CC BY
10УДК: 616. 211. 5-089. 844
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КЛИНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ДЕМИНЕРАЛИЗОВАННОГО КОСТНОГО ИМПЛАНТАТА «ПЕРФООСТ» ДЛЯ ПЛАСТИКИ ПЕРЕГОРОДКИ НОСА 1 А. Г. Хамидов, 2 М. В. Лекишвили, 3 М. М. Бакуев, 1 В. Д. Меланьин, М. А. 3Шахназаров
EXPERIMENTAL RATIONALE FOR CLINICAL APPLICATION DEMINERALIZED BONE ALLOIMPLANTATA «PERFOOST» FOR PLASTIC NASAL SEPTUM 1 A. G. Khamidov, 2 M. V. Lekishvili, 3 M. M. Bakuev, 1 V. D. Melan'in, M. A. 3Shakhnazarov
1ФГУ НКЦ оториноларингологии ФМБА Росздрава, г. Москва (Директор - проф. Н. А. Дайхес)
2ФГУ Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова, г. Москва
(Директор - академик РАН и РАМН, проф. С. П. Миронов)
3ГОУ ВПО Дагестанская государственная медицинская академия ФАЗ СР,
г. Махачкала
(Ректор - проф. А. О. Османов)
В экспериментах на кроликах были произведены две серии экспериментов. Животным была произведена септопластика с использованием для сравнения двух видов деминерализованных костных имплантатов (ДКИ) консервированных в формалине и консервированных радиационным излучением. В результате ДКИ консервированные радиационным излучением показали более качественные результаты образования остеогенеза по сравнению с ДКИ консервированным в формалине. После чего данный имплантат применялся в клинике при септопластике. Оценка результатов септопластики с использованием ауто-хряща и ДКИ «Перфоост», показала, что при использовании имплантата «Перфоост» происходило более ранее восстановление скелета перегородки носа, что подтверждается клинико-лабораторными данными данного исследования.
Ключевые слова: деминерализованный костный имплантат, эксперименты, искривление перегородки носа, септопластика. Библиография: 11 источников.
In experiments on rabbits were carried out two series of experiments. Animals were made septoplastik using to compare the two types of demineralized bone implants (DBI), preserved in formalin and preserved radiation. As a result, DBI canned radiation showed better results of education osteogenesis compared to DBI canned in formalin. After this implant was used in the clinic when septoplastik. Evaluation of the septoplastik using auto-cartilage and DBI «Perfoost», showed that when using the implant «Perfoost» been better restoration of the skeleton nasal septum which is confirmed by clinical and laboratory research data. Keywords: demineralized bone implants, experiments, bending nasal septum, septoplastik. Bibliography: 11 sources.
Совершенствование методов хирургического лечения деформаций перегородки носа (ПН) является одной из актуальных проблем в оториноларингологии. Лечение деформаций ПН только хирургическое, заключающееся в проведении подслизистой резекции ее искривленных участков с последующим максимальным использованием резецированных фрагментов хряща пригодных для реимплантации. Однако при выраженных деформациях ПН удаленные фрагменты аутосептум хряща становятся не пригодными для реимплантации. В результате этого ПН остается без твердого остова, что в последствии может привести к вторичным послеоперацион-
ным осложнениям таким как перфорация ПН, флотация, субатрофия слизистой ПН. При возникновении дефицита аутопластических материалов ринохирурги прибегают к использованию различных видов трансплантатов, как биологического, так и не биологического происхождения [1, 6, 7]. Среди пластических материалов органического происхождения особого внимания заслуживает деминерализованный костный матрикс. Ему присуще ряд ценных свойств таких как: естественная архитектоника, способствующая оптимальной пролиферации остеогеных клеток и прорастанию сосудов реципиента, а также наличие в нем биологических активных веществ, оптимизирующих вышеназванные процессы. Немаловажным его свойством является возможность моделировать матрикс под конкретные клинические задачи. Заселение матрикса клетками пациента переводят его из категории аллогенных в категорию гибридных трансплантатов, когда матрикс является чужеродным, а клетки аутогенными [2].
Помимо вида пластического материала важную роль при трансплантации играют методы его консервации и стерилизации. В 60-е - 90-е годы прошлого столетия в нашей стране одним из распространенных методов консервации биологических тканей оставался метод консервации в слабых растворах формалина [8]. Операции с использованием трансплантатов консервированных в растворе формалина широко использовались в оториноларингологии при реконструктивных операциях. В настоящее время в нашей стране и за рубежом одним из современных и перспективных методов стерилизации трансплантатов является стерилизация ионизирующим излучением [10, 11].
В РФ деминерализованные костные аллоимплантаты (ДКИ), стерилизованные ионизирующим излучением, были разработаны и изготавливаются в настоящее время в ЦИТО им. Приорова с торговым названием «Перфоост». Преимущества данного пластического материала заключаются в инновационной в нашей стране технологии заготовки, консервации и стерилизации аллоимплантатов. Исследования, проводимые М. В. Лекишвили в эксперименте in vivo, достоверно показали, что деминерализованные костные аллоимплантаты «Перфоост» обладают способностями индуцировать остеогенез не только при имплантации в ложе костной ткани, но и в толще мышечных тканей, формируя при этом эктопический остеогенез [4]. Данный пластический материал успешно применяется в травматологии, офтальмологии, че-люстно-лицевой хирургии для замещения дефектов костной ткани [3,5,9]. Использование ал-лоимплантата «Перфоост» с его ценными остеопластическими свойствами, способствовало бы улучшению результатов хирургического лечения в ринохирургии.
Цель исследования. Экспериментально-морфологическое обоснование применения ДКИ «Перфоост» в клинике при реконструктивных операциях на перегородке носа.
В экспериментальной части исследования была поставлена задача дать сравнительную оценку остеопластических свойств двух видов пластических материалов: деминерализованных костных аллоимплантатов, консервированных в формалине, и деминерализованных костных аллоимплантатов, изготовленных по определенной технологии ЦИТО им. Приорова с применением стерилизации радиационным излучением.
Материалы, пациенты, методы. Для изучения процессов, происходящих при имплантации вышеуказанных пластических материалов, в клинике нами предварительно был проведен ряд экспериментальных исследований, заключающихся в постановке серии опытов на животных. Экспериментальная часть состояла из двух серий опытов на 32 кроликах породы Шиншилла массой от 3 до 3,5 кг. Животные были разделены на две группы по 16 кроликов в каждой.
Для экспериментальной части исследования были изготовлены два вида деминерализованных костных аллоимплантатов, полученных от животных (алловариант). В основной группе эксперимента были прооперированы 16 кроликов с имплантированием им деминерализованных костных аллоимплантатов, изготовленных по методике, разработанной в ЦИТО им. Приорова и консервированных радиационной стерилизацией [4]. В контрольной группе были прооперированы 16 кроликов с имплантированием им деминерализованных костных аллоимплантатов, изготовленных по методике, разработанной в Санкт-Петербургском НИИ травматологии и ортопедии им. Вредена, консервированных в растворе формалина.
Имплантация пластического материала в область дефекта скелета ПН имеет свои особенности, так как имплантат при этом оказывается между листками слизистой оболочки ПН, попадая в необычные для него условия питания, и лишь местами контактируя своими краями с остатками костно-хрящевого остова ПН. С целью получения максимально достоверных результатов исследования процессов, происходящих при имплантации данных пластических материалов в области ПН, в эксперименте нами смоделирована операция на ПН животных. Методика операции на животных заключалась в проведении подслизистой резекции фрагмента хряща ПН с последующей имплантацией в ложе образовавшегося дефекта, между листками слизистой ПН, смоделированных по размеру пластин из аллоимплантата. Все оперативные вмешательства проводились наружным доступом под внутривенным тиопентал натриевым наркозом. В обеих группах операции были идентичными и отличались лишь различием имплантируемого материала.
Животных выводили из эксперимента в сроки 2 недели, 1, 3, и 6 месяцев, по 4 кролика в один срок в каждой из групп. Для микроскопического исследования у умервшленных животных после отсепаровки слизистой ПН вырезали единым блоком ПН с нижним небом и альвеолярными отростками верхней челюсти. Блоки фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, деминерализовали, заливали в воск-парафин, делали срезы толщиной 5-8 мкН и окрашивали гематоксилин-эозином по Ван гизону.
Результаты морфологических исследований
Гистологическое исследования в контрольной группе показало, что через 2 недели имплантат окружен капсулой из грануляционной ткани. Она содержит многочисленные, вновь образованные артериолы, венулы и капилляры. Просматриваются единичные очаги лимфоци-тарной инфильтрации. Процессы лизиса имплантата с врастанием в лакуны компонентов грануляционной ткани лишь намечаются.
Рис. 1. Гистологическая картина ПН через 2 недели после имплантации ДКТ (контрольная группа).
Вокруг имплантата (стрелка 1) сформирована капсула из грануляционной ткани (стрелка 2). Она содержит многочисленные вновь образованные кровеносные сосуды и очаги лимфоцитарной инфильтрации (стрелка 3). Окрашивание гематоксилином и эозином. Ув. 100.
К концу 1 месяца имплантат окружен плотной капсулой из грануляционной ткани, где выявляются лакуны, заполненные лимфоцитарными и макрофатическими элементами, а также вновь сформированными кровеносными капиллярами.
Рис. 2. Гистологическая картина ПН через 1 месяц после имплантации ДКТ (контрольная группа).
Имплантат (стрелка 1) лизирован лишь частично. Он окружен плотной капсулой из грануляционной ткани (стрелка 2). В ней просматриваются лакуны (стрелка 3) с клетками красного костного мозга и многочисленными капиллярами. Окрашивание гематоксилином и эозином. Ув. 100.
К 3 месяцам на гистологических препаратах видны фрагменты новообразованной грубо-волокнистой костной ткани; костные балки изолированы друг от друга и окружены тонкими прослойками из грануляционной соединительной ткани. Лакуны на поверхности имплантата глубокие с многочисленными сосудами в окружении лимфацитарных инфильтратов.
Рис. 3. Гистологическая картина ПН через 3 месяца после имплантации ДКТ (контрольная группа).
На поверхности имплантата (стрелка 1) глубокие лакуны с компонентами грануляционной ткани (стрелка 2). Новообразованная грубоволокнистая костная ткань представлена отдельными балками (стрелка 3), связанными между собой лишь частично. Окрашивание гематоксилином и эозином. Ув. 40.
Через 6 месяцев указанные очаги новообразованной кости связаны между собой перекладинами лишь частично. Сохраняются еще фрагменты не полностью лизированного костного имплантата, окруженные компонентами грануляционной ткани, в её составе определяются лим-фоцитарные и макрофагические скопления.
Микроскопическое исследование образцов основной группы показало, что через 2 недели эксперимента имплантат окружен соединительно-тканными элементами, которые формируют капсулу.
Через месяц компоненты капсулы из грануляционной ткани плотно прилежат к имплан-тату. В ее составе заметны выраженные лакуны, содержащие кровеносные капилляры. К краю имплантата прилежит новообразованная костная ткань, ограниченная одним рядом остеобластов.
^120 35-
Рис. 4.Гистологическая картина ПН через 6 месяцев после имплантации ДКТ (контрольная группа).
Сохранен фрагмент костного имплантата (стрелка 1). Новообразованная кость представлена трабекулами (стрелка 2) частично связанными между собой перекладинами. Фрагмент имплантата окружен капсулой из грануляционной ткани (стрелка 3). Окрашивание гематоксилином и эозином. Ув. 100.
Рис. 5. Гистологическая картина ПН через 2 недели после имплантации ДКТ (основная группа).
Костный имплантат (стрелка 1) окружен формирующейся грануляционной капсулой (стрелка 2). Окрашивание гематоксилином и эозином. Ув. 100.
Рис. 6. Гистологическая картина ПН через 1 месяц после имплантации ДКТ (основная группа).
Костный имплантат (стрелка 1) окружен капсулой из грануляционной ткани (стрелка 2). В ее составе видны лакуны (стрелка 3), содержащие кровеносные сосуды. К имплантату прилежит слой новообразованной костной ткани (стрелка 4). Окрашивание гематоксилином и эозином. Ув. 100.
К концу 3 месяца экспериментов значительная часть имплантата уже лизирована. Вблизи него и в контакте с ним переплетающиеся балки из новообразованной костной ткани. Между костными балками локализованы грануляционная ткань с выраженными очагами кроветворения и скоплениями клеток остеобластического и макрофагического ряда.
Через 6 месяцев имплантат полностью лизирован, на его месте новообразованная грубово-локнистая костная ткань. Между и внутри костных трабекул полости, заполненные компонентами красного костного мозга. Костные полости и поверхность трабекул выстланы одним ря-
дом остеобластов. В костных полостях, где лакунарные клеточные элементы вплотную прилежат к трабекулам, выявляются остеокласты, разрушающие новообразованную грубоволокни-стую костную ткань, что следует считать признаком перестройки ее в пластинчатую.
Рис. 7. Гистологическая картина ПН через 3 месяца после имплантации ДКТ (основная группа).
Большая часть имплантата (стрелка 1) лизирована. В близи переплетающиеся балки новообразованной костной ткани (стрелка 2), а также скопления грануляционной ткани с очагами кроветворения (стрелка 3). Окрашивание гематоксилином и эозином. Ув. 100.
Рис. 8. Гистологическая картина ПН через 6 месяцев после имплантации ДКТ (основная группа).
Имплантат полностью лизирован, на его месте новообразованная грубоволокнистая костная ткань (стрелка 1). В костных трабекулах имеются полости, содержащие компоненты красного костного мозга и погруженные в них артериолы, венулы и капилляры (стрелка 2). Костные лакуны выстланы остеобластами и остеокластами (стрелка 3). Окрашивание гематоксилином и эозином. Ув. 100.
Таким образом, сравнительные морфологические исследования в представленных двух сериях экспериментов, где использованы ДКИ, консервированные в формалине (контрольная группа) и ДКИ, изготовленные по специальной технологии со стерилизацией ионизирующим излучением (основная группа) показали, что перестройка имплантата и образование на его месте новообразованной кости в основной группе совершается значительно быстрее. В частности, уже к концу первого месяца в основной группе процессы резорбции имплантата хорошо выражены, с образованием глубоких лакун и вплотную примыкающей к ней слоем новообразованной костной ткани. В последующие сроки экспериментов происходит усиленная резорбция имплантата, которая полностью завершена к концу 6 месяца. К этому времени новая костная ткань представлена трабекулами, связанными между собой перекладинами. В эти же сроки намечаются признаки перестройки грубоволокнистой костной ткани. Она проявляется в активизации остеобластических и макрофагических компонентов грануляционной ткани в составе лакун и образовании новой пластинчатой костной ткани.
В то же время в контрольной группе к концу месяца процессы лизиса имплантата лишь намечаются, нет очагов новообразованной костной ткани; они выявляются только в образцах третьего месяца, т. е. до 3 месяца эксперимента имплантат окружен капсулой из грануляционной ткани, процессов лизиса и тканевой перестройки в эти сроки практически не происходит.
^122 3^
Суммируя эти данные можно отметить, что в контрольной группе исследований просматривается определенная закономерность - резорбция имплантата и образование новой костной ткани в сравнении с основной группой, совершается медленными темпами, следствием этого следует считать сохранение фрагментов имплантата и формирование лишь отдельных, не связанных между собой очагов новообразованной костной ткани даже после 6 месяцев наблюдения. По-видимому, формалин - препарат, обладающий выраженным цитотоксическим действием, использующийся при консервации данного вида имплантата, что проявляется в подавлении индуктивных свойств имплантата.
Результаты проведенных экспериментальных исследований позволили нам применить ДКИ в условиях клиники. В клиническую часть исследования вошли 80 пациентов в возрасте от 19 до 54 лет, из них 48 мужчин и 32 женщин. Все исследуемые пациенты предъявляли жалобы на затруднение носового дыхания с одной или двух сторон. Сроки наблюдения составили от 6 мес. до 3 лет. Помимо общеклинических методов исследования до операции и в различные сроки после хирургического вмешательства изучали: основные физиологические функции носа, проводили цитологические исследования, компьютерную томографию, видеоэндоскопию и ринопневмометрию.
Исследуемые пациенты были разделены на две группы. В основной группе 40 пациентам была произведена септопластика с имплантацией смоделированных пластин из ДКИ «Перфо-ост». В контрольной группе 40 пациентов производилась септопластика с использованием ауто-септум хряща.
Результаты клинических исследований в послеоперационном периоде показали, что в основной группе происходило более ранее восстановление исследуемых физиологических показателей носа по сравнению с контрольной группой. Выводы:
1. В результате проведенных сравнительных экспериментально-морфологических исследований можно заключить, что деминерализованные костные аллоимплантаты (ДКИ), изготовленные по технологии ЦИТО им. Приорова, обладают более выраженными остеоиндуктивными свойствами по сравнению с ДКИ, консервированными в формалине.
2. Применение ДКИ «Перфоост» при септопластике позволяет повысить эффективность хирургического лечения искривлений перегородки носа, а также значительно снизить риск послеоперационных осложнений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Богданов В. В., Балабанцев А. Г. Подслизисттая резекция перегородки носа с имплантацией брефокости. Мат. рег. научн-практ. конф. отоларингологов и расширенного пленума РНЛО. Иркутск, 1990. - С. 62.
2. Деев Р. В., Тихилов Р. М., Кочиш А. Ю. Использование ДКМ в качестве носителя для культуры стромальных клеток костного мозга в эксперименте. Мат. симпозиума «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии». М., 2007. - С. 19.
3. Использован^ пластического материала «Перфоост» в клинике детской костной патологии / Снетков А. И. [и др.] // Вестн. травматол. ортопед. - 2003. - №4. - С. 74-79.
4. 4. Лекишвили М. В. Технология изготовления костного пластического материала для применения в восстановительной хирургии: автореф. дис. ... докт. мед. наук. М., 2005. - 36 с.
5. Лекишвили М. В., Горбунова Е. Д., Васильев М. Г. Пластика дефектов костей черепа у детей деминерализованными костными аллоимплантатами // Детская хирургия. - 2004. - №5. - С. 9-12.
6. Макашев В. Е. Экспериментальное обоснование и клиническое применение деминерализованной костной ткани для пластики перегородки носа: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Киев, 1992. - 18 с.
7. Меланьин В. Д. Свободная пересадка костной, хрящевой и жировой ткани в оториноларингологии: автореф. дис. .докт. мед. наук. М., 1978. - 32 с.
8. Парфентьева В. Ф., Розвадовский В. Д., Дмитриенко В. И. Влияние формалина на антигенную активность. Тр. Кишиневского мед. Ин-та. - Кишинев, 1967. - С. 126-127.
9. Хирургическое лечение травматических повреждений стенок орбиты у детей / Сидоренко Е. И. [и др.] // Вестн. офтальмологии. - 2005. - Т. 121, №2. - С. 41-42.
10. Dziedzic-Goclawska A. The application of ionising radiation to sterilise TOnnective tissue allografts // Radiation and Tissue Banking. IAEA, World Scientific, Singapore. - 2000. - P. 57-99.
11. Osteoarticular allograft in surgery for high-grade malignant tumor of bone / Rцdl R. W. [et al.] // J. Bone Jt Surg. (Br). - 2000. - V. 82, №7. - P. 1006-1010.
