортопедо-травматологических больных [Шевцов В.И., с соавт., 1998,2000].
Реакция суставов при удлинении конечностей аппаратом Илизарова отмечалась в клинике многими авторами [Дьячкова Г.В., 1982; Калякина В.И. с соавт., 1988; Шевцов В.И., Попков А.В., 1998; Herzenberg J.E. et al., 1994; Maffulli N., 2001]. По мнению исследователей, в процессе дистракционного остеосинтеза сустав подвергается действию комплекса факторов, однако значение каждого из них еще не получило полной теоретической оценки. Вынужденное ограничение функции удлиняемой конечности сопровождается изменением распределения нагрузки на суставные поверхности, изменением состояния периферических нервов, сосудистого русла, что влечет нарушение трофических процессов в костной ткани и элементах сустава [Дьячкова Г.В., 1982; Стецула В.И., Мороз Н.Ф., 1990; Грачева Л.И., 1992; Шевцов В.И. с соавт., 1999; Стецула В.И., Веклич В.В., 2003].
По мнению E.Nakamura, H.Mizuta, K.Takagi (1995), повышение дробности удлинения может предотвратить повреждения хрящей смежных суставов.
При повышении дробности дистракции и, соответственно, малой величине разового удлинения активируется остеогенез и адаптационный рост мягкотканных структур, минимальны их дистрофические изменения [Шрейнер А.А. с соавт., 1999].
В последнее десятилетие внедрен ряд новых методик оперативного удлинения конечностей, в том числе с применением высокодробной дистракции в автоматическом режиме [Шевцов В.И. с соавт., 1998; 1999], что позволило снизить травматичность хирургической коррекции длины конечностей и приблизить адаптивные реакции тканей на растяжение к процессам естественного роста [Илизаров Г.А. с соавт., 1982; Шевцов В.И. с соавт., 1996; Шевцов В.И., Попков А.В., 1998].
Дальнейшее развитие этого направления требует изучения состояния
физиологических резервов, резистентности и адаптивности тканей удлиняемой конечности в зависимости от режима дистракции, в том числе адекватной оценки реактивных изменений и репаративных потенций суставного хряща.
Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение особенностей структурно-функционального реагирования и восстановления суставного хряща наружного мыщелка бедра при разных режимах удлинения голени.
Для достижения цели были поставлены задачи:
Изучить динамику морфофункциональных изменений суставного хряща наружного мыщелка бедра при удлинении голени с темпом 1,0 мм при: а) 60-кратной и б) 8-кратной дробности.
Исследовать реактивные изменения клеточных элементов суставного хряща наружного мыщелка бедра при удлинении голени с целью определения градаций их зрелости и регенераторных потенций.
Провести сопоставительный анализ морфофункционального состояния суставного хряща наружного мыщелка бедра при разных режимах удлинения голени и у интактных собак.
4. Разработать способы объективной количественной оценки
состояния суставного хряща наружного мыщелка бедра на разных (органном,
тканевом, клеточном) уровнях структурной организации в условиях
удлинения смежного сегмента конечности.
Научная новизна. Впервые на достаточном экспериментальном материале с применением современных методов световой и электронной микроскопии, компьютерной морфо-, стереометрии проведено гистологическое исследование суставного хряща наружного мыщелка бедра в процессе удлинения голени при дробных режимах ручной и автоматической дистракции. Разработаны способы объективной оценки состояния суставного хряща на разных (органном, тканевом, клеточном) уровнях структурной организации. Разработана и адаптирована к объекту исследования технология изготовления гистологических препаратов, позволяющая проводить комплексные количественные исследования цифровых изображений. Определены градации зрелости и признаки регенерации хрящевых клеток (ядерно-цитоплазматический индекс, количество и численный состав изогенных групп), что позволило выявить потенциальные возможности клеточных элементов и хряща в целом. Получена новая информация о влиянии на состояние суставного хряща разных режимов дистракции и даны теоретические обоснования о возможности использования этих режимов в клинической практике.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
Изменения суставного хряща при удлинении смежного сегмента конечности зависят от величины разового удлинения. Регенерация суставного хряща в данных условиях эксперимента осуществляется за счет собственных возможностей хондроцитов.
Высокодробная автодистракция позволяет снизить травматизацию смежных суставов и обеспечивает лучшие условия для восстановления
структуры суставного хряща по сравнению с ручным режимом.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований служат основой для разработки щадящих методик дистракционного остеосинтеза, учитывающих состояние смежных с удлиняемым сегментом конечности суставов и направленных на профилактику развития в них патологических процессов. Разработанная и адаптированная к объекту технология изготовления гистологических препаратов, позволяющая проводить количественное исследование с применением компьютерных технологий, может быть использована в научно-клинических и экспериментально-морфологических подразделениях при диагностике суставной патологии и количественном исследовании реактивности и пластичности суставного хряща в разных экспериментальных условиях. Некоторые положения диссертации относятся к фундаментальным и представляют теоретический интерес.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на
Международной конференции молодых ученых «Медицина в XXI веке:
эстафета поколений» (г.Курган, 13-15 июня, 2001 г.), областной научно-
практической конференции «IV Зауральский фестиваль научно-
исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи и
студентов Курганской области» (г.Курган, 30 мая, 2002 г.), Международной
конференции «Информационные технологии и системы: наука и практика»
(г.Владикавказ, 26 октября, 2002 г.), Всероссийской конференции «Молодые
ученые медицине» (г.Самара, 25-26 сентября, 2003 г.), Всероссийской
научной конференции «Реактивность и пластичность гистологических
структур в нормальных, экспериментальных и патологических условиях»
(г.Оренбург, 18-20 октября, 2003 г.), Международной научной конференции
«Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии. Гистогенез и
регенерация тканей» (г.Санкт-Петербург, 8-9 апреля, 2004 г.),
Международной научно-практической конференции «Морфо-
функциональные аспекты регенерации и адаптационной дифференцировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий» (г.Курган, 20-21 октября, 2004 г.), заседании научного общества ортопедов-травматологов ФГУН «Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова Росздрава» (г.Курган, ноябрь, 2004 г.), научно-практической конференции с международным участием «От фундаментальных исследований - к прогрессу в медицине» (г.Харьков, 17-18 января, 2005 г.), Всероссийской молодежной конференции «Физиология и медицина» (г.Санкт-Петербург, 14-16 апреля, 2005 г.), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодые ученые: новые идеи и открытия» (г.Курган, 14-16 июня, 2006 г.).
Реализация результатов исследования. Результаты проведённых исследований используются при выполнении плановых научно-исследовательских работ в ФГУН «Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика
Г.А. Илизарова Росздрава», в ПНИЛ "Управляемые гисто- и органогенезы" Курганского филиала Южно-Уральского научного центра РАМН, включены в программу кафедры травматологии и ортопедии ФПК и ППС Тюменской государственной медицинской академии.
Публикации. По теме диссертации опубликовано десять научных работ, из них три статьи в рецензируемых журналах. Оформлено одно рационализаторское предложение «Метод количественной оценки метахромазии в цифровых изображениях гистохимических препаратов суставного хряща» (удостоверение №29/2003 г. РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова).
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста (без приложения). Состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов. Работа содержит 76 иллюстраций, 10 таблиц (не считая таблиц приложения). В списке литературы 215 наименований, из них отечественных авторов - 152, зарубежных - 63. Приложение включает 1 таблицу.
