Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Повреждения суставного хряща, классификация 11
1.2. Существующие на сегодняшний день модели деструктивных и дегенеративных изменений суставных компонентов 15
1.3. Моделирование деструктивных изменений хряща и субхондральной кости с использованием овцы в качестве экспериментального животного 24
1.4. Использование перегрузки для моделирования дегенеративных изменений компонентов крупных суставов у овец 31
2. Материал и методы
2.1. Выбор овцы в качестве экспериментального животного 38
2.2. Экспериментальные группы 39
2.3. Методика проведения оперативных вмешательств 40
2.4. Содержание и поведение экспериментальных животных после оперативного вмешательства 44
2.5 Методы изучения полученного экспериментального материала 45
3. Результаты
3.1. Анатомия тазобедренного и коленного суставов овец. Техника анатомически обоснованного малотравматичного оперативного доступа 46
3.2. Результаты морфологического исследования мыщелков бедра коленного сустава овцы при моделировании посттравматических дегенеративных изменений:
3.2.1. Группа №1- не полнослойный дефект неминерализованной части гиалинового суставного хряща диаметром 5мм на нагружаемой части внутреннего мыщелка бедра 56
3.2.2. Группа №2 - полнослойный дефект неминерализованного суставного хряща с частичным повреждением его минерализованного слоя, но без повреждения субхондральной костной пластинки диаметром 5мм на нагружаемой части внутреннего мыщелка бедра 64
3.2.3. Группа №3 - остеохондральный дефект диаметром 5мм и глубиной 5мм на нагружаемой части внутреннего мыщелка бедра 81
3.2.4. Группа №4 - полнослойный дефект неминерализованного суставного хряща с частичным повреждением его минерализованного слоя, но без повреждения субхондральной костной пластинки диаметром 5мм на не нагружаемой части наружного мыщелка бедра под бедро-берцовой связкой 92
3.2.5. Обсуждение результатов 107
3.3. Морфология тканевых компонентов тазобедренных суставов у овец под действием перегрузки при моделировании дегенеративных изменений:
3.3.1. Морфометрическая и рентгенологическая характеристики компонентов тазобедренного сустава контрольной и опытных групп овец 113
3.3.2. Морфологическая характеристика компонентов суставов контрольной и обеих опытных групп 115
3.3.3. Обсуждение результатов 125
4. Заключение 129
5. Выводы 129
6. Список литературы
- Повреждения суставного хряща, классификация
- Выбор овцы в качестве экспериментального животного
- Анатомия тазобедренного и коленного суставов овец. Техника анатомически обоснованного малотравматичного оперативного доступа
- Группа №1- не полнослойный дефект неминерализованной части гиалинового суставного хряща диаметром 5мм на нагружаемой части внутреннего мыщелка бедра
Введение к работе
Актуальность проблемы. Деструктивно-дегенеративные
изменения суставов имеют широкое распространение во всем мире. Одной из наиболее часто встречающихся патологий является остеоартроз (деформирующий артроз, остеоартрит). Распространенность остеоартроза в популяции (6,43%) коррелирует с возрастом и достигает максимальных показателей (13,9%) у лиц старше 45 лет (Цветкова Е.С.,1997), он составляет до 55% среди всех нозологических форм патологии суставов. В период 1990-2020 годов ожидается удвоение числа пациентов, страдающих дегенеративно-дистрофическими заболеваниями суставов в возрастной группе старше 50 лет. Важна социальная роль этих заболеваний. Они приводят к потере трудоспособности и инвалидности, в основном из-за ограничения объема движений в суставах, у 20-30% заболевших. Одной из часто встречающихся причин развития подобных изменений является травма.
В настоящее время, в клинике используется ряд методов консервативного и оперативного лечения данной патологии (разгрузка суставов, хондропротекторы, озон-кислородные инъекции, хондропластика, мозаикпластика, эндопротезирование), которые уменьшают болевой синдром, связанный в основном с воспалением синовиальной оболочки сустава, увеличивают подвижность сустава, но значимых результатов по восстановлению суставного хряща этими методами не достигается. Остаётся не вполне раскрытым этиопатогенез посттравматических изменений суставного хряща и субхондральной кости, а также степень влияния различных факторов на проявление данной патологии. В связи с вышеуказанным, проводятся исследования на различных моделях для выявления закономерностей течения этого процесса и поиска
возможностей влияния на него. Предложенные на сегодняшний день модели по механизму его развития дегенеративных изменений делят на:
1. спонтанный ОА (генетическая предрасположенность, возраст,
дисплазия);
2. химически индуцированные дегенеративные изменения (введение
папаина, химопапаина, коллагеназы, гипертонического раствора);
3. травматически индуцированные дегенеративные изменения
(пересечение ПКС, менискэктомия, миоэктомия, посттравматические
состояния, нанесение дефектов хряща и субхондральной кости).
Модели посттравматических дегенеративных изменений крупных суставов
у животных удобны для исследования развития структурных изменений в
суставных тканях для выяснения того, как различные факторы риска их
инициируют или способствуют появлению этих изменений, а также для
оценки применяемых терапевтических мер и эффективности используемых
оперативных методик. Они позволяют изучать полученные изменения
тканевых компонентов сустава при данной патологии не только с
использованием неинвазивных клинических методов (рентгенография, КТ,
МРТ и т.д.), но и используя инвазивные методы (гистологический,
гистохимический, электронно-микроскопический), что невозможно в
клинической практике.
Экспериментальные исследования дегенеративных изменений хряща, в основном, проводятся на собаках и кроликах путем введения в полость сустава витамина А, глюкокортикоидов, талька и т.д. Однако этиологические факторы остеоартроза в вышеуказанных моделях не являются таковыми для остеоартроза человека. Кроме этого, дегенеративные изменения, возникающие у человека чаще всего при неадекватной нагрузке, невозможно получить в эксперименте у собак и кроликов, так как их суставной хрящ и субхондральная костная пластинка обладают высокой амортизационной способностью.
Особенностью представленных в литературе моделей деструктивно-дегенеративных изменений является то, что при их использовании в эксперименте невозможно устранить действие фактора, вызвавшего патологические изменения, и, следовательно, остановить дальнейшее развитие патологического процесса. Очевидно, что в таких условиях непосредственный перенос различных методов лечения из экспериментов в клинику может оказаться не адекватным и малоэффективным. Кроме этого, малый размер суставов у наиболее часто используемых экспериментальных животных (у крыс, цыплят, кроликов) делает невозможным отработку и модификацию многих оперативных методик лечения, используемых на сегодняшний день в клинической практике. Например, невозможно выполнить хондропластику на мышиной модели деструктивных изменений суставного хряща, так как его толщина у этих животных составляет 0,3 мм.
В связи с этим имеется необходимость совершенствования и стандартизации существующих, а также разработки новых методик экспериментального моделирования посттравматических дегенеративных изменений, где имелась бы возможность исключения фактора, вызвавшего это заболевание у данной модели, суставы животного были достаточного размера, и имелось максимальное сходство гистологической характеристики тканевых компонентов сустава животного с таковыми характеристиками сустава человека. Кроме того, необходимы дополнительные знания об особенностях анатомического и гистологического строения компонентов суставов экспериментальных животных в норме.
В связи с этим целью исследования являлась разработка адекватной модели деструктивно-дегенеративных изменений для исследования закономерностей развития репаративной регенерации тканевых компонентов крупных суставов экспериментальных животных после травматического повреждения суставного хряща и субхондральной кости,
при дегенеративных изменениях, а также адаптация данной модели для разработки патогенетически обоснованных методов оптимизации репаративного процесса. Задачи исследования:
Изучение анатомо-гистологической (морфологической) характеристики компонентов тазобедренного и коленного суставов овец в норме.
Разработка малотравматичных оперативных доступов при операциях на коленном суставе овцы.
Морфологическое исследование посттравматических изменений суставного хряща и субхондральной костной пластинки после нанесения отличающихся по глубине дефектов, расположенных на нагружаемой поверхности мыщелков бедра коленного сустава овцы, выполненное на различных сроках наблюдения.
Исследование структурных изменений тканевых компонентов тазобедренного сустава у овец при их длительной перегрузке.
Новизна
Получена анатомическая и морфологическая характеристика тканевых компонентов крупных суставов овцы в норме, при вызванных в эксперименте перегрузках, и при нанесении травматических повреждений суставного хряща и субхондральной кости нагружаемой поверхности мыщелков бедра, различных по глубине на различных сроках наблюдения.
Предложена схема выполнения экспериментальных повреждений коленного сустава овцы для стандартизации проводимых исследований с возможностью сравнения получаемых от различных методик результатов.
Разработаны малотравматичные оперативные доступы к мыщелкам бедренной кости коленного сустава овец для проведения экспериментальных оперативных вмешательств по моделированию посттравматических изменений хряща и субхондральной костной пластинки.
4. Определены локализация, размеры, глубина наносимых дефектов, а также сроки наблюдения для обеспечения повторяемости результатов эксперимента при моделировании посттравматических изменений хряща и субхондральной костной пластинки.
На основании полученных результатов и их сопоставления с литературными данными предложена экспериментальная модель деструктивно-дегенеративых изменений тканевых компонентов крупных суставов у овец, которая могла бы использоваться для отработки некоторых методик лечения посттравматически измененных крупных суставов.
Практическая значимость работы заключается в получении модели деструктивно-дегенеративных изменений крупных суставов, которая дала возможность изучить пути развития дегенеративно-дистрофических процессов, что в свою очередь позволит разработать патогенетические методы воздействия на процессы репарации, а также модифицировать имеющиеся или разработать новые методики консервативного и оперативного лечения последствий травматического повреждения суставного хряща и субхондральной костной пластинки. Стандартизация проведения экспериментальных оперативных вмешательств и данные по восстановлению различных повреждений в разных временных промежутках позволили получить высокую повторяемость результатов эксперимента и, соответственно, уменьшить финансовые и временные затраты на проведение экспериментальных работ по изучению посттравматических изменений хряща и субхондральной костной пластинки крупных суставов, а также методов влияния на них. Полученные результаты позволили на доклиническом этапе отработать применение новых материалов для заполнения дефектов хряща и субхондральной кости, и методов влияния на репаративный процесс в крупных суставах после травмы и при дегенеративных изменениях.
Положения, выносимые на защиту.
Оптимальным местом для нанесения экспериментальных повреждений суставного хряща и субхондральной кости коленного сустава овцы является нагружаемая поверхность (задняя треть) медиального мыщелка бедренной кости с доступом к ней по передней поверхности сустава с использованием медиальной миниартротомии вдоль собственной связки надколенника.
Дефекты, нанесенные на мыщелках бедра коленного сустава овцы при одинаковом диаметре повреждения, но различающиеся по глубине, имеют свои особенности восстановления: в разной степени восстанавливается субхондральная костная пластинка, ткани, закрывающие дефект, имеют различную толщину и содержат разное количество клеточных элементов, различающихся в свою очередь по морфологическим признакам.
Морфологическая динамика изменений и исход заживления одинаково поврежденных суставных хрящей и субхондральной кости латерального и медиального мыщелков бедра коленного сустава овцы имеют существенные различия, обусловленные особенностями анатомического строения и разницей в функциональной нагрузке мыщелков бедра.
Длительная перегрузка суставов овец дополнительным (плюс 30% от массы тела) весом или вызванная перераспределением нагрузки за счет однополюсного эндопротезирования тазобедренного сустава приводит к развитию дегенеративных изменений суставных компонентов, аналогичных изменениям при остеоартрозе у человека.
Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано пять статей, тезисы. Материалы доложены: на VIII съезде травматологов-ортопедов России «Травматология и ортопедия XXI века», Самара, 6-8 июня, 2006 г.; заседании ученого совета ЦИТО им. Н.Н.Приорова, Москва, 28 ноября 2008г.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 140 страницах, содержит 92 рисунка. Состоит из введения, обзора литературы, 3 глав, заключения, выводов и списка использованной литературы (18 отечественных и 102 иностранных источников).
Повреждения суставного хряща, классификация
За последние несколько лет практикующие ортопеды все чаще встречаются с таким поражением суставов, как дефекты хрящевого покрытия. Это связано с повышением уровня техногенного травматизма, с одной стороны, и заметным улучшением и распространением неинвазивных (МРТ, УЗИ) и инвазивных (диагностическая артроскопия) методов диагностики с другой стороны. Это позволяет более точно диагностировать наличие, расположение, размер и глубину хрящевых дефектов суставных поверхностей.
В настоящее время в мировой практике применяются несколько методик классификации повреждений суставного хряща. Наиболее распространенной из них является классификация Outerbridge (1961), которая используется для характеристики поражений хряща коленного сустава [99]. Эта 4-степенная система основана на артроскопическом исследовании. Поражения I и II степеней считаются малыми степенями и включают размягчение и растрескивание поверхности суставного хряща, которые не распространяются на подлежащую кость. Поражения малой степени сами не заживают и часто приводят к дальнейшему повреждению хряща. Степени III и IV считаются высокими, полнослойными поражениями, при которых остается очень мало хряща или экспонирована поверхность подлежащей кости. Локализованные поражения IV степени относительно редки. - степень 0: нормальный хрящ - степень I: хрящ с размягчением и набуханием - степень II: частичные дефекты с поверхностными трещинами, которые не достигают субхондральной кости или не превышают 1,5 см в диаметре - степень III: растрескивание до уровня субхондральной кости на площади с диаметром более 1,5 см - степень IV: обнаженная субхондральная кость ICRS (International Cartilage Repare Society - международное общество восстановления хряща) придерживается несколько другой классификации, разработанной на основе артроскопической оценки специальной рабочей группой этого общества поражений сустава с целью стандартизировать макроскопическую оценку повреждений хряща. Эта классификация впоследствии была включена в комплекс исследований повреждений хряща ICRS [42,80]. Она делит поражения хряща на 5 степеней (от 0 до 4) по глубине поражения и классифицирует тяжесть поражения на основании площади повреждения посредством 4-х бальной шкалы со степенями, т.е. норма, почти норма, патология, выраженная патология.
Нормальный хрящ без макроскопически заметных дефектов классифицируется ICRS как степень 0 (нормальный). Если хрящ имеет поверхностные поражения, он классифицируется как степень I (почти нормальный) с двумя различными подклассификациями. Если он имеет интактную поверхность, но мягкий при пальпации артроскопическим крючком и/или имеет некоторое разволокнение, он классифицируется как степень IA, но если есть дополнительно поверхностные щели и трещины, тогда он классифицируется как степень IB.
Повреждения, распространяющиеся глубже, но затрагивающие менее 50% толщины хряща, классифицируются ICRS как степень II (патологический). Эти поражения часто нестабильны и могут представлять частично оторванные фрагменты, которые необходимо удалять для исключения расширения зоны дефекта. Хрящевые поражения, простирающиеся на глубину более 50%, но не до субхондральной костной пластинки, классифицируются ICRS как степень III (тяжелая патология). В этой степени 4 различных подгруппы. Дефекты степени ША простираются более 50% толщины хряща, но не до кальцифицированного слоя, дефекты ШВ затрагивают кальцифицированный слой, дефекты, которые распространяются через него, но не через субхондральную кость, классифицируются как степени III С, и, наконец, блистеры классифицируются как степень III D.
Травма сустава может вызывать дефекты, которые простираются на глубину до субхондральной кости: эти дефекты классифицируются ICRS как IV степень (тяжелая патология) и считаются полнослойными остеохондральными поражениями. Однако, эта степень не включает поражения, вызываемые рассекающим остеохондритом, который имеет собственную классификацию. Поражения IV степени могут лечиться и как поражения III степени, однако, имея обширное вовлечение субхондральной кости и если костный дефект более 10 мм, эти поражения могут требовать предварительной трансплантации кости. Кроме этого, в 1998 году на очередном съезде ICRS общество разработало программу и предложило документ под названием "Единый стандартный подход к оценке восстановления суставного хряща". В стандарт включены 12 основных позиций. В каждой позиции имеется разъясняющая часть и несколько вопросов, на которые должен дать ответ врач при выборе метода лечения хрящевого дефекта. 1. Этиология процесса. Является ли дефект хряща острым или хроническим? Развился ли дефект хряща в результате острой травмы или в результате хронической перегрузки? Как правило, для образования дефекта хряща характерно действие суммы факторов. 2. Глубина дефекта. Какова глубина дефекта хрящевого покрытия? Наиболее приемлемым методом для определения глубины дефекта хряща является классификация ICRS. 3. Размер дефекта. Размер дефекта измеряется в квадратных сантиметрах, обычно с помощью артроскопического зонда. Дефект размером до 2 квадратных см. считается малым, от 2 до 10 квадратных см. считается средним и размером более 10 квадратных см определяется, как большой. 4. Степень устойчивости краев дефекта. Устойчивы края хрящевого дефекта или нет? Правильно очерченный дефект с плотными краями способен выдерживать нагрузку. Если края хряща разволокнены или истончены, то дефект способен к распространению и прогрессированию. 5. Локализация дефекта. Где расположен дефект хряща? Имеется ли одиночный дефект или дефекты носят множественный характер? Данные о локализации оказывают влияние на прогноз заболевания. 6. Состояние связок сустава. Сохранена ли целостность крестообразных связок или имеется их частичное, либо полное повреждение? Какова стабильность коленного сустава? Была ли в анамнезе операция по стабилизации сустава? ) 7. Состояние менисков. Сохранена ли целостность менисков? Была ли частичная, или субтотальная резекция менисков, либо восстановление менисков путем их сшивания? 8. Соотношение бедра и голени. Расположены ли бедро и голень на одной оси? Если между ними есть угол, то это варусная или вальгусная деформация? Какова величина угла? Была ли в анамнезе операция -корригирующая остеотомия? Если да, то \ какая? Следует обратить внимание на состояние пателло-феморального сочленения. Есть ли необходимость в исправлении положения надколенника? 9. Предшествующее лечение. Было ли в анамнезе оперативное или консервативное лечение? Если да, то какое? Дебридемент, тунелизация, трансплантация и т.д.? 10. Данные рентгенологического исследования. Необходима рентгенограмма сустава в передне-задней проекции под нагрузкой. Основными признаками являются степень сужения суставной щели, наличие остеофитов и костных кист. 11. Данные магнитно-резонансной томографии. Определение состояния хрящевого покрытия и субхондральной кости. Оценка глубины дефекта, обнажения кости, наличие расслаивающего остеохондрита или асептического некроза кости. 12. Анамнез жизни, семейный анамнез. а) Исключение специфического ревматоидного процесса, артрита, системной красной волчанки, положительной реакции на антиген HLA В-27. б) Состояние эндокринной системы, патология щитовидной железы, диабет, ожирение. в) Наличие семейных формы остеоартроза, наследственной патологии коллагена, типа синдрома Элерса-Данлоса или Марфана. [97].
К сожалению, при проведении экспериментальных исследований по изучению репарации суставного хряща и методик его восстановления не учитываются даже часть подобных условий. Нам не удалось встретить в литературе подробного описания методики проведения экспериментальных операций по нанесению дефектов суставного хряща и субхондральной кости, где были бы четко определены факторы, влияющие на результат исследования.
Выбор овцы в качестве экспериментального животного
В работе использовали экспериментальных животных - овцы в количестве 30 особей, в возрасте от 0,5 до 2 лет, весом от 20 до 35 кг, курдючной и романовской пород. Выбор овец в качестве экспериментальных животных для создания модели посттравматического остеоартроза обусловлен: 1 - определенным соответствием условий эксперимента и условий возможного возникновения остеоартроза у человека, т.е. отсутствие адекватной амортизации ударных нагрузок суставно-связочным аппаратом конечностей овцы; 2 - приближенным к человеку анатомическим соотношением (вес - объем суставов) по сравнению с другими животными, что подтверждается рядом авторов (Smith MM; Little СВ; Rodgers К; Grosh Р, 1997). 3 - размер сустава позволяет проводить отработку и исследование результатов применения различных оперативных методик (в том числе — артроскопии, что невозможно на мелких суставах). 4 - размер исследуемых образцов достаточен для проведения гистохомического анализа компонентов сустава. 5 - хондроциты поверхностного слоя хряща человека по своим свойствам очень близки хондроцитам хряща овцы [Павлова М.Н., 1979; Davies et al., 1962; Ghadially, Roy, 1969; Ruttner, Spycher, 1968; Silberberg, Hasler, 1968; Weiss et al., 1968; Zelander, 1959]. 6 - Овцы не относятся к категории особей с высокоорганизованной центральной нервной системой (приматы, собаки, кошки, дельфины) и могут быть использованы в качестве экспериментальных животных на территории России [Закон «О защите животных от жестокого обращения», от 01.12.1999 г., Статья 9, пункт 4]. 7 - овцы хорошо переносят анестезиологическое пособие, хорошо адаптированы к климату средней полосы России, неприхотливы в пище [3].
Серия I - Экспериментальное моделирование травматического повреждения суставного хряща и субхондральной костной пластинки и последующих посттравматических изменений компонентов сустава. 16 животных были разделены на 4 экспериментальные группы по 4 особи: 1. Животные с созданным не полнослойным дефектом неминерализованной части гиалинового суставного хряща до его глубокой трети диаметром 5 мм на нагружаемой поверхности внутреннего мыщелка бедра. 2. Животные с созданным дефектом суставного хряща до субхондральной кости диаметром 5мм на нагружаемой поверхности внутреннего мыщелка бедра. 3. Животные с созданным остеохондральным дефектом диаметром 5мм и глубиной 5мм на нагружаемой поверхности внутреннего мыщелка бедра. 4. Животные с созданным дефектом суставного хряща до субхондральной кости диаметром 5мм на ненагружаемой части наружного мыщелка бедра под бедро-берцовой связкой.
Серия II - Экспериментальное моделирование дегенеративных изменений суставного хряща и субхондральной костной пластинки, возникшие в результате перегрузки суставов. 12 овец разделены на три группы (по 4 особи в каждой): 1. В первой опытной группе овцам надевали на спину специально закрепленные жилеты с металлическими пластинами (10 кг), увеличивающие вес каждого животного соответственно на 1/3. (Рис. 1). Этим создавалась дополнительная нагрузка на все суставы. (Рис.1. Овца первой опытной группы с жилетом массой 10 кг) 2. Во второй опытной группе животным были выполнены операции эндопротезирования одного тазобедренного сустава, для перераспределения массы животного на не оперированную заднюю конечность. 3. В третьей контрольной (интактной) группе овцы оставались в естественном состоянии. 2 животных были использованы для отработки операционного доступа и анестезиологического пособия. Все оперативные вмешательства проводили в операционной вивария ЦИТО.
Из оборудования использовали: операционный стол с ремнями для фиксации животного, стерильные простыни для ограничения области операции, стандартный хирургический набор, дополненный специальным инструментарием (фрезы, мини-кюретки, набор для установки эндопротеза), фиксирующие деревянные шины, стерильный и нестерильный перевязочный материал.
Для анестезии использовали 0,5 мл 2% раствора Рометара и местную интраартикулярную анестезию 0,5% р-ром Лидокаина. Впоследствии была отработана и внедрена перидуральная люмбальная анестезия 1% р-ром Лидокаина 5 мл. Проводили инъекцию в области пояснично-крестцового отдела (Б), иглу вводили до перидурального пространства, куда инъецировалось 5 мл р-ра Лидокаина. Объем Лидокаина расчитывается по формуле: длина животного от затылка до корня хвоста в сантиметрах, делённая на 10 [10]. Контрольным тестом удачной анестезии являлось зияние заднего прохода. Этот вид анестезии обеспечивал обезболивание и обездвиживание нижних конечностей овцы на 1-1,5 часа. После этого все животные самостоятельно вставали на ноги. Данный способ анестезии зарекомендовал себя как надежный и простой с минимально возможными осложнениями. Всего он был использован у 10 животных. Производили миниартротомию медиальнее собственной связки надколенника (при работе на наружном мыщелке - группа №4 - по наружной поверхности, латеральнее собственной связки надколенника), с учетом анатомии тупо и остро производили доступ к внутреннему мыщелку бедра. Специальной фрезой диаметром 5 мм отграничивали зону дефекта и извлекали хрящ на соответствующую глубину (группа №1 - на 0,5 толщины хряща, группа №2 - до минерализованной зоны хряща,
Анатомия тазобедренного и коленного суставов овец. Техника анатомически обоснованного малотравматичного оперативного доступа
Тазобедренный сустав — art. coxae (рис. ТІ) — сложный, многоосный, образован суставной впадиной, увеличенной за счет хрящевых губ — lab-rum acetabulare, и головкой бедренной кости. Сустав имеет капсулу — caps, articularis, в которой можно выделить пучки волокон, составляющих основу подвздошнобедренной (lig. iliofemorale), седалищнобедренной (lig. ischiofemorale) и лоннобедренной (lig. pubofemorale) связок. Вырезка впадины не глубокая, гораздо меньше, чем таковая у собаки и крупного рогатого скота, прикрыта поперечной связкой вертлужной ямки — lig. transversum acetabuli (3). Внутри сустава головка с дном вертлужной ямки соединяется связкой головки бедренной кости — lig. capitis ossis femoris, к ней присоединяется добавочная связка — lig. accessorium ossis femoris (1), являющаяся одной из конечных ветвей прямой мышцы живота. lig. accessorium ossis femoris; 2 — lig. capitis ossis femoris; 3 — lig. transversum acetabuli; a — головка бедренной кости.
Бедроберцовый сустав — art. femorotibialis — образован мыщел ками бедренной и большой берцовой костей, между которыми располага ются латеральный и медиальный мениски — meniscus lateralis et medialis, выравнивающие неконгруэнтные суставные поверхности сочленяющихся костей. Мениски коленного сустава овцы, в отличие от коленного сустава человека, покрывают 75% суставного хряща мыщелков большеберцовой кости. Латеральный мениск покрывает около 65 % суставного хряща передней, латеральной и задней поверхностей латерального мыщелка большеберцовой кости, является достаточно подвижным за счет мягкой фиксации его заднего рога к межмыщелковому возвышению. По передней поверхности его проходит канал бедно-берцовой связки латерального мыщелка бедренной кости. Его наружная поверхность образует ложе для мощной наружной боковой коллатеральной связки сустава (Рис. К5, Кб).
Медиальный мениск состоит из более плотной волокнистой соединительной ткани, более жестко прикреплен к межмыщелковому возвышению большеберцовой кости за счет передней и задней менисковых связок. Следовательно, его подвижность ограничена.
Суставная капсула прикрепляется к парным мыщелкам сочленяющихся костей, к краям коленной чашки и к боковым краям менисков. Полость сустава подразделяется на 2 отдела: проксимальный - очень широкий, ограниченный четырехглавой мышцей бедра; и дистальный - делится крестообразными связками и межмыщелковой синовиальной мембраной на латеральную и медиальную части (Рис. Kl, К2). Рис. К1 мыщелки бедра (наружный, Рис.К2 Поднадколенниковый мыщелок внутренний и поднадколенниковый) - бедра - вид сверху. вид спереди. Все отделы суставной полости сообщаются между собой, что способствует перемещению синовиальной жидкости из одной камеры в другую при передвижениях животного.
Наряду с боковыми коллатеральными связками — ligg. collateralis lateralis et medialis в суставе имеются менискобедренная — lig. meniscofemorale, проходящая от заднего края латерального мениска к подколенной поверхности над медиальным мыщелком бедренной кости, и крестообразные связки — ligg. cruciata genus, которые подразделяются на переднюю и заднюю крестообразные связки — ligg. cruciatum craniale et caudale. Передняя крестообразная связка берет начало от краниальной межмыщелковой площадки болыпеберцовой кости и направляется спереди назад в межмыщелковую вырезку бедренной кости, прикрепляясь к латеральному мыщелку бедра. Задняя крестообразная связка имеет противоположное направление и идет от задней межмыщелковой площадки, вверх, занимая медиальное положение по отношению к передней крестообразной связке, и прикрепляясь к медиальному мыщелку бедра.
Задняя стенка капсулы сустава несколько утолщена, что позволило выделить косую подколенную связку — lig. popliteum obliquum. k б) Бедрочашечный сустав — art femoropatellaris — образован коленной чашкой с ее околочашечными фиброзными хрящами — fibrocartilagines parapatellares — и блоком бедренной кости. Основной особенностью строения коленного сустава овцы является вынесение опорной площадки надколенника проксимально ближе к диафизу бедра с формированием отдельного мощного мыщелка, вытянутого вдоль бедренной кости, имеющего желобообразную форму с возвышающимися боковыми краями и впадиной в центральной части, направленной по оси бедра (Рис. К2). Коленная чашка, кроме капсулы, удерживается на блоке бедренной кости связкой коленной чашки — lig. patellae, средней связкой коленной чашки — lig. patellae intermedium — и медиальным держателем коленной чашки — retinaculum patellae mediale, который подразделяется на медиальную бедрочашечковую связку — lig. Femoro-patellare mediale — и медиальную связку коленной чашки — lig. patellae mediale. У овцы очень тяжело визуально определить четкие границы между этими отделами связки, но каждая из её частей берёт нагрузку в определенном положении сустава (Рис. КЗ).
Сагиттальный анатомический срез коленного сустава овцы по центральной оси. Надколенник также имеет более вытянутую в продольном направлении форму, конусовидную опорную поверхность, конгруентную с подлежащей поверхностью бедренной кости. Для более детального изучения особенностей анатомического строения коленного сустава овцы было проведено исследование замороженных распилов коленного сустава (пироговские срезы), которые выявили ещё ряд особенностей. Внутренний мыщелок бедра имеет большую площадь опоры, чем наружный (Рис. К4).
Фронтальный чрезмыщелковый анатомический срез коленного сустава овцы. Площадь покрытия суставной поверхности наружного мыщелка большеберцовой кости мениском составляет 2/3 от его площади, а внутреннего - ]/2 (Рис. К5). Данный факт имеет большое значение при нанесении повреждений суставного хряща и субхондральной кости для моделирования травматических повреждений, т.к. при расположении дефекта ближе к наружной поверхности мыщелка зона дефекта будет контактировать не с хрящевой поверхностью большеберцовой кости, а с мениском, чего не могло бы быть у человека, т.к. у людей мениск покрывает не более 1/3 наружного отдела суставного хряща мыщелка большеберцовой кости. При статичной опоре на задние конечности (положение ноль) коленный сустав овцы согнут под углом 45-50 градусов, что существенно увеличивает нагрузку на патело-феморальное сочленение. Кроме того, нагружаемой суставной поверхностью мыщелков бедра мы можем считать только средний и заднюю её части, т.к. даже при интенсивном беге животного коленный сустав почти не бывает в положении разгибания 180 градусов. В области контакта суставных поверхностей бедра и большеберцовой кости толщина суставного хряща несколько больше, чем на частично нагружаемой или ненагружаемой поверхностях мыщелков (Рис. Кб).
Операция выполнялась в асептических условиях, после стрижки бедра и голени овцы и многократной обработки остаточного подшерстка асептическим раствором. Конечность фиксировалась ассистентом в положении сгибания, когда наилучшим образом можно пропальпировать анатомические ориентиры: верхний край мыщелков большеберцовой кости, собственную связку надколенника, нижний край надколенника. Через антеро-медиальный доступ иглой со шприцем в полость сустава вводится 10 мл. 0,5% Лидокаина (или Новокаина) для натяжения капсулы сустава и облегчения тем самым доступа к ней. Разрез кожи и подкожной клетчатки производился параллельно медиальной поверхности собственной связки надколенника. Отступив от неё 1 см. Тупо разводилась подкожная жировая клетчатка, фиксировалась крючками Фарабефа к краю раны ассистентом. В данной локализации не проходят крупные сосуды, чем обусловлено отсутствие кровотечения при доступе. Дойдя до медиального поддерживающего аппарата надколенника продольно разводим волокна медиальной связки коленной чашки — lig. patellae mediale, начиная отступив 1 см от дистального края, на протяжении 2,5-3 см. Под ней визуализируется передне-медиальная часть инфрапателлярного жирового тела. На данном этапе доступ к капсуле сустава необходимо производить с особой осторожностью, т.к. в данном месте проходят медиальные огибающие артерии, образующие квадрат, в центре которого и необходимо пройти, оставив нетронутыми стенки сосудов. Как только из раны начнет поступать светлая жидкость (Лидокаин, находящийся в полости сустава) - москитом разводим капсулу сустава и узкой частью крючков Фарабефа открываем края капсулы. Перед нами - медиальный мыщелок бедра. Для доступа к нагружаемой части суставной поверхности мыщелка приводим коленный сустав в положение максимального сгибания. По верхнему краю медиального мениска визуализируется нагружаемая зона суставного хряща, где, собственно мы и наносили дефекты в эксперименте. По окончании работы в суставе Капсула ушивается 2-мя рассасывающимися швами нитью 4-0. Жировое тело оставляем неушитым, а вот медиальный поддерживающий аппарат надколенника восстанавливаем за счет сопоставления разведнных волокон и наложения 3-4-х швов. Подкожная жировая клетчатка и собственная фасция ушиваются 1-2-мя швами со смещением швов кпереди от раны. Кожа ушивается несколькими узловыми швами. Нитки срезаются очень коротко, т.к. животное может своими зубами захватывать длинные концы и распускать швы в раннем послеоперационном периоде. Рану тушировали спиртовым раствором бриллиантовой зелени и вводля Фортазим 1,0 для профилактики инфекционных осложнений. Обсуждение.
Группа №1- не полнослойный дефект неминерализованной части гиалинового суставного хряща диаметром 5мм на нагружаемой части внутреннего мыщелка бедра
При оперативном вмешательстве на не нагружаемой части наружного мыщелка бедренной кости овцы под связкой был создан полнослойный дефект суставного хряща (минерализованный хрящ удален частично) без повреждения субхондральной кости диаметром 5 мм. Края дефекта ровные. Дно образовавшейся впадины белесого цвета без выраженного рельефа. Поверхность неповрежденного суставного хряща относительно гладкая при используемом увеличении. Особенностью этой модели является то, что дефект находится под связкой, которая его полностью закрывает и при движении скользит над дефектом.
На гистологических срезах видно, что границы дефекта суставного хряща, обращенные в полость сустава достаточно ровные. Нижняя граница дефекта (впадины) т.е. его дна проходит по минерализованному хрящу. Последний частично удален. При этом открываются микроканалы, соединяющие межбалочные пространства субхондральной кости с поверхностью дна дефекта. Само дно образовано частично поврежденным минерализованным суставным хрящом: минерализованным межклеточным матриксам, поврежденными клеточными лакунами, остатками хрящевых клеток. Субхондральная костная пластинка, как правило, (специально) не повреждается, однако локальные микроповреждения возможны. Межбалочные пространства, граничащие с субхондральной костной пластинкой, заполнены рыхлой волокнистой соединительной тканью. Глубже от субхондральной костной пластинки межбалочные пространства заполнены в основном жировыми клетками. Боковые стенки впадины состоят из гиалинового хряща: гомогенного межклеточного матрикса и клеточных лакун: без клеток, с частично разрушенными клетками или с сохраненными хондроцитами.
Через 1 месяц после создания дефекта суставного хряща дно впадины белесоватого цвета с участками красноватого цвета. Поверхность дна имеет мелкобугристый рельеф. Края хряща образующие стенки дефекта или впадины сглажены, что естественно, увеличивает размер самой впадины. Поверхность рядом расположенного хряща более рельєфна, чем интактного хряща т.е. она стала неровной и следовательно менее конгруентной (рис.4.1.1, 4.1.2А, 4.1.2Б, 4.1.2Г, 4.1.2Д, 4.1.2Е, 4.1.2Ж).
При гистологическом исследовании обнаружено, что на дне дефекта суставного хряща сохранен минерализованный хрящ, который остался при удалении неминерализованного хряща. Он имеет четкую границу с суставной полостью, т.е. поверхность его более гладкая, чем сразу после повреждения. Субхондральная костная пластинка также сохранена, как и костные балки, прилежащие к ней, т.е. целостность всей субхондральной костной пластинки мыщелка не нарушена. На поверхности субхондральной костной пластинки обращенной в межбалочное пространство обнаруживается остеоид. Последний отсутствует в зоне перехода костной ткани субхондральной костной пластики в минерализованную хрящевую ткань суставного хряща, оставшуюся после нанесения дефекта. Межбалочные пространства субхондральной кости в области дефекта, заполнены волокнистой соединительной тканью с большим количеством соединительнотканных клеток и сосудов. На поверхности костных балок, окруженных новообразованной соединительной тканью и в межбалочных пространствах видны отложения остеоида - новообразованной, но еще не минерализованной костной ткани. В этих местах на поверхности костных балок видны многочисленные остеобласты. Это - признаки репаративной костной регенерации. Края хряща, ограничивающие зону дефекта, сглажены за счет постепенного уменьшения толщины хряща по краям исходного дефекта. Очевидно, это происходит под действием нагрузки. В связи с этим общий размер (диаметр) впадины увеличивается примерно на 1/3, от исходного. По краям сохранившегося, но сглаженного хряща имеются бесклеточные участки, т.е., состоящие только из межклеточного матрикса.
Область сглаженного хряща может быть условно разделена на три части: 1) периферическая безклеточная т.е. состоящая из межклеточного матрикса; 2) гиперклеточных лакун; 3) деформированного хряща. Каждая из этих зон может быть разной протяженности.
Через 2 месяца после создания дефекта суставного хряща дно впадины белесоватого цвета с участками красноватого цвета. Поверхность дна имеет мелкобугристый рельеф. Края хряща образующие стенки дефекта или впадины сглажены, что естественно, увеличивает размер самой впадины. Поверхность рядом расположенного хряща более рельєфна, чем интактного хряща т.е. она стала неровной и следовательно менее конгруэнтной.
При гистологическом исследовании обнаружено, что на дне дефекта суставного хряща отсутствует слой минерализованного хряща, который был сохранен при удалении неминерализованного хряща и оставался еще через 1 месяц после нанесения дефекта. Сохранены лишь небольшие участки по периферии дефекта. Субхондральная костная пластинка и частично костные балки, прилежащие к ней также разрушены, т.е. нарушена целостность всей субхондральной костной пластинки. На месте разрушенной в результате асептического воспаления субхондральной костной пластинки находится волокнистая соединительная ткань с большим количеством соединительнотканных клеток. В этой ткани видны сосуды. На поверхности сохранившихся костных балок, окруженных новообразованной соединительной тканью и в межбалочных пространствах видны отложения остеоида — новообразованной, но еще не минерализованной костной ткани. Нижерасположенные межбалочные пространства, сообщающиеся с зоной дефекта, также заполнены волокнистой соединительной тканью. В этих местах на поверхности костных балок видны многочисленные остеобласты. Это - признаки репаративной костной регенерации. В целом, дефект хряща т.е минус ткань сохраняется. Края хряща, ограничивающие зону дефекта, сглажены за счет постепенного уменьшения толщины хряща по краям исходного дефекта. Очевидно это происходит под действием скольжения связки закрывающей дефект при движении животного. В связи с этим общий размер (диаметр) впадины увеличивается примерно на 1/3 от исходного и углубляется до 2-Змм.. По краям сохранившегося, но сглаженного хряща имеются бесклеточные участки, т.е., состоящие только из межклеточного матрикса. Область сглаженного хряща может быть условно разделена на три части как это указано выше при описании морфологии на сроке 1 месяц.
Через 3 месяца дефект, оцениваемый по его границам, оказывается несколько шире, а по глубине соответствует дефекту к 2-м месяцам после его нанесения. Очевидно, это является результатом специфического механического воздействия связки закрывающего этот дефект. Большая его часть заполнена волокнистой соединительной тканью, которая окружает большое количество сосудов (рис.4.3.1, 4.3.2А, 4.3.2Б, 4.3.2В, 4.3.2Г, 4.3.2Д). В ней формируется остеоидная ткань виде тонких костных балок, являющихся продолжением уже существующих костных балок или самостоятельных очагов остеогенеза. Между остеоидными и зрелыми костными балками имеются скопления жировых клеток. Встречаются фрагменты волокнистого хряща. Часть дефекта ближе к поверхности остается незаполненной тканями. Края углубления сглажены.
![Хирургическое лечение больных с застарелыми пронационными подвывихами в голеностопном суставе (клинико-экспериментальное исследование) [Электронный ресурс]](/i/i/4264/180478.png "Хирургическое лечение больных с застарелыми пронационными подвывихами в голеностопном суставе (клинико-экспериментальное исследование) [Электронный ресурс] Стоянов Александр Вячеславович")