CC BY
39
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
DOI: 10.23868/202104004
ДИНАМИКА ТКАНЕВЫХ ИЗМЕНЕНИИ ПРИ ОДНО-И ДВУХЭТАПНОМ ЛЕЧЕНИИ ХРОНИЧЕСКОГО ОСТЕОМИЕЛИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОРЕЗОРБИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА, ИМПРЕГНИРОВАННОГО ВАНКОМИЦИНОМ (СРАВНИТЕЛЬНОЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
В.А. Конев, С.А. Божкова, В.В. Трушников, Л.О. Анисимова, Г.И. Нетылько, Д.Г. Парфеев
Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена, Санкт-Петербург, Россия
Поступила: 05.02.2020 Принята к печати: 06.04.2021 Опубликована on-line: 30.04.2021
DYNAMIC OF TISSUE CHANGES IN ONE- AND TWO-STAGE TREATMENT OF CHRONIC OSTEOMYELYTIS USING BIORESORBABLE MATIRIAL IMPREGNATED WITH VANCOMICIN (COMPARATIVE EXPERIMENTAL MORPHOLOGICAL STUDY)
V.A. Konev, S.A. Bozhkova, V.V. Trushnikov, L.O. Anisimova, G.I. Netyl'ko, D.G. Parfeev
R.R. Vreden Russian National Research Center of Traumatology and Orthopaedics, St. Petersburg, Russian Federation e-mail: vladimirkonev24@mail.ru
Применение современных антибактериальных средств и антисептиков в ортопедии сегодняшнего дня не всегда позволяет предупредить инфекционные осложнения. В настоящее время распространено двухэтапное хирургическое лечение с установкой антимикробного спейсера. Данный способ увеличивает сроки лечения, наносит дополнительную операционную травму. Применение биорезорбируемого материала с дополнительной импрегнацией антибиотиком одновременно с санацией инфекционного очага может стать перспективным направлением для повышения эффективности лечения хронического остеомиелита и уменьшения сроков лечения данной группы пациентов.
Цель исследования: оценить эффективность купирования инфекционного процесса и возможность остеогенеза в полостных дефектах кости при имплантации биорезорбируемых материалов, импрегнированных ванкомицином, при одно- и двух-этапном лечении хронического остеомиелита в эксперименте.
Работа выполнена на половозрелых кроликах породы Шиншилла с экспериментальной моделью остеомиелита с последующей санацией и одноэтапным замещением костного дефекта биорезорбируемым материалом, импрегнирован-ным ванкомицином (основная группа, п=12); животным группы сравнения (п=1 2) проводили двухэтапное хирургическое вмешательство с аналогичным материалом. Животным обеих групп на 45 и 90 сутки после операций с замещением дефекта костной ткани биорезорбируемым материалом с ванкомици-ном выполняли морфологическое исследование.
На 45 сутки после операции площадь новообразованной костной ткани и перестройки остеозамещающего материала была более выражена в основной группе (28,2% в основной группе, 23,5% в группе сравнения). Двухэтапное лечение характеризовалось более выраженным формированием фиброзной ткани, площадь которой в динамике увеличилась в 1,4 раза (с 27,6 до 39,3%), при одноэтапном методе лечения этот показатель увеличился только на 2% (с 22,9% до 24,9%). Инфекционный процесс был купирован у всех экспериментальных животных.
Эффективность одноэтапного хирургического лечения, по-видимому, определяется более быстрым началом остеогисто-генеза в области локального остеомиелитического дефекта при введении биокомпозита сразу после санации гнойного очага. Кроме того, вероятно, значимую роль играет отсутствие повторной хирургической травмы с потерей дополнительного объема костной ткани при удалении цементного спейсера в ходе двух-этапного лечения.
Ключевые слова: экспериментальный остеомиелит, ги-дроксиапатит, ванкомицин, трубчатая кость, репаративный остеогистогенез, спейсер.
The use of modern antibacterial agents and antiseptics in modern orthopedics does not always prevent infectious complications. Currently, two-stage surgical treatment with the implantation of an antimicrobial spacer is common. This method increases the duration of treatment, causing additional surgical trauma. The use of bioresorbable material with additional antibiotic impregnation simultaneously with the rehabilitation of the infectious focus can be considered a promising direction for improving the effectiveness of treatment of chronic osteomyelitis and reducing the treatment time of this group of patients. The main group consisted of rabbits with an experimental model of osteomyelitis followed by rehabilitation and one-stage replacement of the bone defect with bioresorbable material impregnated with vancomycin (n=12), and in animals of the comparison group (n=12) — two-stage surgical intervention with a similar material. Morphological studies were performed on animals of both groups on the 45th and 90th days after operations with replacement of a bone defect with a bioresorbable material with vancomycin. On the 45th day after the operation, the intensity of the processes of formation of newly formed bone tissue and restructuring of the osteoarthritis replacement material was more pronounced in the main group (28,2 vs 23,5%). Two-stage treatment is characterized by a more pronounced formation of fibrous tissue, the area of which in dynamics increased by 1,4 times (from 27,6 to 39,3%), with a single-stage method of treatment, this indicator increased only by 2% (from 22,9 to 24,9%). The infectious process was stopped in all experimental animals. The effectiveness of one-stage surgical treatment seems to be determined by a faster onset of osteohistogenesis in the area of a local osteomyelic defect when biocomposite is administered immediately after the purulent focus is sanitized. In addition, the absence of repeated surgical trauma with the loss of additional bone volume when removing the cement spacer during two-stage treatment is likely to play a significant role.
Keywords: experimental osteomyelitis, hydroxyapatite, vancomycin, tubular bone, reparative osteohistogenesis, spacer.
Введение
Экспериментально-морфологическое исследование патологических процессов органов опорно-двигательного аппарата служит фундаментом для изучения восстановления кости после повреждения, в т. ч. инфекционного генеза. Известно, что при остеомиелите запускается последовательный каскад реакций организма, сопровождающийся развитием воспаления с последующим разрушением костной ткани [1]. Актуальным в настоящее время является разработка хирургического лечения остеомиелита, направленного не только на борьбу с инфекционным агентом, но и на восстановление дефицита костной ткани.
В настоящее время существуют различные подходы к устранению костных дефектов при хроническом остеомиелите. Одна из наиболее распространенных методик — это двухэтапное хирургическое лечение, при котором на первом этапе импрегнированный антибиотиками спейсер из костного цемента на основе полиметилметакрилата (ПММА) устанавливают в зону костного дефекта с целью его временного замещения и повышения эффективности эрадикации возбудителей остеомиелита [2]. Из большого перечня существующих антибиотиков для импрегнации остеозамещающих материалов чаще всего используют гентамицин и ванкоми-цин [3, 4]. Ванкомицин — наиболее широко применяемый антибиотик для локального воздействия при лечении пациентов травматолого-ортопедического профиля. После купирования инфекции выполняют второе оперативное вмешательство: удаляют цементный спейсер и замещают дефект биорезорбируемыми материалами для восстановления целостности кости [5, 6]. Известно, что в качестве носителя антибактериальных препаратов могут быть использованы биорезорбируемые материалы на основе сульфата или фосфата кальция [7, 8], а также их комбинации с гидроксиапатитом [9]. Однако некоторые исследователи отмечают, что при имплантации этих материалов в раннем послеоперационном периоде сохраняется длительное обильное отделяемое из раны, которое может привести к неудовлетворительному заживлению раны и рецидиву инфекционного процесса [10, 11]. Данные обстоятельства ограничивают широкое применение биорезорбируемых материалов для одноэтапного лечения остеомиелита.
Следует предположить, что наибольший эффект при восстановлении костной ткани будет наблюдаться при совместном применении материалов с остеоиндуктив-ными и остеокондуктивными свойствами для стимуляции остеогенеза. Проведенные ранее исследования по изучению воздействия ванкомицина на рост клеток остеобластического дифферона в органотипической культуре показали положительный эффект малых доз антибиотика на остеогенез [12], что позволяет использовать не только его антибактериальное действие, но и остеоиндуктивные свойства (прямая стимуляция процесса дифференцировки недифференцированных клеток стромального ряда в остеобласты). В качестве остеокондуктора (каркаса или матрикса) можно применять резорбируемый материал на основе комбинации 3-кальций фосфата и гидроксиапатита, демонстрирующий высокую эффективность при замещении асептических костных дефектов [13].
Цель исследования: оценить эффективность купирования инфекционного процесса и возможность осте-огенеза в полостных дефектах кости при имплантации биорезорбируемых материалов, импрегнированных ванкомицином, при одно- и двухэтапном лечении хронического остеомиелита.
Материал и методы
Дизайн эксперимента
Экспериментальная работа была выполнена на 24 половозрелых кроликах породы Шиншилла, весом 2500-2800 г. при соблюдении правил гуманного обращения с экспериментальными животными. Всех животных содержали в стандартных условиях вивария, все необходимые манипуляции проводили в соответствии с Директивой ЕС 2010/63/ЕС по экспериментам на животных и «Правилами лабораторной практики в Российской Федерации» от 2003 г. На проведение исследования было получено разрешение Комитета по этической экспертизе клинических и экспериментальных исследований ФГБУ «РНИИТО им. Р.Р. Вредена» Минздрава России (протокол № 8 от 06 ноября 2015).
На предварительном этапе исследования всем животным моделировали очаг хронического остеомиелита в области проксимального метаэпифиза больше-берцовой кости по запатентованной технологии ФГБУ РНИИТО им. Р.Р. Вредена [14] На следующем этапе проводили одно- или двухэтапное хирургическое лечение очага остеомиелита с использованием биорезорбиру-емого материала, импрегнированного ванкомицином. Животные были разделены на 2 группы в зависимости от способа хирургического лечения. Животным основной группы (n=12) устанавливали биорезорбируемый материал с антибиотиком сразу после выполнения санации остеомиелитического очага, минуя этап установки спейсера. Животным группы сравнения (n=12) на этапе санации остеомиелитического очага сформированный дефект замещали спейсером из костного цемента на основе ПММА (коммерческое название — DePuY CMW1 gentamicini, 20 g; Johnson & Johnson, США), дополнительно импрегнированного ванкомицином (10 масс%). Через 21 сут. после санации на втором этапе хирургического лечения удаляли цементный спейсер и замещали образовавшийся дефект биорезорбируе-мым материалом на основе 3-кальций фосфата и гидрок-сиапатита (коммерческое название — ReproBone 10 g, Ceramisis ltd, Великобритания), который нами был дополнительно импрегнирован ванкомицином (10 масс%). Через 45 и 90 сут. животных (по 6 кроликов на каждую контрольную точку) выводили из эксперимента путем внутривенного введения 1 0 мл 1 0% раствора натрия тиопентала (ОАО Синтез, Россия) и выполняли рентгенологическое и морфологическое исследования.
Рентгенологическое исследование
Рентгенологическое исследование выполняли на аппарате Phillips Diagnost, (Philips, Германия) в двух стандартных проекциях. Условия съемки: 42 kV, 5,00 mAs, 22,9 ms, фокусное расстояние — 1 м. У животных оценивали границы костного дефекта; размер дефекта кортикальной пластинки; размер зоны, заполненной гранулами материала; характер содержимого костной полости; признаки секвестрации; зоны просветления в дефекте и признаки реорганизации.
Гистологическое исследование
Для гистологического исследования фрагмент проксимального отдела большеберцовой кости фиксировали в 10% формалине (рН 7,4), декальцинировали в 25% растворе соли органической кислоты Трилон Б (Химпэк, Россия), обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации на установке проводки материала
Microm STR-12G (Micron Technology, США) и заливали в парафин, применяя заливочную станцию Leica EG H+C+F 115G (Leica Biosystems, Германия). Срезы толщиной 5-7 мкм, полученные с помощью микротома Leica RM 2125 RTS (Leica Biosystems, Германия), окрашивали гематоксилином и эозином согласно инструкции фирмы-производителя (Био-Витрум, Россия) на автоматическом линейном стейнере Raffaello Advanced (DIAPATH, S.p.A., Италия). Микроскопическое исследование и фотодокументирование выполняли с помощью светового цифрового микроскопа EVOS XL ® CORE (Invitrogen, США) при увеличении x40, x100, x200, x400.
При описании микропрепаратов оценивали наличие признаков остеогенеза, явлений рассасывания собственной костной ткани, фиброзирования костномозгового пространства и лимфоплазмоклеточную инфильтрацию. Методом морфометрии определяли площадь исходной кости, новообразованной кости, фиброзной ткани и осте-озамещающего материала.
Статистический анализ
Для математической обработки данных применяли пакет прикладной статистики Statistica 6,0: рассчитывали среднюю арифметическую величину и ее ошибку (М ± m), различия показателей между группами оценивали с использованием критерия Вилкоксона-Манна-Уитни. Различия считали достоверными при p<0,05.
Результаты
На предварительном этапе исследования экспериментальным животным формировали локальный очаг остеомиелита. На 14 сут. после инфицирования дефекта развивалась секвестрация костной ткани без отчетливой остеокластической реакции (рис. 1), что было подтверждено рентгенологически на 21 сут. (рис. 2). При выполнении санирующего этапа на 21 сут. в обеих группах животных при гистологическом анализе визуализировался дефект, заполненный диффузным инфильтратом, представленным лимфоцитами и плазматическими клетками, костномозговое пространство было заполнено рыхлой волокнистой соединительной тканью с разнокалиберными тонкостенными сосудами (рис. З).
В основной группе животных на рентгенограммах, выполненных на 45 сут. после оперативного лечения, био-резорбируемый материал был распределен равномерно в области дефекта кости. Объем остаточных полостей вокруг материала присутствовал в незначительном количестве. Костнопластический материал резорбировался по периферии. Материал интегрировался в подлежащую кость, признаков секвестрации и резорбции костной ткани вокруг материала выявлено не было (рис. 4А). В группе с двухэтапным лечением на этом же сроке в области дефекта кости биорезорбируемый материал был распределен неравномерно (рис. 4б). Объем остаточных полостей вокруг материала был более выражен по сравнению с основной группой. Костнопластический материал резорбировался по периферии. Материал частично интегрировался в подлежащую кость, признаков секвестрации и резорбции костной ткани вокруг материала выявлено не было. На рентгенограммах, выполненных на 9G сут после оперативного лечения, рентгенологическая картина была схожа между группами: гранулы костнопластического материала подверглись резорбции, ортикальная пластинка восстановилась полностью, признаков секвестрации и резорбции костной ткани вокруг материала выявлено не было (рис. 4В, Г).
Рис. 1. Зона остеомиелитического очага на 14 сут. после заселения костного дефекта бактериальной флорой: 1 — костные секвестры; 2 — воспалительная инфильтрация; 3 — расширенные полнокровные сосуды. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200
Рис. 2. Секвестр в области проксимального отдела голени кролика (*)
Рис. 3. Хронический остеомиелит: 1 — лимфоплазмоцитарная инфильтрация, 2 -фиброз. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200
Рис. 4. Контрольные рентгенограммы костного дефекта в исследуемых группах: А — одноэтапное лечение, 45 сут. после операции, Б — двухэтапное лечение, 45 сут. после операции; В — одноэтапное лечение, 90 сут. после операции; Г — двухэтапное лечение, 90 сут. после операции
Рис. 5. Центральные зоны костных дефектов у животных основной группы (одноэтапное хирургическое лечение): А — формирование молодой костной ткани в зоне дефекта кости; А, Б — зона дефекта в основной группе, 45 сут. после операции; В — очаг биорезорбируемого материала с ремоделированием желтого костного мозга; В, Г — зона дефекта в основной группе, 90 сут. после операции; 1 — остаточные полости; 2 — новообразованные костные балки; 3 — костнопластический материал; 4 — клеточно-волокнистая ткань; 5 — желтый костный мозг, 6 — красный костный мозг; 7 — липоциты костного мозга в структуре гранулы имплантированного материала; 8 — остеобластическая поверхность; 9 — жизнеспособные остеоциты в лакунах. Окраска гематоксилином и эозином. Ув.: х40 (А, В), ув. х400 (Б, Г)
При морфологическом исследовании у животных основной группы, в зоне установки остеозамещаю-щего биорезорбируемого материала с ванкомицином, на 45 сут. эксперимента наблюдался выраженный остео-генез с формированием костных балок разной толщины и созреванием их в пластинчатую кость. Межбалочные пространства были заполнены клеточно-волокнистой тканью с большим количеством мелких сосудов, которая
содержала остеобласты в очагах остеогенеза. Кроме того, между балками и на их поверхности сохранялся остеопластический материал в виде зернистых скоплений. Воспалительная инфильтрация отсутствовала (рис. 5А, Б). Новообразованные костные трабекулы на своей поверхности содержали активные остеобласты. Присутствовали остатки рассасывающегося имплантированного материала, клеточно-волокнистая ткань
2 3 .. .. 3
3
1
4
% Йж
а
1
2
■Ж/: ■■ Ш^Ж!
21 2
1
5
1
34
2 2 1 2 1 1
в ' г 3
В 1 3
Рис. 6. Центральные зоны костных дефектов у животных группы сравнения (двухэтапное хирургическое лечение): А — формирование грубо-волокнистой соединительной ткани, 45 сут. после операции; Б — формирование молодой костной ткани, 45 сут. после операции; В — формирование грубо-волокнистой соединительной ткани, 90 сут. после операции; Г — остеогенез в зоне дефекта, 90 сут. после операции; 1 — грубо-волокнистая соединительная ткань; 2 — новообразованные костные балки; 3 — костно-пластический материал; 4 — остеобластическая поверхность; 5 — жизнеспособные остеоциты в лакунах, 6 — остеокласты. Окраска гематоксилином и эозином. Световая микроскопия. Ув. х40 (А, Б), х400 (В, Г)
(в центре гранулы), остеобласты и жизнеспособные остеоциты в клеточных лакунах (рис. 5Б).
К 90 сут. у животных основной группы в зоне установки биорезорбирумого материала воспалительной инфильтрации не наблюдалось. Резорбционные очаги на месте реструктурированных гранул имплантированного материала подвергались замещению липоцитами костного мозга. Периферия дефекта была представлена желтым костным мозгом с мелкими очагами кроветворения, что указывает на восстановление нормальной структуры костномозгового канала (рис. 5В). На месте резорбции остеопластического материала происходила реструктуризация содержимого костномозгового канала (рис. 5Г).
В группе сравнения на 45 сут. после замены спей-сера на биорезорбируемый материал воспалительной инфильтрации отмечено не было. На поверхности гранул были обнаружены признаки остеогенеза наряду с признаками остеокластической резорбции, происходила реорганизация имплантированного материала. Между новообразованными балками были выявлены остатки резорбируемого материала (рис. 6А, Б). На 90 сут. в зоне установки остеозамещающего биорезорбируемого материала, импрегнированного ванкомицином, наблюдалось образование костных трабекул. Зона резорбции гранул имплантированного материала прорастала соединительной тканью за счет реорганизации фосфата кальция. В регенерате преобладала новообразованная костная ткань (рис. 6В, Г). Остеобластическая поверхность
костных трабекул содержала 1-2 слоя остеобластов. Между костными трабекулами были обнаружены резорб-ционные поля гидроксиапатита, входящего в состав имплантированного материала (рис. 6В, Г).
Морфометрически к 45 сут. в основной группе было отмечено увеличение площади новообразованной костной ткани по сравнению с группой сравнения (рис. 7). Площадь фиброзной ткани была больше после двух-этапного лечения, что, по-видимому, обусловлено дополнительной травматизацией кости в очаге остеомиелита с его рубцеванием при повторной операции и формированием грубоволокнистой фиброзной ткани. Площадь остаточного материала в обеих группах статистически различалась на позднем сроке наблюдения. В отдаленные послеоперационные сроки (90 сут.) площадь костной ткани в обеих группах была сопоставима. Увеличение объема костной ткани проявлялось в утолщении костных трабекул, что было наиболее выражено в основной группе на ранних сроках наблюдения. Важно отметить, что с 45 до 90 сут. площадь фиброзной ткани у животных группы сравнения увеличилась в 1,4 раза, в то время как в основной группе рост данного показателя составил только 2%. (см. рис. 7).
На позднем сроке наблюдения, в исследуемых группах площадь имплантированного материала достоверно отличалась между группами (2,0% в основной группе, 2,9% в группе сравнения). Отсутствие достоверных различий по количеству фиброзной ткани и новообразованной кости между группами может быть связано
45
40
35
30
Л 25 ч
со
3
° 20 С
15 10 5 0
39,3
28,2
16,3
45 сут.
90 сут.
Новообразованная кость
5,8
3,9
45 сут. 90 сут.
Фиброзная ткань
2,9
45 сут.
2 2
90 сут
Материал
Основная группа
Группа сравнения
Рис. 7. Динамика изменения площади фиброзной ткани, новообразованной костной ткани и имплантированного биорезорбируемого материала в исследуемых группах по результатам морфометрии
Таблица. Динамика изменения площади тканей в зоне регенерата (%)
Срок
Признак
Площадь (%)
Основная группа
Группа сравнения
45 сут. Новообразованная кость Фиброзная ткань Материал
28,2 ± 5,3* 22,9 ± 7,5 • 5,8 ± 1,6*
23.5 ± 2,7
27.6 ± 8,0 3,9 ± 1,8
90 сут. Новообразованная кость Фиброзная ткань Материал
13,4 ± 6,3* 24,9 ± 5,1 2,0 ± 0,2*
16,3 ± 4,5 39,3 ± 14,4 2,9 ± 0,54*
Примечание: символом «*» и стрелками указаны статистически достоверные различия (р<0,05)
с небольшой выборкой. Однако внутри групп были выявлены различия: в основной группе на 45 сут. после операции количество новообразованной кости было достоверно выше, чем на 90 сут. (р=0,03), а в группе сравнения имелась тенденция снижения объема новообразованной костной ткани к 90 сут. (р=0,06, табл).
Обсуждение
С позиций биоэтики обязательным условием внедрения новых медицинских технологий в практическое здравоохранение является проведение предварительных экспериментов на животных. Наиболее оптимальные животные для моделирования остеомиелита — кролики [14]. Применение запатентованной технологии ФГБУ РНИИТО им. Р.Р. Вредена по формированию остеомиелитического дефекта у экспериментальных животных позволило к 21 сут. получить морфологическую картину остеомиелита, которая в режиме реального времени послужила моделью для сравнительного экспериментально-морфологического исследования остеогистогенеза при одно- и двухэтапном лечении
с использованием биорезорбируемого материала, импрегнированного ванкомициом.
Остеомиелит у животных гистологически характеризовался разрушением костной ткани, наличием клеточной (остеокластической) резорбции и костных секвестров, клеточной инфильтрацией, представленной лимфоцитами и плазматическими клетками, заполнением костномозгового пространства рыхлой волокнистой соединительной тканью с разнокалиберными тонкостенными сосудами. Происходящие процессы препятствуют нормальному кровоснабжению области инфекционного очага и, соответственно, не позволяют создать там эффективную концентрацию антибиотика при его системном применении. Таким образом, важнейшей задачей при лечении остеомиелита является тщательная санация с удалением всех некротизирован-ных тканей, замещение костного дефекта и создание локального депо антимикробного препарата [ ].
В проведенном исследовании инфекционный процесс был купирован у всех экспериментальных животных. Во всех группах раны зажили первичным натяжением, в послеоперационном периоде не наблюдалось раневого
отделяемого. Морфологически ни в одной из групп не были выявлены в зоне замещенного остеомиелитиче-ского дефекта признаки хронического воспалительного процесса в виде формирования лимфоплазмоцитарного инфильтрата. Полученные результаты свидетельствуют об эффективном купировании остеоимелита и отсутствии нежелательных эффектов при использовании обеих методик хирургического лечения.
Проблема остегистогенеза является актуальной при хирургическом лечении хронического остеомиелита. Костная ткань, согласно классификации тканей, в основу которой положена способность к физиологической регенерации, относится к растущим тканям, содержащим в своем составе так называемый рассредоточенный камбий [15]. Существуют методики применения васкуляризированных костных аутотрансплантатов при замещении значительных по размеру дефектов, однако такие трансплантаты также подвержены биорезорбции в ходе ремоделирования костной ткани и не применимы при лечении хронического остеомиелита [16]. Удаление большого объема некротизированных тканей приводит к резкому дефициту костной ткани и ее камбиальных элементов. Для восполнение костных дефектов в ортопедии материалами с выраженными опорными функциями являются искусственные и натуральные кальций-фосфатные материалы (гидроксиапатит, ди- и 3-фосфат кальция]. Экспериментально-морфологические исследования влияния кальций-фосфатных материалов на активацию репаративного остегенеза в травматолого-орто-педической практике показали, что образование новых костных трабекул происходит на их поверхности [17].
Имплантированный в ходе исследования материал представляет собой бифазный препарат, включающий 3-кальций фосфат и гидроксиапатит. По этой причине реорганизация материала могла наступать неравномерно. Общеизвестно, что 3-кальций фосфат подвергается ранней резорбции, которая может опередить процессы остеогенеза. В таком случае в области имплантата наблюдаются обширные участки фиброзной ткани и для снижения этого эффекта в такие материалы добавляют гидроксиапатит, который подвергается биорезорбции медленнее, чем 3-кальций фосфат [18]. Исходя из вышесказанного, можно предположить, что остатки нерезор-бированного материала в межбалочном пространстве являются гидроксиапатитом.
В нашей работе биорезорбируемый материал дополнительно был импрегнирован ванкомицином не только с целью создания локального депо антибиотика, но и для остеоиндукции [12]. Проведенное исследование продемонстрировало происходящие процессы остегистогенеза в обеих группах животных. При этом морфологическая картина остеогенеза на 45 сут. после
ЛИТЕРАТУРА [REFERENCES]:
1. Амирасланов Ю.А., Митиш В.А., Борисов И.В. Гнойные поражения костей и суставов. В: Федорова В.Д., Светухина A.M., редакторы. Избранный курс лекций по гнойной хирургии. М.: Миклош; 2007: 89-109. [Amiraslanov Yu.A., Mitish V.A., Borisov I.V. Purulent lesions of bones and joints. In: Fedorova V.D., Svetukhina A.M., editors. Selected course of lectures on purulent surgery. M: Miklos; 2007: 89-109].
2. Jiranek W.A., Hanssen A.D., Greenwald A.S. Antibioticloaded bone cement for infection prophylaxis in total joint replacement. J. Bone Joint Surg. 2006; 88(1]: 2487-500.
3. Комаров Р.Н., Митрофанов В.Н., Новиков А.В. и др. Тактика лечения инфекционных осложнений после эндопротезирования тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России 2016; 4: 25-34. [Komarov R.N., Mitrofanov V.N., Novikov A.V. et al. Tactics of treatment of infectious complications after hip replacement. Traumatol. and orthopedics of Russia 2016; 4: 25-34].
4. Hanssen A.D. Prophylactic use of antibiotic bone cement: an emerging standard-in opposition. J. Arthroplasty 2004; 19(1]: 759-62.
одноэтапного лечения была сопоставима с поздним сроком (90 сут.) после двухэтапного хирургического лечения. По-видимому, введение остеоиндуктивного и остеокондуктивного компонентов в очаг инфекции непосредственно после его санации приводит к выраженной стимуляции остеогенеза, сопряженного с пролиферацией сосудов, которая всегда наблюдается после травмы. Это ускоряет дифференцировку мезенхималь-ных клеток в преостеобласты и остеобласты. Данное предположение подтверждается статистически значимым (р<0,05) преобладанием площади новообразованной кости в основной группе по сравнению с группой с двухэтапным лечением на 45 сут. после замещения дефекта биокомпозитным материалом.
Кроме того, значимую роль, вероятно, сыграло отсутствие повторной хирургической травмы с потерей дополнительного объема костной ткани, как при удалении цементного спейсера в ходе двухэтапного лечения, что в результате привело к менее выраженному формированию фиброзной ткани в группе животных с одноэтапным лечением. Необходимо отметить, что разрастание грубоволокнистой соединительной ткани в области повреждения кости всегда является прогностически неблагоприятным признаком, и, в частности, может привести впоследствии к формированию фиброзного ложного сустава [19].
В обеих группах экспериментальных животных на всех сроках наблюдения в межбалочном пространстве присутствовал имплантированный биорезорби-руемый материал, количество которого значительно уменьшалось к концу эксперимента из-за его резорбции. Следует отметить, что в ходе исследования не было выявлено перифокальных признаков несовместимости импрегнированного ванкомицином биорезорбируемого материала в виде гигантоклеточной и гранулематозной реакции в тканях.
Заключение
Результаты эксперимента показали высокую эффективность совместного использования бифазного биокомпозитного препарата на основе 3-кальций фосфата и гидроксиапатита, импрегнированного ванкоми-цином, при лечении хронического остеомиелита. Было установлено, что одноэтапное хирургическое лечение характеризуется более активным процессом остеоге-неза на ранних сроках наблюдения и менее выраженным формированием фиброзной ткани в течение всего срока исследования, что, по-видимому, обусловлено менее выраженной травматизацией окружающих тканей по сравнению с двухэтапным лечением экспериментального остеомиелита.
5. Божкова С.А., Новокшонова А.А., Конев В.А. Современные возможности локальной антибиотикотерапии перипротезной инфекции и остеомиелита (обзор литературы]. Травматология и ортопедия России 2015; 3: 92-107. [Bozhkova S.A., Novokshonova A.A., Konev V.A. Modern possibilities of local antibiotic therapy for periprosthetic infection and osteomyelitis (literature review]. Traumatol. and orthopedics of Russia 2015; 3: 92-107].
6. Конев В.А., Божкова С.А., Нетылько Г.И. и др. Результаты применения фосфомицина для импрегнации остеозамещающих материалов при лечении хронического остеомиелита. Травматология и ортопедия России 2016; 2: 43-56. [Konev V.A., Bozhkov S.A., Nedilko G.I. et al. Results of the use of fosfomycin for the impregnation of osteosupposing materials in the treatment of chronic osteomyelitis. Traumatol. and orthopedics of Russia 2016; 2: 43-56].
7. Ginebra M.P. Calcium phosphate cements as bone drug delivery systems: a review. J. Control. Rel. 2006; 113: 102-10.
8. Mizushima Y. Injectable porous hydroxyapatite microparticles as a new carrier for protein and lipophilic drugs. J. Control. Rel. 2006; 110: 260-5.
9. Tsesis I., Rosen E., Tamse A. et al. Effect of guided tissue regeneration on the outcome of surgical endodontic treatment: a systematic review and meta-analysis. J. Endod. 2011; 37(8]: 1039-45.
10. Campana V., Milano G., Pagano E. et al. Bone substitutes in orthopaedic surgery: from basic science to clinical practice. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2014; 25(10]: 2445-61.
11. Uskokovic V. Nanostructured Platforms for the Sustained and Local Delivery of Antibiotics in the Treatment of Osteomyelitis. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. 2015; 32(1]: 1-59.
12. Божкова С.А., Пасатецкая Н.А., Кипенко А.В. и др. Изучение эффектов ванкомицина в условиях органотипической культуры костной ткани. Трансляционная медицина 2016; 35: 122-8. [Bozhkova S.A., Pasatetskaya N.A., Kipenko A.V. et al. Study of the effects of vancomycin in conditions of organotypic bone culture. Translational medicine 2016; 35: 122-8].
13. Кирилова И.А., Садовой М.А., Подорожная В.Т. Сравнительная характеристика материалов для костной пластики: свойства и состав. Хирургия позвоночника 2012; 3: 72-83. [Kirilova I.A., Sadovoy M., Podorozhnaya V.T. Comparative characteristics of materials for bone grafting: properties and composition. Spine Surgery 2012; 3: 72-83].
14. Конев В. А., Божкова С.А., Нетылько Г.И. и др. Способ моделирования локализованного метафизарного хронического остеомиелита у кролика. Патент РФ на изобр. № 222209. 28 апреля 2016. [Konev V.A., Bozhkova S.A., Netylko G.I. et al. A method for modeling localized metaphysical chronic osteomyelitis in rabbits. Patent of the Russian Federation for invention № 2622209. April 28 2016].
15. Гололобов В.Г., Дедух Н.В., Деев Р.В. Скелетные ткани и органы. В: Данилов Р.К., ред. Руководство по гистологии. 2-е изд., СПб.: СпецЛит; 2011: 238-301. [Gololobov V.G., Dedukh N.V., Deev R.V. Skeletal tissues and organs. In: Danilov R.K., editor. Guide to histology. 2nd ed., SPb.: Spetslit; 2011: 238-301].
16. Меликов Э.А., Дробышев А.Ю., Волков А.В. и др. Особенности дис-тракционного остеогенеза у пациентов с реваскуляризированными ауто-трансплантатами: гисто-морфологический анализ. Гены и Клетки 2017; 12(2]: 110-5. [Melikov E.A., Drobyshev A.Yu., Volkov A.V. et al. Features of distraction osteogenesis in patients with revascularized autografts: histo-morphological analysis. Genes and Сells 2017; 12(2]: 110-5].
17. Берчено Г.Н., Кесян Г.А., Микелаишвили Д.& и др. Сравнительное экспериментально-морфологическое исследование влияния некоторых используемых в травматолого-ортопедической практике кальций-фосфатных материалов на активизацию репаративного остеогенеза. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра сибирского отделения РАМН 2006; 4: 327-32. [Berchenko G.N., Kesyan G.A., Mikelaishvili D.C. et al. Comparative experimental-morphological study of influence of some used in trauma and orthopaedic practice the calcium-phosphate materials on reparative osteogenesis activization. Bulletin of Eastern-Siberian scientific centre of Siberian branch of Russian Academy of medical Sciences 2006: 4: 327-32].
18. Конев В.А. Изучение процессов реорганизации различных остеозамещающих материалов при заполнении костных дефектов [диссертация]. Санкт-Петербург [РФ]: ФГБУ РНИИТО им. Р.Р. Вредена; 201 5. [Konev V.A. Study of the processes of reorganization of various osteozameschayuschih materials when filling in bone defects [dissertation]. Saint Petersburg [Russian Federation]: R.R. Vreden RRITO; 2015].
19. Еманов А.А., Митрофанов А.И., Борзунов Д.Ю. и др. Экспериментально-клиническое обоснование комбинированного остеосинтеза при замещении дефектов длинных костей (предварительное сообщение]. Травматология и ортопедия России 2014; 1: 16-23. [Emanov A.A., Mitrofanov A.I., Borzunov D.Yu. et al. Experimental and clinical justification of combined osteosynthesis in the replacement of long bone defects (preliminary report]. Traumatol. and orthopedics of Russia 2014; 1: 16-23].
