CC BY
41
Орипнальы дослiдження
Original Researches
УДК 616.728.3-018.3-007.24-036.1-089-092.9 DOI: 10.22141/1608-1706.6.19.2018.152225
Бець 1.Г., Ашуюна Н.О., Мальцева B.C., Hii<OAb4eHKO О.А.
ДУ «1нститут патологи хребта та суглоб/в 1м. проф. М.1. Ситенка НАМН Укра/ни», м. Харк1в, Украина
Особливост регенерацп кютково! та хрящовоТ тканини шсля травматичних внутршньосуглобових ушкоджень (експериментальне доcAiдження)
Резюме. Актуальнсть. На сьогодн в лкуванн внутр1шньосуглобових перелом1в дом1нують технологи в'дкрито'/' репозицИiзаглибного остеосинтезу. Занаявност 6езл1ч1 позитивнихякостей, характернихдляцих технологий, об'ективним негативним чинником е /х висока травматичнсть, що обумовлюе значну юльюсть раннх гнйно-некротичних ускладнень i п'знх порушень регенерацй'. Ц обставини змушують знову заго-стрити увагуна об'ектив'зацНсвдчень щодо вдкритих^рурпчнихвтручань при тяжкихвнутршньосуглобових травматичних ушкодженнях. Закрит технологи мкування внутршньосуглобових перелом'в не викликають питань стосовно травматичности i ризику гнйно-некротичних ускладнень, але репози^йн можливост по-завогнищевого остеосинтезу i фiксацiйного методу вважаються обмеженими. Один iз шля^в полiпшення функцюнальних результат закритих технолопй — використання ефекту функцюнального ремоделювання. Це явище пом'чено вЫнчнйпрактик, колипервинн сумнвнiрезультатизакрито/репозицИвдламюв стотно по^пшувалися в процеа функцЬнального лiкування i наступн функцiональнi результати лiкування виявля-лися цлком прийнятними. Так позитивн перспективи зажадали поглибленого вивчення i визначення умов, необхднихдля реалiзацi¡ефекту функ^онального ремоделювання, i в першу чергу—оптимальних термiнiв для початку функцЬнального л1кування. Питання про термiни виникло не випадково, тому що '¡снуюча теза «чим ранше, тим краще» на практиц мае сумнвний вигляд i, кр'м того, не мае н'яко'/'доказово/ бази. Мета. На пiдставi вивчення структурних змн у повношаровому дефект суглобово/ поверхн встановити оптимальн тимчасов'1 параметри проведення реаблта^йного мкування для реалiзацi¡ ефекту функцЬнального ремоделювання. Матерiали та методи. Виконано експериментальне дослдкення на 28 статевозрлих щурах, яким псля артротомИ колнного суглоба наносили стандарта травматичн ушкодження зовншнього вирост-ка стегново/ юстки. Для стандартизаци механзму травми розроблено спе^альний пристрiй. П'!ддослдних тварин об'еднали в 4 групи по 7 особин, якихвиводили з експерименту в термiни 3, 7, 14,28 днв п'юля травми, i виконували пстоморфолопчне дослдкення препарат iз зони ушкодження. Результати. Встановле-но, що протягом перших двох тижнв п'юля травми в зон ушкодження проходять регенеративн процеси з утворенням органоспециф'чнихструктур, однак механчн властивост регенерату ще не достатн для пер-винного знерухомлення кра/'в хрящового дефекту, що, як доведено, е основною умовою для утворення хрящепо^бно'/' тканини. З це/ причини функцЬнальне лкування в цей перод може тльки сповльнити про-цес регенерацИ. На 14-ту добу констатовано нтенсивне формування юстково/ тканини субхондральних зон, що е прогностично позитивною ознакою, вд яко/ (що також доведено) прямо залежить регенера^я хряща. Цим манфестуються ознаки готовност регенерату до ремоделювання хрящових дефеккт'в. Протягом останн'к двох тижнв спостергалося моделювання суглобових поверхонь шляхом замсного заповнен-ня дефект юстковою тканиною пластинчасто/ структури i формування волокнистого хряща; вдновлення па^нового хряща не в'!дбувалося. Висновки. Обгрунтованими термнами початку функцюнального л!^кування е перод iз третього iне пзнше юнця четвертого тижня псля травми, що е оптимальним для реалiзацi¡ ефекту фуницонального ремоделювання ушкоджених суглобових поверхонь.
Ключовi слова: внутршньосуглобовi переломи; закрита репози^я в'дламюв; особливост регенерацИ юстково/' та хрящово/' тканини; функцЬнальне ремоделювання
© «Травма» / «Травма» / «Trauma» («Travma»), 2018
© Видавець Заславський О.Ю. / Издатель Заславский А.Ю. / Publisher Zaslavsky O.Yu., 2018
Для кореспонденцм: Бець 1.Г., ДУ «1нститут патологи хребта та суглоб1в iM. проф. М.1. Ситенка НАМН УкраТни», вул. Пушкшська, 80, м. Харш, 61024, УкраТна; e-mail: [email protected]
For correspondence: I. Bets, State Institution "Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine'; Pushkinskaya st, 80, Kharkiv, 61024, Ukraine;
e-mail: [email protected]
Травма
Вступ
Тенденцieю останнiх роив е домшування технологiй вщкрито! репозици та внутр1шньо! ф1ксаци (АО) при внутрiшньосуглобових ушкодженнях. Поряд iз безл1ч-чю позитивних рис, що притаманнi цим технолог!ям, об'ективним негативним фактором залишаеться 1х ви-сока травматичнiсть, що обумовлюе значну кiлькiсть раннiх iнфекцiйно-некротичних ускладнень та пiзнiх порушень регенераци [1]. Щ обставини примушують загострити увагу на питаннях об'ектив1защ! показань до в!дкритих х1рург1чних втручань при внутр1шньосу-глобових ушкодженнях та переглянути лкувальний по-тенцiал менш травматичних технологш лiкування (по-завогнищевий остеосинтез, фксацшний метод тощо). Закритi технолог!! не викликають питань стосовно 1х в!дпов!дност1 61олог1чним принципам, але при цьому репозицшш можливост1 згаданих методик вважаються обмеженими. Одним 1з шляхов полшшення результа-т1в лiкування внутр1шньосугло6ових ушкоджень з ви-користанням закритих технологш видаеться функцю-нальне ремоделювання. Цей ефект помiчено в кл1н1чн1й практищ, коли в частинi випадкiв лкування внутр1ш-ньосуглобових ушкоджень сумн1вн1 первинш результа-ти репозици значно полшшувались у процес1 функцю-нального лiкування, а функцiональнi результати були цтком прийнятними [2]. Так! привабливi перспективи спонукали до поглибленого вивчення цього явища, а саме умов, за яких реалiзуeться ефект функционального ремоделювання, i в першу чергу — оптимальних строив початку функционального лiкування. Питання про строки теж виникло не випадково, бо юнуюча теза щодо цього «чим рашше, тим краще» на практицi мае сумшв-ний вигляд, а кр1м того, не мае н!яко! доказово! бази.
Мета дослщження: на п!дстав1 вивчення структур-них перетворень у повношаровому дефект! суглобово! поверхш визначити оптимальнi часовi параметри проведення реабштацшного лiкування для реал1заци ефекту функцюнального ремоделювання.
Матерiали та методи
Роботу виконано на 28 бтих статевозрiлих (в1ком 6—7 м1сяц1в на початок експерименту) лабораторних щурах-самцях популяци експериментально-бюлопч-но! кл1н1ки Державно! установи «1нститут патологи хребта та сугло61в 1м. проф. М.1. Ситенка Нацюнально! академи медичних наук Украши» (ДУ «1ПХС 1м. проф. М.1. Ситенка НАМН») 1з дотриманням правил бвро-пейсько! конвенци щодо захисту хребетних тварин, яких використовують в експериментальних та 1нших наукових ц1лях, i Закону Украши «Про захист тварин в!д жорстокого поводження» [3, 4]. Проведення екс-периментiв на тваринах схвалено ком1тетом 1з б1оетики при ДУ «1ПХС 1м. проф. М.1. Ситенка НАМН» (протокол № 162 в!д 06.03.2017 р.).
Техтка виконання операци. Тварин ф1ксували в поло-женн1 лежачи на спиш, вистригали шерсть 1 обробляли операцшне поле антисептиком бетадин. П1д загальним знеболюванням (кетам1н 50 мг/кг, внутр1шньом'язово) виконували артротом1ю кол1нного суглоба з передньо-
латерального поздовжнього доступу, змiщували наколь нок медiально та в!дтворювали iмпресiйне повношарове ушкодження суглобово! поверхш латерального вирос-тка стегново! истки глибиною 2,0 мм за допомогою ди-намометричного ударного iмпактора з наконечником цилшдрично! форми та площею поперечного перерiзу 1 мм2 (рис. 1). Шсля оброблення рани антибютиком !! пошарово зашивали. Додаткову iммобiлiзацiю травмо-вано! кiнцiвки не використовували.
Евтаназiю щурiв здiйснювали через 3, 7, 14 i 28 дiб (по 7 тварин на кожен термш) пiсля хiрургiчного втру-чання шляхом введення летально! дози анестетика (ть опентал натрiю 90 мг/кг внутршньом'язово) [2].
Псmологiчне до^дження. Видшяли травмованi колiннi суглоби та фшсували в 10% розчинi нейтрального формалшу, декальцинували в 10% розчиш му-рашино! кислоти, зневоднювали в етиловому спиртi збiльшено! концентрац!! (в!д 60° до 96°) та в сумiшi етилового спирту з дiетиловим ефiром (1 : 1), заливали в цело!дин [3].
Акшальш г!столог!чн! зр!зи кол!нних сугло6!в ви-готовляли на санному м!кротом! Reichert, забарвлю-вали гематоксилiном та еозином, шкрофуксином за Ван г!зоном та анал!зували п!д м!кроскопом Olympus BX63 (Япон!я), фотографували з використанням фо-токамери Olympus DP73 i програмного забезпечення Cell Sens Dimention 1.8.1 (Olympus, 2013). У процеш анал!зу суглобового хряща оцшювали стан поверхне-во!, пром!жно! та зони кальцифшованого хряща. Про-м!жною, або середньою (mid), зоною вважали шар суглобового хряща в!д поверхнево! зони до базофтьно! лш!! (tidemark) зг!дно з рекомендац!ями N. Gerwin i сп!вавт. [6] щодо анал!зу стану суглобового хряща у щур!в, оскшьки на в!дмшу в!д суглобового хряща лю-дини глибока зона в цих тварин не диференцшеться.
Морфометричт долдження. У дтянщ дефекту за допомогою програмного забезпечення Cell Sens Dimention 1.8.1 (Olympus, 2013) вим!рювали площ! (мкм2) утворених тканин (ф!бринового згустка, грануляцшно!, ф!броретикулярно!, к!стково!) i виражали !х у вигляд! в!д-носно! площ! (%) в!д загально! площ! регенерату.
Статистичний anadi3 проведено !з застосуван-ням програм IBM SPSS Statistics 20. Отримаш числов! показники подано у вигляд! M ± m, де M — середне значення показника, m — помилка середнього ариф-метичного. Для перев!рки нормальност розпод!лу ви-користано тест Колмогорова — Смирнова та перевь рено р!вшсть дисперсш у досл!джуваних групах. Для пор!вняння середшх значень показнийв використано t-критерш Стьюдента для незалежних виб!рок. В!д-мшносп вважали значущими за р < 0,05.
Результати та обговорення
3 доби шсля операци
В ус!х тварин чико виявляли зону дефекту, що була заповнена приблизно на 2/3.
Латеральний виросток, утворюючи своер!дну схо-динку суглобово! поверхш, в!дхилявся в бш в!д стег-
Рисунок 1. Динамометричний ударний ¡мпактор
ново! ыстки, проте був з'еднаний i3 материнським кортексом тонким прошарком фiброретикулярноl тканини (рис. 2). У мiжтрабекулярних просторах суб-хондрально! ыстки поблизу дшянки дефекту вщзна-чено формування ретикулофiброзноl тканини, а на вщсташ в них розташовувався червоний ыстковий мозок. Суглобовий хрящ збертався i на виростку, i на шшш частинi стегново! кiстки, проте зазнав структур-них змiн, особливо поблизу зони травми. Зокрема, у поверхневш зош хондроцити були вщсутшми, а ма-трикс забарвлений еозинофтьно.
У середнiй зонi вiдзначено порушення упорядку-вання клiтин i утворення iзогенних груп (3—4), деякi капсули не мютили хондроцитiв. Базофiльна лШя на всiй територй' суглобового хряща, який вкривае стег-нову ыстку, була нерiвномiрною — переривчастою на дтянках, мiсцями подвiйною чи потршною. У зонi кальцифiкованого хряща спостер^али територй' без хондроцитiв, що нерiвномiрне матриксу. На вiдстанi вiд дшянки дефекту структурш перетворення в сугло-бовому хрящi були менш вираженими i проявлялися зниженням щiльностi хондроципв у поверхневiй зонi, неоднорiднiстю забарвлення матриксу та нерiвномiр-нiстю базофтьно! лши.
У синов1альнш оболонц1 заф1ксовано ознаки го-строго запалення.
У дтянщ дефекту виявлено ф1бриновий згусток 1 грануляц1йну тканину, сп1вв1дношення яких у серед-ньому становило 2,8 : 1 (табл. 1).
7 дiб пiсля операцií
У регенерат! з боку дна дефекту вщзначено утворення ыстково! тканини у вигляд1 грубоволокнистих ыстко-вих трабекул з1 значною ыльыстю остеоцит1в 1з великими ядрами та розвинутою базофтьною цитоплазмою, що св!дчить про синтез ними компонент1в матриксу. По зовшшнш поверхн1 ысткових трабекул густо розм1-щувалися функц1онально активн1 остеобласти у вигляд1 частоколу. Ядра в них були розташоваш ексцентрично, м1стили 1—2 ядерця. Зазначеш особливост1 новоутворе-но! кiстковоi' тканини в!дображують високу активнють репаративного остеогенезу. Центральну частину дефекту займала ф1броретикулярна тканина остеогенного типу [5]. У н1й визначено високу щтьнють кл1тин остео-бластичного та ф1бробластичного диферон1в (рис. 3).
Рисунок 2. Фрагмент колнного суглоба щура через 3 доби п!сля травми: латеральний виростокз'еднаний iз крковим шаром ф'/броретикулярною тканиною. Забарвлення гематоксилiном та еозином
Таблиця 1. Вдносна площа тканин (%), сформованих у длянц дефекту в р!зн! термни
спостереження
Структуры перетворення Термш спостереження, доба
3-тя 7-ма 14-та
Фiбриновий згусток 73,99 ± 2,02 - -
Грануляцшна тканина 26,01 ± 2,02 13,84 ± 2,12 р1 = 0,001 -
Фiброретикулярна тканина - 54,51 ± 3,11 54,55 ± 3,48 р2 = 0,99
Кюткова тканина - 31,65 ± 1,94 45,45 ± 3,48 р3 = 0,002
Примтки: в!рог1дн!сть в!дм!нностей середнх значень вщносно! площ! пор 'вняно з попередшм термном дослдження: р1 — грануляц!йно1 тканини; р2 — ф'броретикулярноi; р3 — юстково/.
Рисунок 3. Фрагмент колнного суглоба щура через 7 д!б п!сля травми. Новоутворен! др'бно-петляст к!стков! трабекули, ф'броретикулярна та грануляцйна тканини в зон! дефекту. Розрос-тання сполучноI тканини в порожнин суглоба.
Забарвлення гематоксилном та еозином
Грануляцшну тканину зi значною кшьыстю кро-воносних капiлярiв рiзного дiаметра спостер^али в дтянщ дефекту на рiвнi суглобового хряща, а також поблизу латерального виростка (рис. 3). II вщносна площа вiрогiдно знизилася в 1,87 раза (р = 0,001) по-рiвняно з 3-ю добою (табл. 1).
14 дiб пiсля операцií
Тканини регенерату повнiстю заповнювали зону дефекту (рис. 4). На його поверхш, що межувала з порожниною суглоба, вiдзначено утворення щшьно!
Рисунок 4. Фрагмент колiнного суглоба щура через 14 д!б тсля травми. Новоутворенi юстков! трабекули в д!лянц1 дна дефекту, ф'броретику-лярна тканина остеогенного типу в зовншньому його в'/дд/л/. Забарвлення ткрофуксином за Ван Пзоном
сполучно'! тканини зi значною щшьшстю видовжених клггин. 1хня довга вюь була спрямована паралельно поверхш.
Зокрема, виявляли майже в рiвному сшввщ-ношенш фiброретикулярну та шсткову тканини (табл. 1). Остання утворювалась по периметру дефекту, з боыв материнсько'! ыстки до центру, i мю-тила грубоволокнист кiстковi трабекули зi значною щшьшстю остеоцитiв i функцiонально активних остеобласпв на зовнiшнiй поверхнi, що вщображуе перебiг репаративного остеогенезу. Вщносна площа
Рисунок 5. Фрагмент колiнного суглоба щура через 28 дб тсля травми: а) юсткова тканина пластин-частоI структури в д!лянц! ксткового дефекту; б) фрагмент рис. 5а, нерiвномiрний шар волокнистого хряща на поверхш травматичного дефекту; в) фрагмент рис. 5б, ремоделювання к!стковоI тканини, резорбц'/йна лакуна з остеокластом. Забарвлення гематоксилiном та еозином
к1стково! тканини зб1льшилася пор1вняно з попере-дн1м терм1ном досл1дження в 1,43 раза (р = 0,002). Шдльшсть клггин у ф1броретикулярн1й тканин1 та-кож була високою, и в!дносна площа пор1вняно з 7-ю добою спостереження не змшилася, що можна пояснити реоргашзащею грануляцшно! тканини, яко! вже не виявляли.
28 дiб пiсля оперaцií
На г1стопрепаратах визначали д1лянку травматичного ушкодження, заповнену пластинчастою ыстковою тканиною, яка за структурою зазвичай не в!др1знялась в!д прилегло! материнсько! субхондраль-но! к1стки, складно було визначити меж1 дефекту (рис. 5а). Через це морфометричне досл!дження ви-конувати було недоц1льним.
На поверхн1 дефекту, яка межувала з порожниною суглоба, виявлено утворення нер1вном1рного за тов-щиною шару волокнистого хряща з1 значною щшь-н1стю ф1брохондроцит1в. Вони м1стили розвинену ви-тягнуту базоф1льну цитоплазму та велик1 округл1 ядра (рис. 5а, б).
Новоутвореш к!стков1 трабекули, що розташовува-лися безпосередньо п1д шаром волокнистого хряща, знаходилися в сташ перебудови, про що свщчить не-р1вном1рн1сть !х кра!в 1 наявшсть резорбц1йних лакун з остеокластами та нашарування остео!ду на 1нших да-лянках (рис. 5в).
Волокнистий хрящ також сформувався й на при-легл1й до д1лянки дефекту суглобов1й поверхн1, за-м1стивши суглобовий хрящ, 1 без ч1тко! меж1 переходив у сполучну тканину, яка розмщувалася на частиш поверхн1 збереженого суглобового хряща. На бшьшш частин1 суглобово! поверхн1 дистального еп1ф1за стегново! к1стки визначено деструктивш зм1-ни в суглобовому хрящ1, а саме: в1дсутн1сть поверх-нево! та частково середньо! зон. На решт1 територи, незважаючи на збереження вс!х трьох зон, у ньому виявлено порушення пстоархггектошки (нер1вно-м1рн1сть поверхн1, територи без кл1тин, нер1вном1р-н1сть забарвлення матриксу). Визначен1 структурш особливост1 св1дчать про прогресування артрозних змш у кол1нному суглоб1.
Отже, в результат! морфолопчного досл!джен-ня встановлено, що через 3 доби тсля моделювання повношарового ушкодження суглобово! поверхш латерального виростка стегново! к1стки в д1лянц1 к1ст-кового дефекту утворювався переважно ф1бриновий згусток. Територи, займан1 грануляц1йною тканиною, були майже втрич1 меншими 1 розташовувалися з боку субхондрально! к1стки. В!домо, що формування ф1брин-кров'яного згустка е важливою стад1ею реге-нераци к1стки на локальному р1вн1 [6, 7], проте його механ1чн1 властивост1 не дають змогу стаб1льно ф1к-сувати утвореш п1д час нанесення травми кра! к1стко-во-хрящово! рани. За умов впливу навантаження без додатково! ф1ксаци (особливо в раз1 в!дриву виростка) вони можуть розходитися в сторони, збтьшуючи в та-кий спос1б площу дефекту та призводячи до затримки
процесу регенераци. Зона дефекту на р1вн1 суглобового хряща залишалася незаповненою.
Через 7 д1б п1сля травми площа грануляцшно! тканини зменшувалася в 1,87 раза пор1вняно з по-передн1м термшом. Вона займала територ1ю в центр1 дефекту та на його поверхш, що межувала з порожниною суглоба. Заф1ксовано формування в дефект! ф1броретикулярно! тканини остеогенного типу, на частку яко! припадало 54,51 %, та ыстково! тканини в далянщ дна дефекту — 31,65 %. Зазначене св!дчить про переб1г стади регенераци к1стки з утворенням тканиноспециф1чних структур [10]. Проте механ1чн1 властивост1 тканин регенерату 1 на цей термш досл1-дження залишаються недостатшми для знерухомлен-ня кра!в хрящового дефекту, що, як в1домо, е одшею з передумов для утворення в ньому хрящопод1бно! тка-нини [11].
Через 14 д1б на к1сткову тканину в дтянш травматичного ушкодження припадало 45,5 %, и в1дносна площа зб!льшувалася в 1,43 раза (р = 0,002). Це е про-гностично позитивною ознакою, оскшьки доведено пряму залежшсть м1ж в!дновленням субхондрально! к1стки та регенерац1ею суглобового хряща за умов моделювання ыстково-хрящових дефекпв критичного розм1ру [12].
Через 28 д1б п1сля моделювання травматичного ушкодження в!дзначено заповнення дефекту к1ст-ковою тканиною пластинчасто! структури. Проте в1дновлення суглобово! поверхн1 з утворенням г1а-л1нового хряща не в!дбулося, натом1сть визначено формування волокнистого хряща та прогресування артрозних змш у колшному суглоб!
Висновки
У результат! морфолопчного досл!дження встановлено, що шсля моделювання повношарового ушкодження суглобово! поверхш латерального виростка стегново! к1стки щур1в за допомогою динамометрич-ного ударного 1мпактора в дтянш дефекту на р1вш субхондрально! к1стки в1дбуваються процеси репара-тивного остеогенезу в1дпов1дно до характерних його стадш. Через 3 доби виявлено утворення ф1бринового згустка, який поступово реоргашзуеться з утворенням грануляцшно!, а пот1м ф1броретикулярно! тканини остеогенного типу. Починаючи з 7-! доби визначено формування ыстково! тканини, в!дносна площа яко! зб1льшилася в 1,43 раза на 14-ту добу, а на 28-му вона повшстю заповнювала дефект.
Тобто протягом перших двох тижшв п1сля травми у зон1 ушкодження проходять регенеративш процеси з утворенням органоспециф1чних структур, проте мехашчш властивост1 регенерату залишаються недостатшми для первинного знерухомлення кра!в хрящового дефекту, що, як в!домо, е основною пере-думовою для утворення в ньому хрящопод1бно! тканини. З ше! причини в перш1 два тижн1 п1сля травми функцюнальне л1кування може т1льки затримати процес регенераци. З 14-! доби констатовано штен-сивне формування ыстково! тканини субхондраль-
них зон, що е прогностично позитивною ознакою, вiд яко! (що доведено) прямо залежить регенерацiя суглобового хряща. Цим машфестуються ознаки го-товност регенерату до моделювання ыстково-хря-щових дефектiв. Протягом наступних двох тижшв продовжувалося моделювання суглобово! поверхнi, заповнення дефекпв кiстковою тканиною пластин-часто! структури та формування волокнистого хряща; вщновлення гiалiнового хряща не вщбувалося. За результатами експерименту видаеться коректним зробити висновок, що обГрунтованими строками початку функцюнального лшування е перiод з початку третього та не шзшше кiнця четвертого тижня шс-ля травми, що е оптимальним для реалiзацri ефекту функцюнального ремоделювання ушкоджених су-глобових поверхонь. Часовi коливання в межах озна-ченого перiоду в 2—4 тижш можуть бути обумовленi шдивщуальними особливостями ушкоджень та характером залишкових змiщень.
Конфлiкт штереив. Автори заявляють про вщсут-нiсть конфлшту iнтересiв при пiдготовцi дано! статть
Список лiтератури
1. Chan D.B., Jeffcoat D.M, Lorich D.G., Helfet D.L. Nonunions around the knee joint // International Orthopaedics. — 2010. — Vol. 34(2). — P. 271-281. — doi: 10.1007/s00264-009-0924-9.
2. Бэц И.Г., Стойко И.В. Хирургическое и функциональное ремоделирование суставной поверхности большеберцо-вой кости при переломахpilon// Ортопедия, травматология и протезирование. — 2015. — № 2. — С. 26-29.
3. бвропейська конвенщя про захист хребетних тварин, що використовуються для до^дних та тших наукових щ-лей. Страсбург, 18 березня 1986 року: офщтний переклад [Електроннийресурс]. — Режим доступу: http: zakon.rada. gov.ua/cgi—bin/laws/main.cgi?nreg=994_137.
4. Про захист тварин вiд жорстокого поводження: Закон Украти № 3447-IVвiд 21.02.2006р. [Електронний ресурс] / Верховна Рада УкраИни. — Режим доступу: http:// zakon3.rada.gov.ua/laws/show/3447-15.
5. Саркисов Д.С., Перов Ю.Л. Микроскопическая техника. — М.: Медицина, 1996.
6. Gerwin N., Bendele A.M., Glasson S., Carlson C.S. The OARSI histopathology initiative — recommendations for histo-logical assessments of osteoarthritis in the rat // Osteoarthritis and Cartilage. — 2010. — Vol. 3. — P. 24-34. — doi: 10.1016/j. joca.2010.05.030.
7. Лаврищева Г.И., Оноприенко Г.А. Морфологические и клинические аспекты репаративной регенерации опорных органов. — М.: Медицина, 1996.
8. Попсуйшапка О.К., Лтвшко В.О., Ашукша Н.О. Клiнiко-морфологiчнi стади процесу зрощення вiдламкiв кстки // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2015. — № 1. — С. 12-20. — doi: 10.15674/003059872015112-20.
9. WangX., Friis T.E., MasciP.P., CrawfordR.W., Liao W., Xiao Y. Alteration of blood clot structures by interleukin-1 beta in association with bone defects healing// Scientific Reports. — 2016. — Vol. 6. — P. 35645. — doi: 10.1038/srep35645.
10. Корж H.A., Дедух Н.В. Репаративная регенерация кости: современный взгляд на проблему. Стадии регенерации (сообщение 1)//Ортопедия, травматология и протезирование. — 2006. — № 1. — С. 77-84.
11. Ашукна Н.О. Регенеращя шстково-хрящовоИрани при використанш кальцт-фосфатних керамк: автореф. дис... канд. бол. наук. — К., 2002.
12. Maehara H., Sotome S., Yoshii T. Repair of large osteochondral defects in rabbits using porous hydroxyapatite/ collagen (HAp/Col) and fibroblast growth factor-2 (FGF-2) // Journal of Orthopaedic Research. — 2010. — Vol. 28(5). — P. 677-686. — doi: 10.1002/jor.21032.
Отримано 05.11.2018 ■
Бэц И.Г., Ашукина Н.О, Мальцева В.Е., Никольченко О.А.
ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов им. проф. М.И. Ситенко НАМН Украины», г. Харьков, Украина
Особенности регенерации костной и хрящевой ткани после травматических внутрисуставных
повреждений (экспериментальное исследование)
Резюме. Актуальность. На сегодняшний день в лечении внутрисуставных переломов доминируют технологии открытой репозиции и погружного остеосинтеза. При наличии множества положительных качеств, характерных для этих технологий, объективным негативным фактором является их высокая травматичность, обусловливающая значительное количество ранних гнойно-некротических осложнений и поздних нарушений регенерации. Эти обстоятельства вынуждают вновь заострить внимание на объективизации показаний для открытых хирургических вмешательств при тяжелых внутрисуставных травматических повреждениях. Закрытые технологии лечения внутрисуставных переломов не вызывают вопросов в отношении травматичности и риска гнойно-некротических осложнений, но репозиционные возможности внеочагового остео-синтеза и фиксационного метода считаются ограниченными.
Один из путей улучшения функциональных результатов закрытых технологий — использование эффекта функционального ремоделирования. Это явление замечено в клинической практике, когда первичные сомнительные результаты закрытой репозиции отломков существенно улучшались в процессе функционального лечения, и последующие функциональные результаты лечения оказывались вполне приемлемыми. Такие положительные перспективы потребовали углубленного изучения и определения условий, необходимых для реализации эффекта функционального ремоделирования, и в первую очередь — оптимальных сроков для начала функционального лечения. Вопрос о сроках возник не случайно, так как существующий тезис «чем раньше, тем лучше» на практике выглядит сомнительно и, кроме того, не имеет никакой доказательной базы. Цель. На основании изучения структурных изменений в
полнослойном дефекте суставной поверхности установить оптимальные временные параметры проведения реабилитационного лечения для реализации эффекта функционального ремо-делирования. Материалы и методы. Выполнено экспериментальное исследование на 28 половозрелых крысах, которым после артротомии коленного сустава наносили стандартные травматические повреждения наружного мыщелка бедренной кости. Для стандартизации механизма травмы разработано специальное устройство. Подопытных животных объединили в 4 группы по 7 особей, которых выводили из эксперимента в сроки 3, 7, 14, 28 дней после травмы, и выполняли гистомор-фологическое исследование препаратов из зоны повреждения. Результаты. Установлено, что на протяжении первых двух недель после травмы в зоне повреждения проходят регенеративные процессы с образованием органоспецифичных структур, однако механические свойства регенерата еще не достаточны для первичного обездвиживания краев хрящевого дефекта, что, как доказано, является основным условием для образования хрящеподобной ткани. По этой причине функци-
ональное лечение в этот период может только замедлить процесс регенерации. На 14-е сутки констатировано интенсивное формирование костной ткани субхондральных зон, что является прогностически позитивным признаком, от которого (что также доказано) прямо зависит регенерация хряща. Этим манифестируются признаки готовности регенерата к ремодели-рованию хрящевых дефектов. На протяжении последних двух недель наблюдалось моделирование суставных поверхностей путем заместительного заполнения дефектов костной тканью пластинчатой структуры и формирование волокнистого хряща; восстановления гиалинового хряща не происходило. Выводы. Обоснованными сроками начала функционального лечения является период с начала третьей и не позднее конца четвертой недели после травмы, что является оптимальным для реализации эффекта функционального ремоделирования поврежденных суставных поверхностей. Ключевые слова: внутрисуставные переломы; закрытая репозиция отломков; особенности регенерации костной и хрящевой ткани; функциональное ремоделирование
I.G. Bets, N.O. Ashukina, V.Ye. Maltseva, O.A. Nikolchenko
State Institution "Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine", Kharkiv, Ukraine
Features of regeneration of bone and cartilage tissue after traumatic intraarticular damage
(experimental study)
Abstract. Background. Today, the technology of open reposition and external osteosynthesis (AO) is leading one in the treatment of intraarticular fractures. In the presence of many positive characteristic of these technologies, their high invasiveness, causing a significant amount of early infection necrotic complications and late regeneration disorders, is an objective factor. These circumstances are forcing again to focus on the objectification of indications for open surgical interventions in severe intraarticular traumatic injuries. Extrafocal technologies for the treatment of intraarticular fractures do not raise questions regarding the morbidity and the risk of infection necrotic complications, but the reposition possibilities of the extrafocal osteosynthesis and fixation method are considered limited. One of the ways to improve the functional results of closed technologies is to use the effect of functional remodeling. This phenomenon was observed in clinical practice, when the primary controversial results of closed fragment reposition improved significantly during functional treatment, and the subsequent functional results of treatment were quite acceptable. Such positive perspectives required an in-depth study and determination of the conditions necessary for the implementation of the effect of functional remodeling and, first of all, the optimal time for the start of functional treatment. The issue of timing did not arise by chance, since the existing thesis "the sooner the better" looks doubtful in practice, and, moreover, it has no evidence base. The purpose was to establish the optimal time parameters for the rehabilitation treatment in order to realize the effect of functional remodeling of traumatic injuries of the articular surfaces. Materials and methods. An experimental study was performed on 28 adult rats
that, after arthrotomy of the knee joint, were subjected to standard traumatic injuries of the lateral condyle of the femur. To standardize the mechanism of injury, a special device was developed. Experimental animals were combined into 4 groups of 7 individuals. On days 3, 7, 14, 28, they were sacrificed, and histomorphological study of preparations from the damage zone was performed. Results. It was found that during the first two weeks after injury, regenerative processes in the damage zone occur, with the formation of organ-specific structures, however, the mechanical properties of the regenerate are not yet sufficient for the primary immobilization of the margins of the cartilage defect, which, as proved, is the main condition for the formation of cartilage. For this reason, functional treatment during this period can only slow down the regeneration process. On day 14, an intensive formation of bone tissue of the subchondral zones was established that is a positive prognostic sign, on which (as also proven) the regeneration of cartilage directly depends. This indicates the signs of regenerate readiness for remodeling cartilage defects. Over the past two weeks, modeling of the articular surfaces has been observed by defect replacing of a bone lamellar structure and forming fibrous cartilage; hyaline cartilage recovery did not occur. Conclusions. The reasonable time to start functional treatment is the period from the beginning of the third and no later than the end of the fourth week after the injury, which is optimal for realizing the effect of functional remodeling of damaged articular surfaces. Keywords: intraarticular fractures; closed reposition of fragments; features of the of bone and cartilage tissue regeneration; functional remodeling
