© Коллектив авторов, 2006 УДК 616.71-002.3-092.9
МОДЕЛИРОВАНИЕ ХРОНИЧЕСКОГО ОСТЕОМИЕЛИТА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОВ ЗАМЕЩЕНИЯ ИНФИЦИРОВАННЫХ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ
А.А.Воротников, Д.В.Максименко, И.П.Пономарев Ставропольская государственная медицинская академия
Одной из актуальных проблем современной ортопедии является лечение хронического остеомиелита длинных трубчатых костей, в частности, восполнение дефекта костной ткани после секвестрнекрэктомии. Настоятельная потребность экспериментального изучения этого вопроса не вызывает сомнений. Особенность таких исследований заключается в необходимости предварительного моделирования патологического процесса на животных.
Изучая внутрикостную имплантацию в условиях гнойного воспаления, мы сформулировали следующие требования к экспериментальной модели хронического остеомиелита:
• заболевание, получаемое у подопытных животных, должно соответствовать по клинической, рентгенологической и патоморфологической картине хроническому остеомиелиту, наблюдаемому у человека;
• деструкция костной ткани должна носить очаговый характер;
• гнойно-воспалительный процесс не должен иметь склонности к генерализации или самоизлечению;
• модель должна обладать высокой воспроизводимостью при минимальной длительности формирования и летальности животных.
Проанализировав и испытав более десяти способов моделирования обсуждаемого заболевания, предложенных отечественными и зарубежными ав-торами[1-4], мы убедились в том, что ни один из них не удовлетворяет в полной мере указанным требованиям.
Так возникла необходимость создания новой экспериментальной модели хронического остео-
миелита длинных трубчатых костей.
Для достижения поставленной цели проведено пять серий экспериментов на 115 лабораторных животных различных видов.
Основная идея предлагаемого способа и существенное отличие его от известных заключается в осуществлении двух этапов. На первом этапе за счет свойства нитрата серебра вызывать некроз и асептическое воспаление при введении в ткани создают морфологический субстрат патологического процесса в виде очагового дефекта кости, окруженного зоной некроза костной ткани, свища, соединяющего костную полость с поверхностью кожи, и асептического воспаления мягких тканей. На втором этапе инфицируют костную полость по свищу.
Данный способ реализован на 92 нелинейных белых крысах обоего пола в возрасте 8-12 месяцев, массой 300-400 г. Контроль формирования модели осуществляли посредством клинического наблюдения с использованием такого высокочувствительного интегрального показателя состояния животного как масса тела, изучения воспалительных изменений периферической крови, бактериологического, рентгенологического, патоморфологического исследований.
Первый этап моделирования хронического остеомиелита осуществляли следующим образом. Под эфирным наркозом в асептических условиях из внутреннего доступа послойно обнажали большеберцовую кость в области проксимального метаэпифиза (рис.1). Шаровидным бором выполняли трепанацию кости (рис.2). В трепанационное отверстие вводили марлевую турунду, смоченную 20% спиртовым раствором нитрата серебра (рис.3). Конец турунды оставляли в мягких тканях. На кож-
МЕДИЦИНСКИЙ ВЕСТНИК СЕВЕРНОГО КАВКАЗА, № 2, 2006
Рис.1. Обнажен проксимальный ме- Рис. 2. Выполнена трепанация кости. тафиз большеберцовой кости.
Рис. 3. В трепанационное отверстие введена марлевая турунда, смоченная 20% спиртовым раствором нитрата серебра.
ную рану накладывали редкие узловые швы.
На вторые сутки после операции формируется отек конечности, который постепенно сменяется воспалительным инфильтратом в проекции турун-ды. К 5-7 суткам на вершине инфильтрата открываются 1-2 свища, соединяющих костную полость с поверхностью кожи. Имеется скудное отделяемое серозного характера. Бактериологическое исследование подтверждает его стерильность. Иногда развивается некроз участка кожи и образуется поверхностная рана, после заживления которой остается типичный свищ. Опороспособность конечности сохраняется. Общее состояние животных страдает мало. Масса тела незначительно снижается в первые дни после операции, в последующем - имеет тенденцию к увеличению. Определяется слабо выраженный нейтрофильный лейкоцитоз, некоторое увеличение СОЭ, умеренно выраженная анемия.
При патоморфологическом исследовании конечности (рис.4) на 7-10 день выявляется турунда, заполняющая проксимальный отдел костномозго-
вого канала. Она окружена некротическими массами, за которыми следует зона асептического воспаления. В мягких тканях турунда заключена в плотную соединительнотканную капсулу, которая, будучи с одной стороны плотно спаяна с костью, а с другой - с кожей, образует стенки свищевого хода. Окружающие ткани инфильтрированы воспалительными клетками и отечны.
В этот период выполняли второй этап моделирования. Под кратковременным поверхностным эфирным наркозом по свищу через тонкий металлический катетер при помощи шприца водили 0,1 - 0,2 мл суспензии культуры патогенных бактерий. Концентрацию суспензии определяли исходя из вирулентности используемой культуры микроорганизмов.
На 1-2 сутки после инфицирования развивается гнойное воспаление, имеющее длительное волнообразное течение. Клинически оно проявляется функционированием свища, более или менее обильным гноетечением, причем с гноем выделя-
Рис. 4. Макропрепарат голени на 7 день после оперативного вмешательства: свищевой ход.
Рис. 5. Рентгенограмма голени на 30 сутки эксперимента: очаг деструкции большеберцовой кости с пе-рифокальным склерозом.
Рис. 6. Макропрепарат голени на 40 сутки эксперимента: костная полость со склеротическими стенками, заполненная фрагментами турунды, костными секвестрами, гноем.
ются фрагменты турунды, имитирующие секвестры, формированием в мягких тканях абсцессов, иногда параоссальных, и межмышечных флегмон. По рентгенологическим данным можно установить нарастание деструктивных и склеротических изменений в кости (рис.5).
В типичных случаях опороспособность конечности сохраняется, общее состояние животных остается удовлетворительным. Масса тела или остается длительное время относительно постоянной (но ниже исходной) или имеет тенденцию к медленному увеличению. При исследовании крови в первые дни после инфицирования определяется высокий лейкоцитоз, сдвиг лейкоцитарной формулы в сторону нейтрофилов, значительное увеличение СОЭ. С течением времени выраженность этих изменений ослабевает. Иногда при нарушении оттока гноя можно наблюдать проявления интоксикации -снижение массы тела, нарастание воспалительных изменений в гемограмме. Обычно они купируются после возобновления пассажа гноя.
К 40-45 суткам при патоморфологическом исследовании (рис.6) определяется костная полость со склеротически измененными стенками, отграниченная от костномозгового канала. Она заполнена фрагментами турунды, иногда костными секвестрами, гноем. Имеются обильные слоистые периостальные наложения. Костная полость соединена с поверхностью кожи свищевым ходом. В мягких тканях вокруг него определяются изменения рубцового и воспалительного характера. Редко можно наблюдать флегмоны.
Таким образом, к этому сроку завершается формирование модели хронического остеомиелита большеберцовой кости с типичными клиническими, рентгенологическими и морфологическими признаками. Экспериментальное заболевание не имеет склонности к самоизлечению и генерализации. Воспроизводимость модели составляет 96%.
Заключение. Следует отметить, что предлагаемый способ позволяет получить модель склеротической свищевой формы хронического остеомиелита большеберцовой кости пригодную для изучения замещения дефектов костной ткани в условиях нагноительного процесса. Она выгодно отличается от известных высокой точностью соответствия картине заболевания у человека, быстрым формированием, высокой воспроизводимостью, низкой вероятностью генерализации или самоизлечения, минимальной летальностью животных. Благодаря этим преимуществам модель можно рекомендовать для широкого использования в исследованиях хронического остеомиелита и при разработке методов его хирургического лечения.
Литература
1. А.с. 1645990 СССР, МКИ3 009 В 23/28. Способ моделирования остеомиелита / Л.В.Прокопова, Б.И.Перевозниченко, Н.К.Маляр-чук (СССР). - №4686595/14; заявл. 03.05.89; опубл. 30.04.91, Бюл. №16. -3 с.
2. Пат. 2049434 Российская Федерация, МПК7 6А 61В 17/36, 60 09В
23/28. Способ моделирования остеомиелита длинных трубчатых костей / Смелышев Н.Н., Смелышев К.Н.; заявитель и патентообладатель ЗАО «Ортопедическая клиника». - №5068175/14; Бюл. №2. - 1 с.
3. Пат. 2129735 Российская Федерация, МПК7 60 09В 23/28. Способ моделирования травматического остеомиелита / Матузов С.А., Бусоедов А.В., Котляров В.Н., Сизоненко В.А.; заявитель и патентообладатель Читинская обл. клиническая б-ца №1, Читинский гос. мед. ин-т. - №95112543/14; Бюл. №8. - 4 с.
4. Экспериментальная модель гнойного остеомиелита / В.А.Прива-лов [и др.] // Патологическая физиология и экспериментальная
МОДЕЛИРОВАНИЕ ХРОНИЧЕСКОГО ОСТЕОМИЕЛИТА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОВ ЗАМЕЩЕНИЯ ИНФИЦИРОВАННЫХ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ
А. А. ВОРОТНИКОВ, Д. В. МАКСИМЕНКО,
И. П. ПОНОМАРЕВ
Одной из актуальных проблем современной ортопедии является лечение хронического остеомиелита длинных трубчатых костей, в частности, восполнение дефекта костной ткани после секвестрнекрэктомии. Особенность экспериментального исследования этого вопроса заключается в необходимости предварительного моделирования патологического процесса на животных. Нами предложен новый способ создания экспериментальной модели склеротической свищевой формы хронического остеомиелита большеберцовой кости, пригодной для изучения замещения дефектов костной ткани в условиях нагноительного процесса. Она выгодно отличается от известных высокой точностью соответствия картине заболевания у человека, быстрым формированием, высокой воспроизводимостью, низкой вероятностью генерализации или самоизлечения, минимальной летальностью животных.
Ключевые слова: хронический остеомиелит, экспериментальная модель
EXPERiMENTAL MODEL OF CHRONiC OSTEOMYELiTiS iN THE
STUDY OF METHODS FOR BUiLDiNG OF iNFECTED OSTEAL
DEFECTS
A.A. VOROTNiKOV, D.V. MAKSiMENKO, i.P. PONOMARYOV
One of the actual problems of the modern orthopedics - treatment of chronic osteomyelitis of long bones, in particular, building of osteal defects after sequestnecrectomy. Experimental investigationrequirespreliminarybiologicalmodeling ofpathological process. We proposed a new method of experimental modeling of tibia chronic osteomyelitis sclerotic fistular form applicable for study of building of osteal defects under conditions of suppurative process. Its advantages are the following: high conformity to the human clinical course, fast development, high reproducibility, and low probability of generalization or spontaneous cure, minimal lethality of animals.
Key words: chronic osteomielitis, experimental model