Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 11
1.1 Переломы шейки бедренной кости (актуальность, этиопатогенез, тактика) 11
1.2 Хирургическое лечение переломов шейки бедренной кости
1.2.1 Остеосинтез спонгиозными винтами 18
1.2.2 Остеосинтез канюлированными винтами 19
1.2.3 Остеосинтез пучками напряженных V-образных спиц 22
1.3 Биоактивные имплантаты с кальцийфосфатным покрытием 25
ГЛАВА 2 Материал и методы исследования 33
2.1 Общая характеристика материала 33
2.2 Подготовка животных к эксперименту 34
2.3 Устройство для экспериментального моделирования перелома у лабораторного животного 35
2.4 Методика операции на животных 40
2.5 Послеоперационное ведение животных 42
2.6 Методы исследования 43
ГЛАВА 3 Результаты объективного наблюдения за животными с экспериментальными переломами шейки бедренной кости 47
Глава 4 Динамика показателей репаративного остеогенеза 51
4.1 Динамика показателей репаративного остеогенеза в контрольной серии 51
4.2 Динамика показателей репаративного остеогенеза в серии с использованием биоинертных имплантатов 54
4.3 Динамика показателей репаративного остеогенеза в серии с использованием биоактивных имплантатов с кальцийфосфатным покрытием 65
4.4 Анализ результатов цитоморфометрического и ИГХ исследований после остеосинтеза биоинертными имплантатами и биоактивными имплантатами с кальцийфосфатным покрытием
Заключение 80
Выводы 84
Практические рекомендации 85
Список сокращений 86
Список литературы
- Хирургическое лечение переломов шейки бедренной кости
- Остеосинтез пучками напряженных V-образных спиц
- Устройство для экспериментального моделирования перелома у лабораторного животного
- Динамика показателей репаративного остеогенеза в серии с использованием биоинертных имплантатов
Введение к работе
з
Актуальность темы исследования и степень ее разработанности
Число переломов шейки бедренной кости в мире непрерывно увеличивается, особенно в развитых странах, что связано с возрастающей продолжительностью жизни населения и распространенностью остеопороза, являющегося «маркером» переломов шейки бедренной кости (Кавалерский Г.М. с соавт., 2005; Лазарев А.Ф. с соавт., 2007; Ежов И.Ю. с соавт., 2009; Cummings S.R., 1995; Harris МБ. et al, 2010).
Вместе с тем, используемые методы лечения переломов шейки бедра, несмотря на многочисленные клинические и экспериментальные исследования, сопровождаются высокой частотой несращений (11,1-51,1%), асептического некроза головки бедра (6,1-43%), неблагоприятных исходов и инвалидности -до 36,7% (Войтович А.В. с соавт., 1996; Зоря В.И. с соавт., 1996; Анкин Н.Л., 1997; Попсуйшапка А.К. с соавт., 2006; Hudson J.I. et al., 1998; Cummings S.R. et al., 2002). В определенной степени это обусловлено тем, что применяемые для остеосинтеза переломов имплантаты, в процессе своего функционирования неизбежно подвергаются коррозии и разрушению. При использовании этих имплантатов часто не достигается необходимого взаимодействия их поверхностей с костной тканью, в результате существенно повышается риск таких осложнений, как расшатывание имплантатов и их миграция, что наблюдается в 10-15 % случаев при переломах трубчатых костей, а при политравме может достигать 30% (Агаджанян В.В. с соавт., 2011).
Одним из патогенетически обоснованных способов уменьшения побочных эффектов применения имплантатов для остеосинтеза является использование так называемых биоактивных имплантатов, способных к интеграции с костной тканью и непосредственно вовлекающихся в процессы репаративного остеогенеза.
На протяжении последнего десятилетия в качестве таких имплантатов всесторонне изучалось применение имплантатов с различными модификациями
их поверхности, в частности с кальцийфосфатным покрытием, в различных областях стоматологии и ортопедии. Было установлено, что имплантаты с кальцийфосфатным покрытием имеют не только высокие прочностные характеристики, обеспечивающие необходимую механическую фиксацию, но и, в отличие от биоинертных имплантатов, способны к интеграции с костной тканью, непосредственно вовлекаются в процессы репаративного остеогенеза (Карлов А.В. с соавт., 2001; Сурменев Р.А., 2008).
Вместе с тем имеются только единичные работы, посвященные оценке эффективности применения имплантатов с модифицированной поверхностью при переломах шейки бедра, отсутствуют однозначные представления о целесообразности и перспективности применения таких технологий при данном виде травмы.
Совокупность этих обстоятельств определила цель и задачи данного исследования.
Цель исследования: улучшить результаты хирургического лечения переломов шейки бедренной кости на основании патогенетического обоснования и экспериментальной оценки эффективности использования биоактивных имплантатов с кальцийфосфатным покрытием.
Задачи исследования
-
Разработать экспериментальную модель перелома шейки бедренной кости и остеосинтеза у лабораторных животных (кролики).
-
Оценить влияние титановых имплантатов на восстановление костной ткани при экспериментальном переломе шейки бедренной кости.
-
Изучить в сравнительном аспекте течение послеоперационного периода, динамику рентгенологических, морфологических и иммуногистохимических показателей репаративного остеогенеза после остеосинтеза экспериментальных переломов шейки бедренной кости с использованием биоинертных и биоактивных (с кальцийфосфатным покрытием) титановых имплантатов.
Научная новизна
Установлено, что остеосинтез с использованием титановых имплантатов улучшает восстановление костной ткани при экспериментальном переломе шейки бедренной кости за счет усиления механической составляющей репаративного остеогенеза.
Впервые показано, что наряду с общими закономерностями влияния на процессы саногенеза при экспериментальных переломах шейки бедра, имеются особенности динамики рентгенологических, морфологических и иммуногистохимических показателей репаративного остеогенеза при использовании биоинертных и биоактивных (с кальцийфосфатным покрытием) титановых имплантатов. Биоактивные имплантаты, непосредственно вовлекаясь в процессы репаративного остеогенеза при переломе шейки бедра, оказывают стимулирующее действие на восстановление костной ткани, в результате чего к 60 суткам происходит полное структурное восстановление костной ткани в зоне перелома. При использовании биоинертных имплантатов процессы восстановления костной ткани не улучшаются - в течение 60 суток не происходит полного структурного восстановления костной ткани в зоне перелома.
Разработано устройство для моделирования экспериментальных переломов шейки бедренной кости и остеосинтеза у лабораторных животных (патент РФ № 2492528 от 9.12.2011г.), позволяющее повысить информативность и объективность оценки механизмов репаративного остеогенеза и эффективности различных методов остеосинтеза.
Теоретическая значимость работы
Установлены общие закономерности и особенности изменений молекулярно-клеточных показателей репаративного остеогенеза в зоне экспериментального перелома шейки бедра после остеосинтеза биоинертными и биоактивными титановыми имплантатами, что расширяет и углубляет представления о патогенезе и возможностях модулирования процессов саногенеза при переломах шейки бедра.
Практическая значимость работы
1. Патогенетическое обоснование преимущества использования
биоактивных титановых имплантатов с кальцийфосфатным покрытием при
экспериментальных переломах шейки бедра, по сравнению с применением
биоинертных имплантатов, является экспериментально-теоретической основой
для правильного выбора рациональных методов остеосинтеза при переломах
шейки бедренной кости в клинической практике.
2. Использование разработанной экспериментальной модели перелома
шейки бедра у лабораторных животных позволит повысить информативность и
объективность оценки механизмов репаративного остеогенеза и эффективности
разрабатываемых способов лечения переломов шейки бедренной кости.
Положения, выносимые на защиту
-
Применение как биоинертных, так и биоактивных (с кальцийфосфатным покрытием) титановых имплантатов обеспечивает сращение при экспериментальном переломе шейки бедренной кости у лабораторных животных за счет усиления реализации механического (фиксация) фактора саногенеза.
-
Биоактивные титановые имплантаты с кальцийфосфатным покрытием, не изменяя течение послеоперационного периода при экспериментальном переломе шейки бедренной кости, стимулируют репаративный остеогенез за счет непосредственного вовлечения кальцийфосфатного покрытия в процессы саногенеза, что подтверждается улучшением рентгенологических, морфологических и иммуногистохимических показателей восстановления костной ткани, и более ранним (к 60 суткам) формированием зрелой костной ткани в зоне перелома, по сравнению с использованием биоинертных титановых имплантатов.
-
Разработанная экспериментальная модель перелома шейки бедра у лабораторных животных (кролики) позволяет повысить информативность и объективность оценки механизмов репаративного остеогенеза и разрабатываемых способов лечения переломов шейки бедренной кости.
Методология и методы исследования
Работа носит экспериментальный характер. Для решения поставленных
задач использованы рентгенологические, морфологические и
иммуногистохимические методы исследования механизмов и оценки эффективности репаративного остеогенеза. Объект исследования - перелом шейки бедренной кости. Предмет исследования - экспериментальная оценка эффективности применения биоактивных имплантатов с кальцийфосфатным покрытием при переломах шейки бедренной кости.
Достоверность полученных данных подтверждена методами математической статистики.
Степень достоверности результатов
Все научные положения и выводы обоснованы применением системного анализа поставленной проблемы, современных методов исследования (цитоморфометрия, иммуногистохимия), достоверной выборкой исследуемых животных, большим объемом фактического материала, который подвергнут статистическому анализу.
Внедрение результатов исследования
Полученные результаты применения биоактивных титановых имплантатов с кальцийфосфатным покрытием при хирургическом лечении переломов шейки бедренной кости внедрены в учебный процесс кафедры травматологии, ортопедии, ВПХ, восстановительной медицины, анестезиологии и реаниматологии ГБОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации. Разработанная экспериментальная модель перелома шейки бедра у лабораторных животных используется в научном процессе на кафедре патологической физиологии и в ЦНИЛ ГБОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации для изучения процессов репаративного остеогенеза. Разработанные методы хирургического лечения переломов шейки бедренной кости с применением биоактивных титановых имплантатов с кальцийфосфатным
покрытием внедрены в клиническую практику отделений травматологии и ортопедии МБУЗ «ГКБ №3 им М.А. Подгорбунского», МБУЗ «ГКБ №11», г. Кемерово.
Апробация материалов диссертации
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Межрегиональных научно-практических конференциях молодых ученых с международным участием «Проблемы медицины и биологии» (Кемерово, 2009, 2010, 2011, 2012), IX съезде травматологов-ортопедов (Саратов, 2010), Всероссийской научно-практической (заочной) конференции «Аспиранты для науки XXI века» (Киров, 2012), заседаниях областного общества ортопедов-травматологов Кузбасса (Кемерово, 2009, 2010, 2012).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Разработано устройство для экспериментального моделирования перелома проксимального конца бедренной кости (патент РФ № 2492528 от 9.12.2011 г.).
Объем и структура работы
Хирургическое лечение переломов шейки бедренной кости
Общеизвестно, что наиболее эффективной при медиальных переломах шейки бедра является хирургическая тактика лечения (Войтович А.В. с соавт., 1996; Ломтатидзе Е.Ш. с соавт., 2005; Parker M.J. et al., 1992; Egol K.A. et al., 1997).
Основная -задача лечения больных с переломами шейки бедренной кости на первом этапе - сохранение жизни и профилактика гипостатических осложнений. Развитие этих осложнений носит обвальный характер, в связи с чем, сроки с момента травмы до выполнения операции играют решающую роль.
Сегодня доказано, что проведение различных методов остеосинтеза и эндопротезирования тазобедренного сустава значительно снижает летальность данной категории больных (Ферранте Ф.М. с соавт., 1998; Власов СВ. с соавт., 2007).
Переломы бедра связаны с повышенной смертностью среди пожилых пациентов, что подтверждает целесообразность проведения операции в течение первых 24 часов (Weller I. et al., 2005; Kakar S. et al., 2007). Другие авторы сообщают, что отсрочка операции возможна до 4 суток, особенно для полиморбидных пациентов, которым необходима предоперационная подготовка (Moran G.G. et al., 2005; Kakar S. et al., 2007).
Обнаружены существенные разногласия в отношении оптимальных сроков хирургического вмешательства у пациентов с переломами бедра, которым проводился остеосинтез. По данным S. Kakar (2007) 47% опрошенных врачей допускали отсрочку более 36 часов, из которых 43% - более 48 часов до оперативного вмешательства.
Возрастные особенности пациентов с переломами шейки бедра также оказывают влияние на сроки проведения операции. Известно, что существует прямая зависимость развития осложнений от сроков выполнения остеосинтеза при переломах шейки бедра. В старческом возрасте недопустимо промедление с операцией из-за увеличения риска гипостатических осложнений и дальнейшего нарушения местного кровоснабжения головки бедра после перелома. Анализ результатов оперативного лечения больных в первые часы и сутки после перелома показал значительные преимущества такой тактики. При раннем оперативном лечении больных пожилого и старческого возраста с переломами проксимального отдела бедра летальность равнялась нулю, тогда как при позднем (спустя более трех суток) достигала 25%. Кроме того, отмечена прямая зависимость между частотой инфекционных осложнений в послеоперационном периоде и сроком оперативного вмешательства (27% против 81%) (Лазарев А.Ф. с соавт., 2010).
По данным N. Levi (1993), при проведении остеосинтеза до 12 часов после полученной травмы возможный процент осложнений достигает 10-13%, при вмешательствах до 24 часов он составляет 15%, до двух суток - 19-21%, а свыше 48 часов до 35%.
Второй важнейшей задачей оперативного лечения является восстановление опороспособности нижней конечности. Для ее решения у пострадавших пожилого и старческого возраста принципиально возможны два подхода (с учетом соматического состояния больного, характера перелома, репаративных возможностей организма, предполагаемых сроков начала неконтролируемой нагрузки, стабильности фиксации) — остеосинтез и эндопротезирование (Лирцман В.М., 1997; Скороглядов А.В. С соавт., 2003; Лазарев А.Ф. с соавт., 2003; Ключевский В.В. с соавт., 2007; Ахтямов И.Ф. с соавт., 2009).
Несмотря на стремительное развитие в последние десятилетия эндопротезирования, остеосинтез по-прежнему является основным хирургическим методом лечения переломов шейки бедра (Войтович А.В. с соавт., 1996; Ролик А.В. с соавт., 1997; Кавалерский Г.М. с соавт., 2005; Попсуйшапка А.К. с соавт., 2006; Курьянов С.Н., 2008; Gjertsen J.E. et al., 2010).
По мнению некоторых авторов, основным методом оперативного лечения переломов проксимального отдела бедра, особенно у пациентов моложе 60 лет, должен составлять остеосинтез (Лазарев А.Ф. с соавт., 2010).
Таким образом, возраст больных и тяжесть сопутствующих заболеваний определяют выбор способа лечения перелома шейки бедра. Оптимальным вариантом лечения подобных повреждений считается минимальное по объему оперативное вмешательство (Сергеев СВ. с соавт., 1996, 2004; Лазарев А.Ф. с соавт., 2010).
Несмотря на то, что при переломах шейки бедра без смещения оперативное лечение является общепринятым (Laursen J.O., 1999), оптимальная хирургическая техника для стабилизации переломов шейки бедра со смещением остается спорным вопросом.
После проведенного анализа разных способов остеосинтеза переломов шейки бедренной кости у пожилых пациентов, А.П. Здоровенко с соавт. (2006) заключили, что использование современных стабильных методов остеосинтеза и ранней дозированной нагрузке на оперированную конечность позволяет увеличить количество положительных результатов до 90%, а диагноз перелома шейки бедренной кости не дает право врачу «приговаривать» больного к эндопротезированию (Здоровенко А.П. с соавт., 2006).
В метаанализе М. J. Parker et al. (1998), в который были включены 5000 пациентов, не было обнаружено существенной разницы между альтернативными имплантатами. Несмотря на более низкий процент повторных оперативных вмешательств у пациентов после эндопротезирования (0-24%) по сравнению с 10-48,8% у пациентов после остеосинтеза, артропластика приводит к большему риску развития инфекции, кровопотери и большей продолжительности операции.
Сторонники протезирования указывают на уменьшение болевого синдрома, увеличение мобильности и более редкую несостоятельность имплантатов по сравнению с внутренней фиксацией (Клюквин И.Ю. с соавт., 2001; Мурзабеков И.А. с соавт., 2002; Надеев А.А. с соавт., 2004; Ravikumar K.J. et al., 2000). Сторонники внутренней фиксации аргументируют свой выбор более низким риском раневой инфекции, уменьшением продолжительности операции, интраоперационной кровопотери и необходимости гемотрансфузии по сравнению с артропластикой (Parker M.J. et al., 2000; Johansson Т. et al., 2000). Несмотря на это не достигнуто единого мнения в отношении того, использовать несколько винтов или одиночный компрессионный винт и боковую пластину, либо интрамедуллярную систему фиксации для бедра (Kakar S. et al., 2007).
Остеосинтез пучками напряженных V-образных спиц
Исследования проведены на 73 животных (кроликах самцах породы Шиншилла) в возрасте 6 месяцев, средней массой 2250+215 г. Животные, использованные для опыта, содержались в условиях вивария. Содержание и уход за экспериментальными животными были стандартными и соответствовали требованиям приказов: Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию вивариев от 06.041973 г. № 1045-73, а также № 1179 МЗ СССР от 10.10.1983, №267 МЗ РФ от 19.06. 2003 г., «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», «Правилами по обращению, содержанию, обезболиванию и умерщвлению экспериментальных животных», утвержденных МЗ СССР (1977) и МЗ РСФСР (1977), принципами Европейской конвенции (Страсбург, 1986) и Хельсинской декларации всемирной медицинской ассоциации о гуманном обращении с животными (1996). Животные выращивались и содержались в виварии КемГМА при 12-часовом освещении, средней комнатной температуре 20±2С, влажности воздуха 50-70%. Все исследования проводились натощак с 9:00 до 11:00 утра. Кормление животных осуществлялось с применением комбикорма для кроликов «ПроКорм» производства ЗАО «БиоПро» (заводской артикул Р-22; ГОСТ Р 50258-92) (Россия) согласно установленного рациона (Западнюк И.П. с соавт., 1983).
В первой (контрольной) серии формировался перелом шейки бедренной кости, остеосинтез не применялся (п = 24).
Во второй серии формировался перелом шейки бедренной кости с остеосинтезом биоинертными титановыми спицами d 0,8 мм без покрытия (п = 25). В третьей (опытной) серии формировался перелом шейки бедренной кости с остеосинтезом титановыми спицами d 0,8 мм с биоактивным (кальцийфосфатным) покрытием (п = 24).
Подготовка животных к операции начиналась с помещения их в изолятор, где они в течение 14 дней проходили карантин (санитарные правила по обустройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев), утвержденных МЗ СССР (1977) и МЗ РСФСР (1977)).
Кормление лабораторных животных осуществлялось 2 раза в сутки и соответствовало нормам, утвержденными приказом Министра здравоохранения от 10 марта 1966 г. N 163 (приказ № 1179 МЗ СССР от 10.10.1983, №267 МЗ РФ от 19.06. 2003).
Во время отбора экспериментальных животных к операции учитывалось поведение животных, наличие признаков ранее перенесенных травм, аномалий и общее состояние к моменту начала эксперимента.
Все животные содержались в отдельных клетках по одному животному и находились на стандартном рационе питания.
Во время предоперационной подготовки животных для всех серий эксперимента проводился осмотр и взвешивание. В день оперативного вмешательства животных не поили и не кормили. Зона оперативного вмешательства тщательно выбривалась перед операцией. Оперативное вмешательство проводили в условиях асептической операционной, стерильным инструментарием с соблюдением всех правил асептики и антисептики. Премедикацию проводили внутримышечным введением рометара в дозе 2 мг/кг массы животного. Анестезию проводили путем внутривенного введения золетила в дозе 7,5 мг/кг массы животного за 5 минут до начала операции. Перед оперативным вмешательством животное укладывалось на операционном столе в положении на боку и фиксировалось. Операционное поле области тазобедренного сустава дважды обрабатывалось 70% раствором этилового спирта, изолировалось салфетками. Далее проводилась повторная обработка операционного поля 70% этиловым спиртом. Проверка адекватности анестезии осуществлялась путем подсчета частоты сердечных сокращений и оценки микроциркуляции на основании цвета, влажности и температуры языка животного.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и предназначено для моделирования перелома и остеосинтеза проксимального отдела бедренной кости в опытах на млекопитающих животных (патент № 2492528 от 9.12.2011 г.). Устройство для экспериментального моделирования перелома проксимального конца бедренной кости содержит каркас с возможностью подведения его частей к разным поверхностям кости и элементы прижима и остеотомии. Каркас содержит углообразную планку с размещённой на её поперечной части подвижной пластиной и муфтой, при этом к муфте прикреплён транспортир, в центре которого на оси содержатся передняя и задняя направительные трубки под стержни. В нижнем конце подвижной пластины выполнен держатель с проёмом для вкладыша. Направление канала в центре вкладыша под фиксатор для вертела выполнено по одной прямой с каналом в направителе под размещённый на конце нижней части планки фиксатор головки кости (рисунок 1, 2, 3, 4, 5, 6).
Устройство для экспериментального моделирования перелома у лабораторного животного
Соблюдение всех требований по уходу за оперированными животными в послеоперационном периоде позволило максимально избежать осложнений (таблица 2). Серия Послеоперационный период Миграция фиксатора Нагноение Летальность Общееколичествоживотных Контроль - - - Биоинертные имплантаты 1 - 1 2 Биоактивные имплантаты - - - Итого 1 - 1 2
В послеоперационном периоде одно животное погибло на 7 сутки после остеосинтеза биоинертными титановыми имплантатами от вирусной геморрагической лихорадки. У одного животного на 30 сутки после остеосинтеза биоинертными титановыми имплантатами произошла миграция фиксатора в мягкие ткани.
Объективное наблюдение за оперированными животными осуществлялось ежедневно в течение первых 10 суток, в дальнейшем через день. Отек мягких тканей оценивался визуально. Проводилось измерение гиперемии кожных покровов вдоль послеоперационных швов, так же измерялась температура тела животных.
При осмотре на вторые сутки после оперативного вмешательства в области послеоперационных швов наблюдался незначительный отек и умеренная гиперемия мягких тканей. К 4-5 суткам наблюдения гиперемия и отек уменьшались. Отек оценивался качественно, динамика гиперемии в зоне послеоперационных швов определялась сантиметровой лентой перпендикулярно послеоперационным швам. На рисунке 11 показана динамика гиперемии мягких тканей в зоне послеоперационных швов. Учитывая, что значимого различия в группах по формированию гиперемии мягких тканей в зоне послеоперационных швов выявлено не было (р 0,05), можно сделать заключение - различий по формированию гиперемии мягких тканей в группах нет.
Послеоперационные швы снимались 7-10 сутки, по заживлению раны. в течение первых десяти суток Внутреннюю температуру тела у животных измеряли в прямой кишке термометром Цельсия. В первые сутки после оперативного вмешательства температура была повышена до 39,5 градусов Цельсия, но с 4-5 суток температура снижалась до нормальной температуры тела кролика - 38,7 градусов Цельсия. На рисунке 12 показана динамика термометрии животных во всех сериях эксперимента. Учитывая то, что значимого различия по результатам термометрии в сериях получено не было (р 0,05), можно сделать заключение - различий в термометрии в сериях нет.
В ранние сроки после операции животные были малоподвижны. Все животные в послеоперационном периоде щадили оперированную конечность и передвигались без опоры на нее. Потребность в пище у животных в исследуемых группах не отличалась. К концу первой недели эксперимента поведение оперированных животных становилось похожим на поведение интактных животных. Некоторые животные, начиная с ранних сроков послеоперационного периода, были вялыми, хотя заживление послеоперационной раны не отличалось от других оперированных животных.
Таким образом, анализ полученных результатов позволяет сделать заключение, что динамика заживления послеоперационной раны, поведение оперированных животных, количество послеоперационных осложнений, формирование гиперемии, отека в области послеоперационных швов и результаты термометрии животных в контрольной серии и при использовании биоинертных и биоактивных (с кальцийфосфатным покрытием) имплантатов достоверно не различаются.
Динамика показателей репаративного остеогенеза в серии с использованием биоинертных имплантатов
При морфологическом исследовании на 7 сутки зона перелома представлена фиброретикулярной и грануляционной тканью с очаговой лимфоидноклеточной инфильтрацией, остатками костного детрита (рисунок 31). Вокруг каналов спиц сформирована рыхловолокнистая капсула без выраженной воспалительной инфильтрации.
На 14 сутки исследования после остеосинтеза на рентгенограммах тазобедренного сустава линия перелома шейки бедренной кости расширена, края костных отломков с нечеткими контурами. Перелом фиксирован 3 спицами. Фиксация стабильная, миграции фиксаторов, костных фрагментов нет. Имеется незначительное укорочение шейки бедренной кости. Деформации головки бедренной кости нет. Резорбции костной ткани вдоль фиксаторов не наблюдается (рисунок 32).
Микроскопически к 14 суткам после моделирования перелома, в области бывшего перелома бедренной кости между фрагментами располагается клеточно - волокнистая, хорошо васкуляризированная ткань (рисунок 33, 34), среди которой видны формирующиеся костные балочки, окруженные остеобластами и зоной остеоида. В некоторых участках прослеживалась перестройка примитивных костных структур и формирование более зрелых трабекул. Выражена периостальная реакция в виде пролиферации в зоне камбиального слоя надкостницы. В рыхлой волокнистой ткани видны формирующиеся хрящевые балки (рисунок 35). Периостально в области повреждения определяются поля энхондрального остеогенеза. При цитоморфометрическом исследовании количество ангиогенных клеток выросло в 3,1 раза (на 209,7%), в сравнении с 7-ми сутками.
Отмечается существенное увеличение в 1,7 раза (на 69,1%) численной плотности остеобластов, что подтверждается увеличением их пролиферативной активности в 1,6 раза (на 56,9%). Численная плотность остеоцитов на 14 сутки, в сравнении в 7-ми сутками, увеличилась в 1,5 раз (на 53%). В 7,4 раза (на 639,5%) выросла численная плотность остеокластов и в 1,9 раза (на 90,7%) увеличилась площадь поверхности костных трабекул. - линия перелома Рисунок 32 - Остеосинтез биоактивными титановыми имплантатами (14-е сутки)
Сформированные сосуды в области перелома (14-е сутки, окраска гематоксилин-эозин, увеличение х 400) Рисунок 34 - Выраженная пролиферативная активность клеток эндотелия сосудов в остеогенной ткани (1) (14-е сутки, иммуногистохимическое исследование с
Образование хондроостеоидной ткани в области перелома (14-е сутки, окраска гематоксилин-эозин, увеличение х 300) При рентгенологическом исследовании на 30 сутки линия перелома не визуализируется. Перелом фиксирован 3 спицами, фиксация стабильная. Миграции фиксаторов и костных фрагментов нет. Признаки резорбции костной ткани вдоль фиксаторов не определяются. Шейка бедра незначительно укорочена. Деформации головки бедра нет (рисунок 36).
Морфологически на 30 сутки эксперимента процессы восстановления костной ткани в области перелома продолжают прогрессировать, заметна выраженная васкуляризация. Сформированная костная ткань балочного строения. Костная ткань в области периоста над дефектом значительно уменьшилась по объему и ее структуры стали более зрелыми (рисунок 37).
Морфометрические исследования показали, что клеточный состав регенерата в области перелгома соответствовал более зрелой костной ткани, чем на предыдущие сроки. Так, на 1 мм среза в 2,9 раза (на 65,3%) снизилось численная плотность остеобластов по сравнению с предыдущим сроком. Количества остеоцитов, в свою очередь, увеличилось в 1,6 раза (на 55,5%). В 1,6 раза (на 38,9%) отмечено уменьшение количества сосудов. В 2,6 раза (на 160,1%) увеличилась численная плотность остеокластов при снижении площади поверхности трабекул в 1,7 раза (на 39,9%). При иммуногистохимическом исследовании произошло резкое снижение в 1,9 раза (на 46,9%) пролиферативной активности клеток остеогенного ряда.
Рисунок 37 - Активная перестройка костной ткани в области перелома (30-е сутки, окраска гематоксилин-эозин, увеличение х 300)
На 60 сутки после остеосинтеза перелома имплантатами с КФП на контрольных рентгенограммах линия перелома не визуализируется. Перелом фиксирован 3 спицами, фиксация стабильная. Миграции фиксаторов и костных фрагментов нет. Признаки резорбции костной ткани вдоль фиксаторов не определяются. Шейка бедра утолщена за счет костной мозоли. Головка бедра без деформации (рисунок 38).
При морфологическом исследовании, к завершению срока эксперимента (60 суток), в зоне бывшего перелома сформировалась костная ткань, представленная губчатой костью пластинчатого строения. В центральных отделах зоны перелома определялись костные балки со следами перестройки. В межбалочных пространствах миелоидный костный мозг (рисунок 39). 1 - костная мозоль Костная ткань в зоне перелома (60-е сутки, окраска гематоксилин-эозин, увеличение х200) Процесс репаративного остеогенеза прослеживался по всему периметру костного дефекта. Уменьшается численная плотность остеобластов в 2,3 раза (на 57,2%), в 2,1 раза (на 52,6%) уменьшилось количество остеоцитов и в 2,4 раза (на 57,6%) остеокластов. Иммуногистохимическое исследование абсолютно коррелирует с данными полученными при морфологическом исследовании. В 2,6 раза (на 61,2%) снижается индекс пролиферативной активности клеток, в 3,2 раза (на 68,9%) снизилась пролиферативная митотическая активность эндотелиальных клеток.
При использовании биоактивных титановых имплантатов с кальцийфосфатным покрытием выявлены похожие изменения, как и в группе с использованием биоинертных титановых имплантатов - количество остеобластов тесно связано с изменением площади поверхности трабекул (г=0,9), с индексом пролиферативной активности клеток (г=0,9) и количеством эндотелиальных клеток (г=0,8), однако связь с количеством остеокластов более слабая (г=-0,3). Количество остеоцитов сильно связано с количеством остеокластов (г=0,9) и имеет среднюю положительную связь с количеством эндотелиальных клеток (г=0,5). Количество остеокластов слабо коррелирует с количеством эндотелиальных клеток (г=0,2) и обратно коррелирует с индексом пролиферативной активности клеток (г=-0,2). Площадь поверхности трабекул тесно связана с индексом пролиферативной активности клеток (г=0,9) и количеством эндотелиальных клеток (г=0,9). Индекс пролиферативной активности клеток выражено положительно коррелирует с количеством эндотелиальных клеток (г=0,9).
Послеоперационная динамика изменений цитоморфометрического исследования плотности костной ткани в области перелома и результаты морфологического исследования костной ткани после остеосинтеза титановыми имплантатами с биоактивным покрытием по иммуногистохимическим данным представлена в таблицах 5,6.
