В.И. Архипенко, (Врач травматолог-ортопед, ГБУЗ ТОКБ №2)
К.С. Сергеев, (Д.м.н., профессор, зав. каф. травматологии ортопедии и ВПХ с курсом детской травматологии, Тюменский государственный мед. университет)
А.А. Гринь, (К.м.н., доцент, Тюменский государственный мед. университет)
А.А. Марков, (К.м.н., доцент, Тюменский государственный мед. университет)
М.А. Рабченюк, (К.м.н., врач, травматолог-ортопед, ГБУЗ ТОКБ №2)
В.П. Игнатов, (К.ф-м.н., зав. лаб. Института Физики Высоких Технологий, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», г. Томск)
С.И. Твердохлебов, (К.ф-м.н., доцент, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», г. Томск)
Серия «Естественные и Технические науки» # ИЮНЬ 2016
|
|||||
Введение Нестабильные повреждения таза относятся к одними из самых тяжелых повреждений опорно-двигательного аппарата [3, 13]. Общепризнанным методом патогенетической терапии при травме таза является остеосинтез аппаратом наружной фиксации (АНФ) [1,2,4,14]. Данный метод лечения малоинвазивен, позволяет выполнить репозицию смещения и надежную фиксацию, а так же создает оптимальные условия для сращения переломов [5]. Недостатком данного метода является связь внешней части погружных элементов аппарата (спицы, стержни) с внешней средой. В результате этого могут возникать осложнения в виде воспаления мягких тканей (в 5,7 – 30% случаев) вокруг этих элементов [1,2,3,14] и развитии их нестабильности [4, 6]. Воспалительная реакция зачастую развивается в результате отсутствия плотного контакта мягких тканей с поверхностью погружного элемента, слабой его интеграции в кости. В настоящее время, для профилактики подобных осложнений поверхность погружных элементов покрывают различными биоактивными материалами [7, 8, 9,10,14]. Целью работы являлось выявить эффективность использования погружных элементов с покрытием из природного наноструктурного кальций-фосфатного покрытия при чрескостном остеосинтезе модели нестабильного повреждения костей таза у экспериментальных животных. Материал и методы Экспериментальное исследование проведено на 12 беспородных собаках обоего пола, в возрасте от одного года до четырех лет, без патологии в области костей и сочленений таза. Всем животным моделировали идентичное вертикально-нестабильное повреждение таза, для получения которого выполняли остеотомию в области крестцово-подвздошного сочленения на толщину внутренней кортикальной пластинки заднего отдела крыла подвздошной кости, и остеотомию в области лонного сочленения на толщину кортикальной пластинки вертикальной ветви лонной кости с этой же стороны, после чего добивались вертикального смещения половины таза. После репозиции половины таза выполняли остеосинтез аппаратом наружной фиксации, путем проведения 3 взаимоперекрещивающихся спиц через крылья подвздошных костей и тело VII поясничного позвонка [10]. Концы спиц фиксировали на полукольце аппарата Илизарова необходимого диаметра. После остеосинтеза проводили рентгенографию в прямой и боковой проекциях. Для остеосинтеза таза в первой группе экспериментальных животных применяли спицы с ПНКФК покрытием, разработанным в лаборатории нанопокрытий при Национальном исследовательском Томском политехническом университете электрохимическим способом. Во второй группе использовали обычные спицы без покрытия. Диаметр спиц в обеих группах составил 2 мм. Выведение животных из опыта выполняли через 14, 30 и 60 суток (по 2 животных основной и контрольной группы в каждый срок). При проведении исследований использовали экспериментально-клинический, рентгенографический, гистологический и молекулярно-генетический методы. В процессе наблюдения за экспериментальными животными отмечали наличие воспалительной реакции в области погружных элементов аппарата и определяли его стабильность. Рентгенограммы таза выполняли в передне-задней и боковой проекциях перед операцией, после остеосинтеза и перед выведением животного из эксперимента. Для гистологического исследования производили забор фрагментов костной и мышечной тканей из области контакта их с имплантатами. Срезы изготавливали из блоков декальцинированной кости и мышечной ткани на санном микротоме. Для светооптических исследований материал фиксировали в 10,0% водном растворе нейтрального формалина, проводили декальцинацию костных объектов в 4,0% растворе ЭДТА (трилон В) в течение 10 суток, дофиксировали в 10,0% нейтральном формалине, после обезвоживания в спиртах заливали в парафин. Серийные срезы 6 мкм приготавливали на микротоме МПС – 2, окрашивали гематоксилином и эозином и по Ван – Гизону. Подсчет клеточных элементов выполняли в десяти полях зрения, в 28 препаратах на каждый срок эксперимента. Гистологические препараты исследовали с использованием фотомикроскопа фирмы «Opton» (Германия). Молекулярно-генетическое изучение проводили в ООО «Центр молекулярно – генетической диагностики» (г.Тюмень). Экспрессию рецепторов сосудисто-эндотелиального фактора роста (VEGFR) определяли реактивами BioscinceVEFF-A(Австрия) в пг/мл сыворотки крови, взятой натощак. Экспрессию рецепторов эпидермального фактора роста (EGFR) выявляли по парафиновым срезам при помощи аллель – специфической ПЦР. Количественные параметры обрабатывались на ПК Pentium – IV 2,1 гГц ОЗУ 2 гБ в ОС Windows 7 с использованием пакета прикладных программ «PrimerofBiotatistics. Version 4.03 byStationA. Glants» и представлены в виде: M±m, где М – среднее арифметическое, m – ошибка среднего арифметического. Сравнение между группами в зависимости от распределения проводили критерием Стьюдента для независимых групп и непараметрическим критерием Манна-Уитни. Статистически значимыми считались отличия при p≤0,05. Количественные данные проверяли на нормальность распределения критерием Колмагорова-Смирнова. При выполнении исследования были соблюдены требования приказа МЗ СССР № 775 от 12.08.1977 г. «О мерах по дальнейшему улучшению организационных форм работы с использованием экспериментальных животных», приложение к приказу №775 от 12.08.1977 г. И Федерального закона от 01.12.1999 г. «О защите животных от жестокого обращения», а так же Европейская конвенция по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей [4]. Результаты Макроскопически после 14 суток эксперимента у животных, которым выполняли чрескостный остеосинтез таза с использованием спиц без покрытия, в области устьев спиц наблюдали локальное расплавление мягких тканей с серозно-гнойным отделяемым, а также отмечали нестабильность аппарата в виде его подвижности относительно таза животного. У животных, чрескостный остеосинтез которым выполнялся спицами с покрытием, кожа вокруг спиц во все сроки наблюдения не имела признаков воспаления, аппарат в костях таза был фиксирован стабильно, признаков расшатывания спиц не отмечалось. Необходимо отметить, что при удалении спиц с покрытием приходилось применять большее физическое усилие, чем при удалении спиц у животных контрольной группы, у которых спицы удалялись свободно. При этом часть покрытия, в местах контакта с костями, отсутствовала. Рентгенологически у животных из контрольной группы через 14 суток не определяется значимых изменений в области расположения спиц АНФ. У собак из основной группы в этот же период в области расположения спиц отмечали гипероссификацию подвздошной кости по наружному и внутреннему кортикальному слоям. На рентгенограммах животных оперированных с использованием спиц без покрытия, выведенных на 30 и 60 сутки в боковой проекции четко определялись зоны склероза в области прохождения спиц, что косвенно подтверждает наличие воспаления и нестабильности аппарата. У животных, оперированных с использованием спиц с покрытием, зон склероза не отмечалось, кость в местах прохождения спиц была обычной структуры. Нарушение архитектоники костной ткани в данной группе не выявлялось. При гистологическом исследовании процессы регенерации повреждений костей в основной и контрольной группах животных принципиально не отличалась, протекали стадийно, по закономерностям репаративного процесса в костной ткани. В начальном периоде эксперимента у животных контрольной группы происходит формирование остеобластического пула и микроциркуляторной сети сосудов, вдоль которых образуются костные балки, характерные для ретикулофиброзной костной ткани. Трабекулы тканевых структур включают в состав клеточные элементы: остеобласты – 7,85±0,37%, остеоциты – 5,03±0,68%, остеокласты – 3,73±0,43%. В основной группе выявлен идентичный клеточный состав, заметно отличающийся количественными характеристиками: остеобласты – 12,63±0,44%, остеоциты – 7,13±0,38%, остеокласты 4,88±0,63%. Кроме того, отмечается выраженная микроциркуляторная сеть с пролиферирующим эндотелием сосудов. В отдельных участках выявляются мелкие очаги органического костного матрикса, пролиферация клеток-предшественников и остеобластов. Размеры пролиферирующих элементов с базофильным ядром по длиннику составляют 42,77±8,13 Pix, в поперечнике – 21,77±8,13 Pix. (табл.) |
|||||
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: © В.И. Архипенко, К.С. Сергеев, А.А. Гринь, А.А. Марков, М.А. Рабченюк, В.П. Игнатов, С.И. Твердохлебов, Журнал "Современная наука: актуальные проблемы теории и практики". |