Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1 Патоморфология, патогенетические механизмы, факторы риска, течение, диагностика и лечение остеомиелита 10
1.2 Экспериментальное исследование остеомиелита 25
1.3 Медико-биологические аспекты применения радиальных ускорений .31
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 42
2.1 Характеристика, объем изученного материала, и его распределение по сериям эксперимента 42
2.2 Методика моделирования гипергравитации в эксперименте 48
2.3 Методы исследования процессов репаративной регенерации 51
2.3.1 Общеморфологические методы 51
2.3.2 Морфометрический метод 51
2.3.3 Гистоавторадиографический метод 52
2.3.4 Рентгенологический метод 52
2.3.5 Биохимический метод 52
2.3.6 Бактериологический метод 53
2.3.7 Статистический метод с элементами системного многофакторного анализа.; 53
Глава 3. МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ТКАНЯХ ПРИ РАЗВИТИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОСТЕОМИЕЛИТА У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ 57
3.1 Структурные изменения костной ткани при развитии экспериментального остеомиелита у крыс 57
3.2 Особенности морфофункциональных изменений костной ткани при экспериментальном остеомиелите у кроликов 72
Глава 4. РЕАКТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ И ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ОСТЕОМИЕЛИТЕ И ВОЗДЕЙСТВИИ ГИПЕРГРАВИТАЦИИ 78
4.1 Морфофункциональные особенности экспериментального остеомиелита у крыс в условиях гипергравитации 78
4.2 Морфофункциональные изменения костной ткани при экспериментальном остеомиелите у кроликов в условиях комплексного лечения и гипергравитации 92
4.3 Морфометрический анализ деструктивных и восстановительных изменений тканей нижней конечности при экспериментальном остеомиелите и комплексном лечении с применением гравитационной терапии 107
4.4 Динамика биохимических исследований щелочной фосфатазы при экспериментальном остеомиелите и воздействии гипергравитации 117
4.5 Рентгенологические исследования костной ткани при экспериментальном остеомиелите и воздействии гипергравитации 122
Глава 5. ОБСУЖДЕНИЕ 128
ВЫВОДЫ 141
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ 143
- Патоморфология, патогенетические механизмы, факторы риска, течение, диагностика и лечение остеомиелита
- Характеристика, объем изученного материала, и его распределение по сериям эксперимента
- Структурные изменения костной ткани при развитии экспериментального остеомиелита у крыс
- Морфофункциональные особенности экспериментального остеомиелита у крыс в условиях гипергравитации
- ОБСУЖДЕНИЕ
Патоморфология, патогенетические механизмы, факторы риска, течение, диагностика и лечение остеомиелита
Термин «остеомиелит» впервые предложен Рейно в 1831 г. для обозначения воспалительного заболевания кости и костного мозга. Несмотря на то, что в переводе с греческого языка остеомиелит означает лишь воспаление костного мозга, термин занял прочное место в хирургической практике для определения неспецифического гнойно-воспалительного процесса всех структур кости и окружающих мягких тканей (Никитин Г.Д. с соавт., 2000).
Острый остеомиелит начинается с воспалительного очага, который проявляется в виде реактивного воспаления красного костного мозга, приводящего к отеку, полнокровию и замедлению тока крови. Одновременно развивающиеся нарушения микроциркуляции и повышение проницаемости сосудов способствуют миграции клеточных элементов и лейкоцитарной инфильтрации костного мозга. Отек последнего вызывает резкий подъем давления в замкнутом пространстве. Распространение отека на гаверсовы каналы в первую очередь приводит к сдавливанию венозных сосудов, что еще больше нарушает микроциркуляцию, обусловливая окончательный стаз крови. Развивающиеся затем тромбофлебит и тромбартериит мелких сосудов полностью лишает пораженный участок кости питания, вследствие чего наступает некроз (Акжигитов Г.Н. с соавт., 1986; Дурманов К.Д., 1988).
При переходе острого гнойного процесса в хроническую стадию, помимо секвестрации в костной ткани образуются полости, заполненные гноем и детритом, которые открываются обычно наружу свищами (Вечеровский И.Ф., 1970; Попкиров С.Г., 1981; Гостищев В.Г. с соавт., 1987; Марков Б.И., 1987; Привалов В.А. с соавт., 2000; Levine S.M., Lambiase R.E., Petchprapa C.N., 2003). При морфологическом исследовании обнаруживается воспалительная реакция со значительной лейкоцитарной инфильтрацией вокруг секвестров. Секвестры полностью лишены кровоснабжения, во внутренних стенках остеомиелитических полостей и секвестральных коробок кровообращение чрезвычайно ограничено из-за резко выраженного остеосклеротического процесса (Сахаутдинов В.Г., 1975; Нерсесянц И.В., Захарова Л.Б., 1981; Никитюк И.Е., Гайворонский Г.И., 1995; Николаев В.Ф., 2000; Potocki J., Kaushik S., Mira J.L., 2003). В связи с этим секвестры, находящиеся в секвестральных коробках, не рассасываются (Айвазян В.П., 1986; Линник С.А. с соавт., 1988; Долганова Т.Н. с соавт., 2001; Xu Y.Q., Li Z.Y., Li J., 2000).
После хронизации воспалительного процесса, сосуды во вновь образовавшейся костной ткани постепенно запустевают, в межклеточном веществе откладываются соли кальция, придающие особую плотность костной ткани в которой почти не определяются элементы микроциркуляторного русла. (Крюк А.С., 1957; Москвин В.И., 1967; Акжигитов Г.Н. с соавт., 1986; Никитин Г.Д. с соавт., 2000; Masroor I., Hashmi R., 2002).
Хронический остеомиелит является заболеванием, которое характеризуется многообразием общих нарушений в организме и выраженными локальными патологическими изменениями (Акжигитов Г.Н. с соавт., 1986; Гостищев В.К. с соавт., 1987; Никитин Г.Д. с соавт., 2000; Georgescu N. et al., 2002).
Характеристика, объем изученного материала, и его распределение по сериям эксперимента
Для изучения и отработки эффективности воздействия гравитационных перегрузок необходимо использование экспериментальных исследований на животных с целью объективной оценки активности регенераторных процессов при остеомиелите. Повышенная гравитация кранио-каудального направления оказывает многофакторное действие на организм, вызывает перераспределение крови в пользу сосудов нижних конечностей, тем самым воздействуя на элементы микроциркуляторного русла. Такие преобразования способствуют стимулированию процесса репаративной регенерации тканей нижних конечностей.
Экспериментальная часть работы выполнена на кафедре хирургических болезней № 1 Самарского государственного медицинского университета и на базе центральной научно-исследовательской лаборатории Самарского государственного медицинского университета (заведующая доктор медицинских наук, профессор Л.Т. Волова).
Дня решения поставленных задач было выполнено экспериментальное исследование на 60 белых лабораторных крыса - самцах массой 150— 180ги35 кроликах массой 4.200 - 4.700 г, которых содержали в стандартных условиях вивария на равноценном пищевой рационе. Распределение экспериментального материала по группам приведено в таблице 1.
В целом эксперимент состоял из 2 серий, животные каждой серии были разделены на две группы: контрольную и основную.
В первой группе изучали особенности репаративной регенерации костной, морфофункциональное состояние мышечной и соединительной ткани при моделировании остеомиелита болынеберцовой кости у крыс.
Во второй экспериментальной группе изучали влияние воздействия повышенной гравитации на структурные изменения в тканях при экспериментальном остеомиелите у крыс.
Остеомиелит болыпеберцовой кости у 60 лабораторных крыс воспроизводился по методу С.А. Матузова (1995) в нашей модификации (рационализаторское предложение № 322 от 28.03.2002 г. СамГМУ). Общее обезболивание достигалось путём применения эфира в эксикаторе. Затем после фиксации животного на операционном столе и обработки операционного поля раствором йодопирона, производили надрез кожи в области бугристости болыпеберцовой кости. Через проксимальный эпифиз в костномозговой канал вводили инъекционную иглу с незапаянным концом. Затем треугольным надфилем на границе средней и верхней трети выполняли поперечный дефект кости, протачивая кортикальный слой болыпеберцовой кости. Таким образом, появлялся костный дефект, а также «резервуар» для взвеси микробных тел в костномозговом канале, что и являлось отличием нашего предложения от модели С.А. Матузова.
Структурные изменения костной ткани при развитии экспериментального остеомиелита у крыс
Для изучения репаративной регенерации костной, мышечной, соединительной ткани в условиях экспериментального остеомиелита мы брали материал на 8, 15,22, 36, 60 сутки у крыс и 9, 24 и 54 сутки у кроликов.
На 8 сутки экспериментального остеомиелита у крыс в области в области повреждения диафиза определялся участок некротизированной костной ткани, который представлял собой гомогенную массу, лишенную остеоцитов (рис. 5). Надкостница в этой области не прослеживалась в связи с инфильтрацией сегментоядерными лейкоцитами. Единичные гаверсовы каналы были склерозированы, просвет других занят соединительнотканными клетками и лейкоцитами. Вокруг фрагментов повреждённой кости начинают формироваться полости, занятые сегментоядерными лейкоцитами, соединительнотканными клетками (макрофагами, тучными клетками, фибробластами) и участками лизирующейся кости. Внутрь костномозгового канала с клеточными элементами красного костного мозга проникали костные балки реактивно измененной кости. Участки резорбции и лизиса некротизированной кости и реакция со стороны костной ткани имели место и в других участках. При этом имелись области с некрозом кости, где погибшая костная ткань окружена сегментоядерными лейкоцитами, и сама кость также инфильтрирована сегментоядерными лейкоцитами. Такие фрагменты подвергаются резорбции и лизису.
В области эпифиза суставной хрящ сохранён, губчатая кость разрушена и в местах повреждения имеют место обширные скопления сегментоядерных лейкоцитов. Расположенные в области эпифиза балки и перекладины губчатой кости разрушены, а пространство занято клеточными элементами красного костного мозга со значительным количеством сегментоядерных лейкоцитов. В области компактной кости определяются участки лизиса и наличие полостей, заполненных сегментоядерными лейкоцитами и элементами соединительной ткани. Метаэпифизарная пластинка роста сохранена.
В соединительной ткани, прилежащей к месту повреждения, отмечается наличие капилляров и других элементов микроциркуляторного русла, нежная сеть коллагеновых волокон, которая становится более плотной в непосредственной близости с периостальной остеоидной тканью, возникшей в ответ на повреждение. Ткань инфильтрирована сегментоядерными лейкоцитами.
Морфофункциональные особенности экспериментального остеомиелита у крыс в условиях гипергравитации
На 36 сутки после моделирования остеомиелита и проведения 15 сеансов (1 курса) гравитационной терапии в области диафиза большеберцовой кости формируются полости, заполненные сегментоядерными лейкоцитами и клетками рыхлой соединительной ткани. Наружной стенкой полостей нередко являются участки сохраненной компактной кости с надкостницей иногда отслоенной, внутренней — ретикулофиброзная или пластинчатая костная ткань с многочисленными костными балками, направленными как внутрь полости, так и просвет костномозгового канала. На значительных пространствах отмечается активное развитие костной ткани, образующей сплошную сеть костных балок.
В отличие от животных, не получавших гравитационных перегрузок, костные балки окружены многочисленными правильными рядами остеобластов (рис. 16, а, б). В пространствах между балками развита рыхлая соединительная ткань с отдельными лимфоцитами и многоядерными макрофагами.
При введении предшественника синтеза ДНК - 3Н-тимидина, являющегося маркером профазы митоза, отмечается активное включение его в клетки соединительной ткани и остеобласты с индексом мечения 6,1 ± 0,1 % по сравнению с 0,1 ±0,03 % у не леченных животных и интенсивностью мечения до 50 зерен на ядро (рис. 17). В соединительнотканных прослойках многочисленны капилляры, некоторые расширены, просвет свободен. Отдельные костные балки с отдалением от места повреждения имеют пластинчатое строение.
Участки сохранённой компактной кости представлены пластинчатой костной тканью с многочисленными гаверсовыми каналами, вокруг которых расположены костные пластинки. Наружные и внутренние генеральные костные пластинки имеют обычное строение. Пластинки вокруг гаверсовых каналов формирующие остеоны, и вставочные пластинки имеют типичное расположение. В составе костных пластин располагаются многочисленные остеоциты. На отдельных участках, особенно пластинах расположенных ближе к эндосту, количество их снижено. В гаверсовых каналах видны расширенные капилляры, иногда с гемолизом эритроцитов. В пластинах встречаются участки лишенные остеоцитов. Со стороны эндоста наблюдается остеоидная реакция с образованием костных балок, направленных внутрь костномозгового канала.
Остеоидная реакция наблюдается также со стороны периоста в виде костных балок ретикулофиброзной кости, в некоторых из которых начинаются процессы резорбции и лизиса.
Обсуждение
Все большее влияние на жизнь человека гравитационного фактора, вызванного стремительным развитием авиационной и космической отрасли, вызывает научный интерес экспериментальной и клинической медицины. Исследования отечественных и зарубежных авторов в плане воздействия повышенной гравитации на живые организмы путем перегрузки с помощью центрифуги создало важные предпосылки для объяснения ее сложных механизмов действия (Сергеев А.А., 1967; Ступаков Г.П., 1981; Палец Б.Л. с соавт., 1988; Fosse G., at all, 1974). Основное влияние радиальных ускорений связывают с возникновением центробежных сил кранио-каудального направления, действующих параллельно движению крови в крупных сосудах. При этом наблюдается перемещение массы крови из сосудов верхней части тела в сосуды брюшной полости и нижние конечности.
На основе этих гидростатических эффектов и с учетом рефлекторных реакций со стороны сосудистого русла сотрудниками Самарского государственного медицинского университета были разработаны и внедрены в клиническую практику лечебные методы, включающие воздействие повышенной гравитации кранио-каудального направления.
Н. В. Левашов (1985), Р.А. Галкин, В.А. Мамистов, А.Ю. Попов и др. (1987) использовали гравитационный фактор в лечении ишемических расстройств у больных с облитерирующим эндартериитом и атеросклерозом сосудов нижних конечностей. А.В. Яшков (1998), Котельников М.Г. (2000, 2003) применяли повышенную гравитацию для стимуляции репаративного остеогенеза нижних конечностей в эксперименте и клинике. Авторами отмечена высокая клиническая эффективность данного физического фактора.
Одним из ведущих и наиболее значимых звеньев в патогенезе остеомиелита является существенное нарушение физиологических механизмов периферического кровообращения в результате спазма сосудов, обеднения артериального русла и возникающего при этом компенсаторного артериовенозного шунтирования. Невозможность достижения бактерицидной концентрации антибактериальных препаратов в секвестрах из — за недостаточного кровообращения в пиогенных очагах делает малоэффективной традиционную антимикробную терапию (Эткин В.И., 1974; Давыдкин Н.Ф., 1977; Хомич И.И., 1981). Вегетирующая на секвестрах патогенная флора либо перманентно поддерживает хроническое гнойное воспаление, либо вызывает рецидивы после периодов ремиссии, и тем самым не допускает даже тенденции к самоизлечению. Длительный период лечения больных, вынужденная иммобилизация, усиливают ишемию тканей и усугубляют трофические расстройства в поврежденной конечности (Никитин В.В. с соавт., 1998).
Среди множества предложений по оптимизации репаративнои регенерации признанными остаются методы комплексного воздействия, включающие применение медикаментозной терапии, хирургического вмешательства, средств ЛФК и физиотерапевтических факторов с учетом состояния репаративного остеогенеза (Жуков Б.Н., 1991; Давыдкин Н.Ф., 1994; Барабаш А.П., 1995; Чернов А.П. с соавт., 1996; Азолов В.В. с соавт., 1998; Аршин В.М. с соавт., 1998).
При этом определяющим в патогенетическом лечении является использование средств, позволяющих улучшить кровоснабжение в поврежденном сегменте (Савин A.M. с соавт., 1995; Ратнер Г.Л., Вачёв А.В., 1997). Применение хирургических методов коррекции остеогенеза при данной патологии всегда сопряжено с дополнительной травматизацией сосудистого русла поврежденной конечности, риском возможных осложнений, а в ряде случаев невозможно из-за наличия противопоказаний, что ограничивает их широкое применение. Поэтому разработка и использование эффективных, неинвазивных методов регуляции репаративного остеогенеза, особенно на начальных этапах его нарушения, следует признать оправданным и перспективным.
![Клинико-экспериментальное обоснование применения кумыса при местном лечении гнойных ран [Электронный ресурс]](/i/i/4336/206070.png "Клинико-экспериментальное обоснование применения кумыса при местном лечении гнойных ран [Электронный ресурс] Султанова Гульназ Ришатовна")
