Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 15
1.1. Биологические, биохимические и механические свойства костной ткани 15
1.2. Современные представления о репаративном остеогенезе и методах лечения при переломах 49
Глава II Материал и методы исследования 71
Глава III. Клинико-рентгенологическая оценка результатов лечения переломов костей у собак 87
Глава IV Репаративный остеогенез с применением аутотрасплантантов 90
Глава V Рентгенологическая динамика костеобразования при последовательном дистракционно-компрессионном остеосинтезе 95
5.1. Клинико - рентгенологические аспекты дистракционно -компрессионного остеосинтеза 95
5.2. Функциональное состояние нейро-гуморальной регуляции костеобразования 101
Глава VI Репаративный остеогенез при травмах позвоночного столба у собак 118
6.1. Способ нарушения целостности позвоночного столба путем его остеотомии и последующего увеличения высоты позвонка 118
6.2. Способы моделирования проникающих переломов позвоночного столба 140
6.3. Репаративная регенерация тел поясничных позвонков в условиях внешней фиксации аппарата '. 156
6.4. Компановка аппарата для увеличения размеров и моделирования формы позвоночного канала 165
6.5. Способ увеличения behtpo-дорсального размера позвоночного Канала 168
6.6. Результаты анатомо-рентгенологических исследований нарушения позвоночного столба путем дискэктомии и последующим Увеличением высоты позвонка 182
6.7. Биохимические аспекты переломов позвоночника у собак 200
Глава VII 219
7.1. Результаты гематологического исследования 219
7.2. Роль изменений минеральной фазы и органического матрикса в Механизме остеогенеза 229
Глава VIII 232
Выводы: 235
Сведения о практическом использовании результатов исследования 237
Рекомендации по использованию научных выводов.238
Список основной литературы
- Современные представления о репаративном остеогенезе и методах лечения при переломах
- Функциональное состояние нейро-гуморальной регуляции костеобразования
- Способы моделирования проникающих переломов позвоночного столба
- Роль изменений минеральной фазы и органического матрикса в Механизме остеогенеза
Введение к работе
Актуальность работы. Изучение биологических закономерностей репаративной регенерации кости, поиск новых способов и средств, способствующих созданию условий для наилучшего ее заживления, возможность влиять на интенсивность и потенцирование процессов остеогенеза, сокращение сроков консолидации и трансформации дистракционного регенерата в зрелую костную ткань являются актуальными вопросами в ветеринарной практике. [19, 294, 360] Репаративный остеогенез представляет собой процесс, который контролируется многоуровневой системой регуляции и вовлекает в себя расходование всех ресурсов организма и имеющий свой индивидуальный конечный объем. При всей важности этих пластических и энергетических ресурсов, непосредственно расходуемых на построение новообразованных тканей, следует считать не менее важными и ресурсы поддержания высокой функциональной активности кровеносной системы, ге-мопоэза, иммуногенеза и системы гормональной регуляции, обеспечивающих компенсаторно - приспособительные процессы, поддерживающих постоянство внутренней среды организма в пределах, необходимых для активной жизнедеятельности [16, 53, 54, 60, 82, 136]. Стало очевидным, что выполнение остеосинтеза без учета индивидуальных особенностей строения костного фрагмента, гормонального и иммунного статуса, метаболизма тканей, контролируемых специальными лабораторными тестами, как и нарушение основных принципов лечения переломов способствует, замедленному формированию костной ткани. Особую важность лабораторный контроль приобретает при выполнении второго или очередного этапа чрескостного остеосинтеза на фоне не полностью редуцированных изменений, вызванных предшествующим вмешательством, в системах, обеспечивающих репаративный процесс. С этих позиций формирование общей корковой пластинки дефектов кости, заполнение костной тканью и восстановление функции конечности, не могут служить надежными объективными тестами, которые позволяют прогнозировать положительный исход лечебного этапа.
Успешному решению таких задач способствуют результаты научных исследований, проведенных в последнее время рядом ученых [17, 21, 71, 97, 140, 194, 210, 295, 311, 321, 356, 420,424]. Было показано, что в системной регуляции репаративного остеогенеза отмечается развертывание нескольких фаз, контролируемых последовательно гормонами гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы [11, 56, 99, 290, 298]. Переход от одной фазы к другой осуществляется под влиянием изменений во внутренней среде, вызванных эффекторами предшествующей фазы, которые могут быть выявлены путем анализа электролитного баланса, определения уровней экскреции компонентов минеральной фазы и органического матрикса костной ткани. Продолжительность отдельных фаз задается также местными условиями - типом костной ткани поврежденного сегмента, стабильностью остеосинтеза, сохранностью параоссальных тканей [192, 197, 208]. Так при чрескостном ос-теосинтезе одновременно осуществляется дистракция на 2 - 3 уровнях, может наметиться срыв адаптационного процесса с возвращением к доминированию гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы [109]. Внедрение высокочувствительного метода радиоиммунологического анализа обеспечило возможность объективного динамического контроля за гормональной регуляцией репарации тканей [4, 70, 133, 213, 217, 244, 245, 246].
Важным достижением теоретических исследований явилось изучение связи между остеогенезом и кроветворением, которая определятся общностью клеточных источников и регуляции [93, 138, 204, 342, 269, 310, 313, 314]. Исследования показали, что в процессе репаративного остеогенеза, происходит активация пролиферации полипотентных стволовых клеток, дающих начало всем росткам кроветворения и клеткам остео-генного ряда [319, 333, 422]. Тесная взаимосвязь между костеобразовани-ем и кроветворением была подтверждена усилением эритропоэза в костном мозге метафиза большеберцовой кости и увеличением числа ре-тикулоцитов в периферической крови [355].
Переломы костей часто сопровождаются значительной крово-потерей, которая в зависимости от сегмента и уровня повреждения со- ставляет 10-20 % от объема циркулирующей крови [157, 193]. Снижение такого объема крови приводит к развитию анемии [72, 256]. Любая анемия оказывает выраженное влияние на выработку в почках специфического фактора — эри-тропоэтина, способного регулировать эритропоэз [92, 93, 135, 151, 195, 422]. Известно, что одним из свойств эритропоэтина является способность стимулировать пролиферативную активность полипотентных стволовых кроветворных клеток [193], источником которых является костный мозг. В то же время многие исследователи отводят костному мозгу важную роль и в репаративной регенерации кости [97, 122]. Принимая во внимание то, что между остеогенезом и кроветворением существует тесная связь, можно предположить, что костная ткань не остается безучастной при изменении гемопоэза, вызванного кровопотерей.
Современная наука обогатилась знаниями об общебиологическом свойстве тканей отвечать на дозированное растяжение ростом и регенерацией при чрескостном остеосинтезе [122]. Данное открытие получило название «эффект Илизарова». Феномен активизации остеогенеза при дозированной дистракции был положен в основу целого арсенала оригинальных способов оперативного удлинения длинных трубчатых костей [121] и замещения их дефектов [151]. Столь успешные исходы лечения обусловлены соблюдением ряда принципиальных моментов, смысл которых в стабильной фиксации костных фрагментов, обеспечении максимально полноценной трофики тканей в зоне регенерации и адекватной статодинамической нагрузки на конечность, создании оптимальных механобиологических условий для формирования новой кости [347, 352]. Во многом от сроков начала и темпа дистракции, состояния регионального кровообращения и вида оперативного вмешательства зависят и сроки формирования и перестройки дист-ракционного регенерата в зрелую костную ткань [359, 361]. Несоблюдение этих основополагающих принципов чрескостного остеосинтеза приводит к замедленному остеогенезу в межотломковом диастазе в процессе дистракции
С целью перестройки новообразованной костной ткани в зрелую губчатую кость Г. А. Илизаровым был предложен ряд способов «воспитания дистракционного регенерата». Суть заключается в дозированном сближении опор аппарата, последовательном удалении спиц из костных фрагментов удлиняемого сегмента [1, 123, 124]. Для ускорения процессов перестройки применяются и специальные устройства для управляемого меха-нодинамического воздействия на новообразованную кость [1, 3, 220].
Новым направлением в стимуляции перестройки дистракционного регенерата является способ В.И.Шевцова и А.В.Попкова [354, 115, 116]. Способ заключается в переудлинении кости с последующим дозированным или одномоментным сближением костных частей регенерата до контакта с их компрессией до полного сращения. Такой переход от дистракционного ос-теосинтеза к компрессионному улучшает анатомо-функциональные условия для репаративного процесса: повышает стабильность остеосинтеза, регенерат кости непосредственно воспринимает функциональную нагрузку, что благотворно влияет на регенерацию, а микронекроз клеточных элементов соединительнотканной прослойки, по-видимому, стимулирует пролиферативные процессы [192, 190].
В качестве биологического фактора для ускорения и пролонгирования процесса костеобразования используют свободную костную ауто- и аллопластику непосредственно в зону дистракционного регенерата [62, 189, 221, 321,400,415]
Несмотря на очевидный научный и практический интерес к вопросу искусственного усиления остеогенеза, до сих пор экспериментально не обоснованы новые способы активизации репаративного остеогенеза с биологической костной ткани различных сегментов опорной системы.
В настоящее время в мире насчитывается свыше 700 пород домашних собак. Поэтому собака, как вид животного мира, является сегодня предметом разносторонних исследований во многих странах мира. Процесс урбанизации привел к возрастанию среди всех болезней домашних животных доли травматологических патологий. По данным Веремей Э.И. и Лакисова В.М. [31] травматизм мелких домашних животных составляет 52,1% хирургических болезней. Среди видов механических травм переломы костей (преимущественно конечностей) встречаются в 44,5% случаев.
В ветеринарной практике для лечения повреждений опорно-двигательного аппарата широко используются иммобилизирующие повязки, различные варианты внутрикостного и накостного остеосинте-за [7, 21, 157,190, 208, 249, 255, 294, 331]. Однако лечение переломов трубчатых костей у кошек и собак остается актуальной проблемой в ветеринарной хирургии. Это связано с трудностью репозиции костных отломков и обеспечении их стабильной фиксации на протяжении всего периода лечения. Преимущества чрескостного остеосинтеза (ЧОС) перед вышеперечисленными методами позволяет решать многие проблемы ветеринарной травматологии. ЧОС способствует внедрению в практику новых технологий, основанных на Принципах метода Рілизарова [8, 271, 272, 109, 306, 413]. Создаваемый при этом комплекс механобиологи-ческих условий (малотравматичная, точная репозиция фрагментов кости, жесткая стабильная и управляемая фиксация, максимальное сохранение остеогенных тканей и сосудов в очаге повреждения, сохранение опорной и двигательной функции конечности) обеспечивает более полное проявление высоких биологических способностей костной ткани к воспроизводству.
Благодаря внедрению методов чрескостного остеосинтеза по Г. А. Илизарову и распространению его существенно новых взглядов на проблему репаративного остеогенеза в ветеринарию, безмерно увеличились возможности лечения опорно-двигательного аппарата у животных. Представляется очевидным, что для реализации новых возможностей ветеринарный врач должен хорошо ориентироваться в вопросах течения болезни.
Вопросам изучения патогенеза костной травмы, сопровождающейся нарушением многих звеньев белкового, углеводного, минерального обмена уделялось и уделяется много внимания со стороны ученых всего мира. К настоящему времени в отечественной и зарубежной литературе имеется значительное количество работ, посвященных выяснению многих сторон костного метаболизма при лечении переломов гипсовыми повязками, внутрикостным и накостным остеосинтезом [95, 183, 204, 208, 294, 303,365].
Обобщающих же исследований, посвященных проблеме изучения состояния костной ткани, динамики этого состояния в, условия различных методик остеосинтеза и отдельных фрагментов опорной системы у собак нами не выявлено.
Таким образом, рассмотренная выше проблема изучения костной ткани и нерешенные при этом, представляющиеся актуальными вопросы, побудили нас выполнить настоящее исследование.
Цель исследования. Целью наших исследований явилось комплексное изучение методик остеосинтеза на отдельных фрагментах опорного аппарата, гематологических, биохимических показателей крови собак, а также костной ткани и формирующегося регенерата на месте травмы в процессе репъратив-ной регенерации, исследование возможности прогнозирования и коррекции осложнений, сопровождающих вмешательства на скелете.
Задачи исследования:
Изучить особенности репаративного остеогенеза при различных способах фиксации.
Разработать и обосновать методики остеосинтеза на отдельных сегментах скелета собак.
Изучить гематологический статус собак и его изменение в ходе чре-скостного остеосинтеза.
Изучить состояние белкового, углеводного, минерального обмена в организме собак в физиологических условиях и в ходе регенерации костной ткани.
Оценить возможности прогнозирования и коррекции восстановительных процессов в костной ткани в условиях управляемого ЧОС.
Основные положения, выносимые на защиту: особенности репаративного остеогенеза при различных способах фиксации. обоснование методик управляемого чрескостного остеосинтеза на различных сегментах скелета собак. изменение гематологических, биохимических показателей организма собак в зависимости от стадии остеогенеза в ходе чрескостного остеосинтеза.
Научная новизна работы. В результате проведенных исследований получены обобщающие данные о функциональном состоянии в костной ткани в условиях физиологической и репаративной регенерации в различных условиях фиксации. Впервые предложены методики ЧОС при травмах позвоночника у собак и изучена динамика репаративного остеогенеза.
Впервые получены данные об изменениях во внутренней среде организма и обмене веществ в динамике заживления переломов отдельных сегментов скелета установлена их зависимость от стадии регенеративного процесса при лечении травм конечностей методом ЧОС. Они могут ориентировать ветеринарных клиницистов в особенностях течения репаративного остеогенеза.
Вмешательство на скелете и последующие манипуляции, направ ленные на устранение травмы, вызывают существенные изменения во внутренней среде организма, напряжение в системах, ответственных за поддержание гомеостаза и адаптацию, что обуславливает необходимость постоянного лабораторного контроля над послеоперационным течением у животных. Доказана возможность использования информа- тивных индексов для контроля и прогноза течения адаптационного и репаративного процессов.
Полученный экспериментальный материал дополняет имеющиеся в литературе данные о механизме остеогенеза собак в условиях различной фиксации и репаративной регенерации плоских и трубчатых костей, о характере биосинтеза компонентов костного регенерата, формирующегося в условиях стабильной фиксации костных от- ломков аппаратом Илизарова, об обеспечении регенеративного процесса пластическим и энергетическим материалом.
Практическая значимость работы. В ходе выполнения работы были разработаны методики остеосинтеза на позвоночнике собак, а также методические подходы для оценки динамики регенеративного процесса, которые могут быть использованы в ветеринарной практике для контроля за течением репаративного процесса и прогноза его исход. Уагмоъпещ что регистрация фаз течения остеогенеза с помощью лабораторных тестов может быть \лсЩЬЗШНА ветеринарным травматологам при контроле за течением заживления перелома и его прогнозе.
На основании проведенных исследований получены обобщающие данные по различным методам остеосинтеза и практические рекомендации по оперативному лечению травм позвоночника у собак.
Получены данные о стимуляции процессов регенерации костной травмы в продуктивную фазу формирования регенерата. Методики остеосинтеза, используемые практикующими врачами, должны быть максимально щадящими и создающие условия наиболее благоприятные для ее восстановления.
Внедрение результатов исследования. По материалам собственных исследований изданы методическое пособие для научно — исследовательской работы по ветеринарной биохимии «Лабораторный мониторинг репаративного остеогенеза» [81].
Результаты исследований реализованы в практике обучения на факультетах ветеринарной медицины сельскохозяйственных ВУЗов России и используются практикующими ветеринарными врачами Департаментов и частных клиник городов Челябинска, Магнитогорска, Сорочинска (Башкортостан).
Данные экспериментальных исследований вошли вууббюелосоы «Спинальные травмы у животных» [165]. Внедрены в практику 8 рац. пред- ложения и изобретение «Способ контроля над репара- тивным остеогенезом у животных» [241].
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: межвузовской научно-практической конференции, посвященной 70-летию У ГИВМ, (1999);
4 международной научно-практической конференция «Актуальные проблемы биологии и ветеринарной медицины мелких домашних животных», Троицк-2001; международной научной конференции «Актуальные вопросы морфологии и хирургии XXI века». Оренбург,2001;
5 научно-практическая конференция «Перспективные направления научных исследований молодых ученых и специалистов Урала и Сибири». Троицк, 2002;
5 Всероссийской конференции «Актуальные вопросы ветеринарной медицины мелких домашних животных», Екатеринбург, 2003; на 11 Международном ветеринарном конгрессе по ветеринарной медицине мелких домашних животных, Москва, 2003.
Публикация по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано научных статей, в которых изложено основное содержание работы. Среди публикаций учебное пособие, методические пособия, методические указания и рационализаторские предложения.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 302 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических предложений. Работа иллюстрирована 31 таблицей и 77 рисунками. Список литературы включает 421 источник/, в том числе 58 зарубежных авторов.
Современные представления о репаративном остеогенезе и методах лечения при переломах
В организме одной из самых лабильных структур является костная ткань [108, 211, 257]. Если учесть, что в течение всей жизни в ней протекают процессы перестройки, то эта постоянная смена структурных элементов (гибель существующей генераций костного вещества и образование новых) создает функциональную пластичность кости и ее механическую устойчивость.
Первоначально главную роль в костеобразовании отводили надкостнице, ее камбиальному слою и исключалась возможность участия в остеогенезе костного мозга [128, 145, 241, 283]. Наоборот, другая группа исследователей [111, 127, 139, 226] отводят костному мозгу значительную роль в процессе кос-теобразования. Bier [20В] считал, что периост хоть и дает образование костной мозоли, но эта мозоль несовершенная, истинный регенерат дает костный мозг. Особенно нагляден эксперимент, где после пересадки фрагмента костного мозга в переднюю камеру глаза (при этом исключалось участие других тканей) наступала оссификация данного фрагмента [91, 110, 148, 222, 227, 255].
К настоящему времени общепринятой точкой зрения, выраженной в трудах многочисленных исследователей [107, 149, 217, 223] является признание значения в остеогенезе всех остеогенных тканей (периоста, эндооста, костного мозга).
Оптимальные условия остеосинтеза
Создание оптимальных условий для регенерации костной ткани при переломах и их последствиях, сокращение сроков лечения животных с костной травмой остается актуальной проблемой ветеринарной практики. Повреждение опорно-двигательной системы, как правило, сопровождается комплексом патофизиологических изменений как в организме целом, так и в поврежденном сегменте. Последние проявляются развитием травматического отека. Отек, в свою очередь, нарушает трофику тканей и обмен веществ в них, что ухудшает, в частности, и репаративный остеогенез. Длительные трофические расстройства поддерживают отек, таким образом замыкая порочный круг [И, 31]. При нестабильной фиксации отломков эти явления усугубляются, что, в конечном счете, приводит к значительным осложнениям (замедленная консолидация, ложные суставы и т. д.) [312, 317, 336].
Опыт проведения консервативных методов лечения переломов показывает, что они далеки от совершенства и приводят у животных к длительному лечению, тяжёлым осложнениям, а нередко к летальному исходу (А.Н. Берш, 1996). Поэтому повышается интерес к оперативным методам лечения. Накопленные данные свидетельствуют, что нет и не может быть единых методов остеосинтеза для лечения всех видов переломов различных костей скелета. Среди оперативных методов лечения заслуживает внимания применение интрамедуллярного остеосинтеза. Впервые применённый ещё в конце XIX века, этот метод научно обоснован, технически отработан и внедрён в практику, благодаря фундаментальным исследованиям G. Kuntscher, И.Л. Крупко, Ф.Р. Богданова, Я.Г. Дуброва, А.Н. Беркутова, В.П. Охотского, С.С. Ткаченко, А.В. Воронцова [цитировано по М.Я. Баскевич, 18]
Почти вековой отечественный и зарубежный опыт изучения этого метода, определил строгие показания, технические возможности и эффективность применения этого метода, нередко являющегося методом выбора [174, 186, 248, 254, 265, 267, 331, 383]. Во многом этому способствовало совершенствование фиксаторов (достаточная прочность, чистота обработки, биоинертность сплавов, технологическая оснастка) и способ их применения (открытый и закрытый). Важным вопросом биомеханического обоснования этого метода является электрофизиология остеорепарации. Исследования показывают, что использование электропроводных штифтов приводит к замедленной дифференцировке костной ткани. После синтеза диэлектрическими штифтами снижается активность периостального остеосинтеза, применение штифтов с электрическими свойствами сопровождается ранним фор мированием, минерализацией и перестройкой костной мозоли (А.А. Артемьев, В.В. Руцкой, 1990).
Недостатком интрамедуллярного остеосинтеза является его высокая травматичность и риск гнойных осложнений.
В последние годы в отечественной и зарубежной литературе стали появляться сообщения об использовании в ветеринарной практике чрескост-ного остеосинтеза по Г.А. Илизарову. Преимущества этого метода заключаются, с одной стороны, в том, что: - возможно анатомически точное сопоставление отломков и осколков; - метод позволяет осуществить полный контакт по всей линии излома и надёжное их обездвиживание; - даёт возможность заживления по типу первичного сращения, что ведёт к сокращению сроков фиксации в аппарате; - возможна фиксация крупных осколков при любой плоскости излома. С другой стороны, способ минимально травматичен по сравнению с металлоостеосинтезом: - небольшой разрез мягких тканей; - нет необходимости в обширном выделении отломков; - возможны не только движения в смежных суставах, но и ранняя полная функциональная нагрузка на конечность.
Показанием к чрескостному остеосинтезу аппаратом Г.А. Илизарова являются закрытые, открытые и огнестрельные переломы при множественной и сочетанной травме [69, 176, 185, 220, 264, 268, 309].
При закрытых переломах аппарат позволяет закрытым путём сопоставить костные отломки и стабильно фиксировать их до консолидации перелома, а так же приступить к раннему и полноценному функциональному лечению травмированного сегмента.
Функциональное состояние нейро-гуморальной регуляции костеобразования
Репаративная регенерация в этот срок эксперимента рентгено-денситометрическим методом исследования не регистрировалась.
Период дистракции заключался в дозированном растяжении костных отломков, которому сопутствовало усиление напряженности адре-нергических структур вегетативной нервной системы. Тенденция к снижению уровня цАМФ, наметившаяся в первую неделю этого периода, сменялась резким подъемом концентрации ЦН. Максимальное количество цАМФ (83,1 +3,5 пм/мл, р 0,01) отмечалось во второй половине периода дистракции. Параллельно в сыво-ротке крови медленно нарастало содержание цГМФ до 6,0±2,2 пм/мл (р 0,01). Гормональная активность характеризовалась устойчивым высоким содержанием гормона околощитовидных желез - ПТГ и продолжавшимся увеличением Уровня СТГ и КТ.
Рентгенологические признаки костеобразования отчетливо выявлялись в первую неделю дистракции (рис. 24).
В костных фрагментах наблюдалось незначительное повышение ОП на протяжении 0,5-1 см от линии остеотомии. Края опилов начинали утрачивать четкость изображения. В отдельных случаях на ограниченных участках поверхности фрагментов отмечались тени периосталь-ных наслоений. Межкостный диастаз содержал нежные тени костного вещества, связанные с концами фрагментов. Площадь новообразованного костного вещества занимала только 6,6±1,7 % общей площади межкостного диастаза. На 14 сутки периода дистракции (21 сутки эксперимента) диастаз заполнялся дистракционным регенератом, состоявшим из двух костных частей, разделенных посередине мягкотканной прослойкой. Доля новообразованной костной ткани увеличивалась до 28,7±10,8 % (р 0 05). ОП нового костного вещества равнялась 20 % (р 0,05, приложение, таблица 13). ОП кости в проекции костномозговой полости увеличивалась на 18,2±4,7 (Р к 0,05). Дальнейшая дистракция приводила к увеличению разме-г,оВ п минерализации регенерата.
Площадь новообразованного костного вещества в нем на 42 сутки периода дистракции (49 сутки эксперимента) расширялась до 82,1 % (р 0,01). ОП его достигала 56,0 % (р 0,05). Костные фрагменты большеберцовой кости теряли до 18 % ОП (р 0,05) в участках, граничащих с формирующимся дистракционным регенератом. 5. Распределение собак по периодам и срокам эксперимента при
Период фиксации начинался с прекращения механического раздражения тканей голени в виде их дозированного растяжения. Концентрация цАМФ начинала постепенно снижаться, а содержание цГМФ, наоборот, возрастала до максимальной концентрации 7,2±2,5 пм/мл (р 0,001). Секреция гормона передней доли гипофиза и щитовидной железы продолжала усиливаться. На 14 сутки периода фиксации (63 сутки эксперимента) максимально увеличивались концентрации СТГ до 48±0,48 нг/мл (р 0,001) и КТ- до 194+2,7 пг/мл (р 0,001). Концентрация их в последующиедни плавно снижалась, но не возвращалась к исходным цифрам. Продукция гормона околощитовидных желез также уменьшалась, хотя и превышала исходный уровень в 4 раза в конце периода фиксации.
Рентгенологически дистракционный регенерат подвергался перестройке. Мягкотканная прослойка полностью замещалась костной тканью у 3 собак (№№ 0039, 0030, 0032) на 60 сутки периода фиксации (108 сутки эксперимента), а у остальных животных- на 90 сутки (138-140 сутки эксперимента). ОП нового костного вещества возрастала с 80,5 % на 30 сутки периода фиксации до 91 % (р 0,05) перед снятием аппарата. На протяжении костного регенерата формировались корковая пластинка и костномозговая полость.
В период после снятия аппарата (108-192 сутки эксперимента) происходило ремоделирование новообразованной кости. Концентрация ОГ и ЦН в сыворотке крови снижалась, но еще не нормализовалась. Даже к этому сроку наблюдения концентрация ПТГ более чем в два раза превышала контрольные цифры. Последнее указывало на незавершенность перестроечных процессов в кости.
Таким образом, изучение динамики ОГ и ЦН в сыворотке крови, сопутствующие удлинению большеберцовой кости, показало стимуляцию продукции мессенджеров медиаторов вегетативной нервной системы и продуктов эндокринных желез. Последовательность изменения активности нейро-эндокринной системы организма отражала ее регуляторное влияние на регенеративные процессы. Пониманию сущности этого влияния помогает представление о фазности изменения соотношения активностей адренергических и холинергических структур в ответной реакции клетки и организма в целом. Значительное увеличение отношения цАМФ/цГМФ после операции указывало на первоначальное развитие адренергической фазы в ответе на экстремальное воздействие. Роль ее заключалась в мобилизации всех обменных и энергетических ресурсов организма для поддержания его гомеостаза и обеспечения регенеративных процессов
Способы моделирования проникающих переломов позвоночного столба
Выполнение способа предусматривает фиксацию повреждаемого и смежных с ним позвонков компрессионно-дистракционным аппаратом, дозированное создание условий гиперлордоза с вершиной деформации на уровне места повреждения с последующим нарушением целостности тела позвонка и межпозвонкового диска. Способ осуществляется следующим образом:
Для моделирования проникающего перелома тела позвонка, например L5, с повреждением каудо-вентрального угла и диска между L5 - L6 позвонками, выполняют обработку операционного поля 5% раствором йода. Далее осуществляют внешнюю фиксацию аппаратом поясничного отдела позвоночника, проводя спицы через тела и задние структуры L3, L4, L5, L6, L7 позвонков и таз описанным выше способом. Затем натягивают спицы с помощью тарированного спиценатягивателя и закрепляют их концы на внешних опорах (дугах) с помощью стандартных или удлинённых болтов-спицезажимов и гаек. При необходимости для этого используют также шайбы с прорезью и прокладочные шайбы. Формируют две подсистемы аппарата: 1 -ю - из дуг, на которых фиксируют спицы, проведённые через тела и задние структуры L3, L4 и L5 позвонков; 2-ю -из дуг, на которых фиксируют спицы, проведённые через тела и задние структуры L6 и L7 позвонков, а также через таз. Подсистемы соединяют между собой двумя парами шарнирных устройств. Основную пару шарнирных устройств устанавливают таким образом, чтобы ось их вращения проходила на уровне и в плоскости планируемого к повреждению участка тела позвонка и диска. Вторую пару шарнирных устройств (дистракторов) устанавливают произвольно.
При монтаже аппарата соблюдают центрацию опор и их соединений относительно друг друга и продольной оси позвоночного столба.
После монтажа аппарата по дистракторам осуществляют дозированную дистракцию между подсистемами аппарата, создавая условия переразгибания позвоночника. Дозированное перемещение подсистем аппарата относительно друг друга создаёт дистракционные усилия, которые передаются повреждаемому участку позвоночника. В результате этого получается проникающий пере лом тела позвонка с линией разрыва, проходящей частично через закрывающуюся эпифизарную хрящевую пластинку роста (по каудо-вент-ральному краю тела L5 позвонка), с повреждением фиброзного кольца и пульпозного ядра диска между L5 и L6 (рис. 42).
Дистракционные усилия прикладывают к позвоночнику непосредственно в ходе операции до получения достоверной клинико-рентгенологическои картины повреждения, что контролируют серией рентгенограмм. После этого фрагменты позвоночника сопоставляют, возвращая подсистемы аппарата в исходное положение. Шарнирные соединения заменяют резьбовыми стержнями (рис. 1 б).
Способ моделирования проникающего перелома тела позвонка открытым путём. Описанный выше способ обеспечивает получение модели проникающего перелома тела позвонка закрытым путём аппаратом внешней фиксации только у животных конкретного (10-13 мес.) возраста. В этот период происхо дит синостозирование эпифизов позвонков с телом. Линия повреждения поэтому проходит по остаткам эпифизарной хрящевой пластинки роста тела позвонка с повреждением его замыкательной пластинки. Наряду с этим в ветеринарной практике чаще встречаются проникающие переломы тела позвонка с отрывом его кранио-вентрального угла. Поэтому для достоверной и объективной картины динамики репаративной регенерации после проникающих переломов тел позвонков в условиях внешней стабильной фиксации аппаратом мы считаем возможным использовать в данной работе и известные по литературным данным методики моделирования данного типа повреждения. В частности, нами взят за основу способ получения модели проникающего перелома тела позвонка, предложенный Я.Л. Цивьяном с соавт. (36). При этом технические приёмы нанесения данного типа травматического повреждения были изменены применительно к нашему эксперименту.
Способ осуществляется следующим образом:
Наркотизированное животное укладывают на правый бок. После подготовки операционного поля из левостороннего передне-бокового доступа вне-брюшинно, послойно рассекая мягкие ткани, обнажают боковые и передние поверхности тел смежных (L4 и L5) позвонков. При этом осуществляют сберегательное отношение к сегментарным артериям и венам позвонков, а также левому спинно-мозговому корешку и его ветвям. Корешок выделяют из мягких тканей, отводят от боковой поверхности межпозвонкового диска в дорсо-каудальном направлении и атравматично фиксируют к мягким тканям. Далее отслаивают мягкие ткани от краниальной части тела L5 позвонка и передне-боковой поверхности краниального межпозвонкового диска. Поперечно рассекают переднюю продольную связку на уровне верхней трети тела L5 позвонка, в месте его предполагаемой остеотомии.
Роль изменений минеральной фазы и органического матрикса в Механизме остеогенеза
Разработанные Г.А. Илизаровым основные принципы чрескостного ос-теосинтеза, включающие репозицию и хороший контакт конгруэнтных поверх ностей костей, стабильную фиксацию, раннюю дозированную нагрузку с активной функцией суставов и минимальной травматизацией в полном объеме должны соблюдаться и при применении метода в экспериментальной вертебро-логии.
Фиксация поясничного отдела позвоночника отличается рядом особенностей, обусловленных его анатомическим строением. В отличие от трубчатых костей позвоночник имеет полисегментарное строение, что приводит к необходимости фиксировать как поврежденный, так и смежные с ним сегменты позвоночника. Для достижения максимально жесткой фиксации обычно фиксировали по 2-3 смежных сегмента позвоночника.
Экспериментальная апробация предложенного академиком Г.А. Илизаро-вым "Способа моделирования формы позвоночного канала" (а.с. СССР N 1760885. Д.С.П.) и разработанного сотрудниками экспериментального отдела РНЦ "ВТО" им. акад Г.А. Илизарова "Способа увеличения фронтального диаметра позвоночного канала" потребовала разработки специальных компоновок аппарата внешней фиксации. Этиаппараты, наряду со стабильной сегментарной фиксацией остеотомированных передних и задних структур позвонков, позволяют создавать направленные дистракционные усилия для дозированного перемещения фрагментов позвонков относительно друг друга, обеспечивая тем самым увеличение вентро-дорсального и фронтального диаметров позвоночного канала.
Разработанные нами компоновки аппарата включают детали основного набора: внешние опоры (дуги), резьбовые стержни, спице- и стержни-фиксаторы, планки и элементы крепления. Наряду с ними, использовались предложенные нами универсальные планки с двумя резьбовыми хвостовиками (рис. 62).
Для увеличения сагиттального диаметра позвоночного канала аппарат комплектуют из двух опор, которые соединяют между собой двумя универсальными планками и резьбовыми стержнями. При этом, в зависимости от размеров собаки, используют разные типоразмеры стержней и планок. Последние устанавливают с обеих сторон туловища животного на уровне тел поясничных позвонков. На опорах закрепляют концы спиц, проведённых через тела и задние структуры, например L3 и L6, позвонков. Концы спиц, проведённых через тела L4 и L5 позвонков, на уровне которыхпредполагается выполнить продольные остеотомии дуг, фиксируют в отверстиях универсальных планок или кронштейнах.
Задние структуры этих позвонков фиксируют разработанным нами способом. Концы этих спиц П-образно загибают и крепят к тягам, которые, в свою очередь, опосредованно через планки закрепляют на опорах аппарата.
Для увеличения фронтального диаметра позвоночного канала аппарат комплектуют из двух опор, которые также соединяют между собой двумя универсальными планками и резьбовыми стержнями. После остеотомии выделенные задние структуры позвонков фиксируют стержнями-фиксаторами и спице-выми тягами, выполненными в виде крючка. Наружные концы каждого стержня-фиксатора и спицевой тяги фиксируют к внешним опорам аппарата опосредованно через предложенные нами стержне-фиксаторы и систему трёхплоско-стного шарнира. В совокупности это обеспечивает дозированное целенаправленное перемещение выделенных задних структур в планируемом направлении.
Предоперационная подготовка. До момента операции все животные не менее 1-го месяца находились в карантинном отделении клиники животных, где их вакцинировали против чумы плотоядных, вирусного гепатита и энтерита, а также бешенства. Собаки свободно перемещались в отдельных стандартных вольерах. Кормление, содержание и уход за животными осуществляли в соответствии с санитарно-гигиеническими правилами.
За сутки до операции кормление животных прекращали, оставляя в рационе только воду. За 30-40 минут до операции собакам выполняли премедика-цию, включающую введение 1% или 2% раствора промедола (в редких случаях 1% раствора морфина), 1% раствора димедрола и 0,1% раствора атропина. Количество вводимых средств зависело от массы тела животного.
Через 15-20 минут после премедикации подготавливали операционное поле. Для этого шерсть в области нижне-грудного и поясничного отделов позвоночника и таза тщательно выстригали.
После подготовки операционного поля выполняли контрольные рентгенограммы поясничного отдела позвоночника в 2-х стандартных проекциях.
Наркоз осуществляли дробным внутривенным введением барбитуратов (тиопентала-натрия или гексенала) из расчета 25 мг на один килограмм массы животного.
Для увеличения вентро-дорсального размера позвоночного канала на заданную величину и создания его необходимой формы, оперируемый отдел позвоночника фиксируют компрессионно-дистракционным аппаратом, выполняют остеотомию задних отделов позвонков и в дальнейшем осуществляют дозированное перемещение выделенных фрагментов в дорсальном направлении. Для этого раздельно фиксируют противолежащие передние и задние отделы каждого позвонка на протяжении формируемого участка канала.
