Результаты применения сверхэластичного имплантата из никелид титана при повреждении сухожилия в эксперименте, морфологическое обоснование

Корнилов Денис Николаевич; Попов Иван Владимирович; Раевская Лидия Юрьевна; Гольдберг Олег Аронович; Лепехова Светлана Александровна

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ СВЕРХЭЛАСТИЧНОГО ИМПЛАНТАТА ИЗ НИКЕЛИД ТИТАНА ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ СУХОЖИЛИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ, МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Денис Николаевич Корнилов1, Иван Владимирович Попов1, Лидия Юрьевна Раевская3, Олег Аронович Гольдберг2, Светлана Александровна Лепехова2 ('Иркутская областная ордена «Знак Почета» клиническая больница, гл. врач - к.м.н. П.Е. Дудин;

2Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН, директор - чл.-корр. РАМН, д.м.н., проф. Е.Г. Григорьев; 3Иркутский областной клинический консультативно-диагностический центр,

гл. врач - к.м.н. И.В. Ушаков)

Резюме. Представлен результат изучения особенностей формирования рубца и его качества при использовании шовного материала на основе никелид титана и пролена в эксперименте. Сравнение используемого материала в контрольные сроки и гистологическое изучение последних показало, что по всем оцениваемым характеристикам формируемый рубец сухожилия при использовании никелид титана превосходит таковой при использовании пролена (наиболее часто использующегося шовного материала для реконструкции сухожилия). Выявленные особенности заживления позволяют всесторонне изучить процессы регенерации, и определить новые подходы в лечении и реабилитации повреждений сухожилий на уровне сложных анатомических зон.

Ключевые слова: хирургия кисти, сложные анатомические зоны кисти, шов сухожилия, повреждение сухожилий сгибателей, никелид титановый имплантат.

SUPERELASTIC NICKEL TITANIUM IMPLANT FOR TENDON INJURY IN EXPERIMENT -OUTCOMES OF TREATMENT AND MORPHOLOGICAL BACKGROUND

D.N. Kornilov1, I.V. Popov1, L.Y. Rayevskaya3, O.A. Goldberg2, S.A. Lepekhova2 ('Irkutsk Regional Clinical Hospital; 2Scientific Center of Reconstructive and Restorative Surgery SB RAMS; 'Irkutsk Regional Clinical Consultation and Diagnostic Center, Russia)

Summary. The result of studying the features of the formation of scar and its quality, when using suture material on the basis of nickelide titanium and prolen in the experiment is presented. Comparison of the material used in the control period and histological investigations showed that for all evaluated characteristics formation of a scar tendon using nickelide titanium is more preferable with respect to using prolen (the most commonly used suture material for the reconstruction of a tendon). The revealed features of the healing allow to study comprehensively the processes of regeneration, and to define new approaches in the treatment and rehabilitation of injuries of the tendons at the level of complex anatomic zones.

Key words: hand surgery, complex anatomical zones of the hand, tendon suture, flexor tendon injuries, nickel titanium implant.

Согласно данным литературы одним из возможных видов шовного материала может являться нить на основе никелид титана [1]. Однако информации о характере взаимодействия никелид титана и ткани сухожилия в ранний послеоперационный период в литературных источниках не указывается [4].

Целью нашего исследования было изучение возможности использования сверхэластичного имплантата на основе никелид титана для имплантации при повреждении сухожилия.

Материалы и методы

Экспериментальные исследования выполнены с использованием крыс-самцов линии Вистар (п=36) в возрасте не менее 6 месяцев массой 250-300 г. Работа выполнена на базе научного отдела экспериментальной хирургии с виварием ФГБУ «Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии» СО РАМН (директор - чл.-корр. РАМН Е.Г. Григорьев). Животных содержали в условиях вивария при свободном доступе к воде и пище соответственно нормативам ГОСТа «Содержание экспериментальных животных в питомниках НИИ», все документы, регламентирующие работу вивариев, имелись на протяжении всего времени исследования (виварий I категории, ветеринарное удостоверение 238 №000360 от 30.04.2013 г., служба ветеринарии Иркутской области) [2].

Опыты на животных выполнялись в соответствии с правилами лабораторной практики (GLP), приказа Минздравсоцразвития России от 23.08.2010 г. № 708н «Об утверждении правил лабораторной практики»; правилами гуманного обращения с животными, которые регламентированы «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных живот-

ных», утвержденных приказами Минздрава СССР от 13.11.1984 г. №742 и от 23.01.1985 г. №48 «О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных». А также основывались на положениях Хельсинской Декларации Всемирной Медицинской Ассоциации от 1964 г., дополненной в 1975, 1983 и 1989 гг. Все оперативные вмешательства проводили в стерильных условиях под общей анестезией.

Под наркозом выполняли линейный разрез кожи по задней поверхности голени, мобилизовали ахиллово сухожилие. При помощи проводника имплантировали шовный материал по центральной части сухожилия, от уровня сухожильно-мышечного перехода до места фиксации на уровне пяточной кости, концы имплантатов фиксировали узловым швом.

Животным основной группы (п=18) проведена имплантация никелид титановой нити 120 мкм, в контрольной группе проведена имплантация нити Рго1еп 5\0 (п=18).

В работе использован материал, представляющий собой никелид титановую нить 100 мкм, разработанный на базе научно-производственного предприятия «МИЦ» город Томск (сертификат соответствия РОСС RU. АЯ79Н14192 от 12.04.2011 года).

У всех животных основной и контрольной групп изучали выраженность отека тканей методом волюме-трии.

Метод волюметрии применялся для подтверждения наличия отека на конечности животного, участвующего в эксперименте. Нами проводилось волюметрическое обследование конечности лабораторной крысы с использованием градуированного химического стакана. Физиологический раствор или воду наливали в стакан до стандартной метки, чтобы конечность животного была полностью погружена в жидкость. Уровень подъ-

ема жидкости или количество вытесненной жидкости в мл являлись критерием динамики регресса отека.

Морфологические изменения в тканях дефекта изучали в динамике на 3-и, 7-е, 14-е после имплантации.

Для гистологического исследования были подготовлены макропрепараты - голени самцов породы Вистар с имплантированной нитью Рго1еп 5/0 и никелид титановой нитью 100 мкм.

Образцы фиксировали в 10% забуференном формалине, после обезвоживания проводилась прецизионная вырезка препаратов (рис. 1) с имплантированной нитью Рго1еп 5/0 и никелид титановой нитью 120 мкм.

А

Срезы толщиной 5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином и гематоксилином и пикрофуксином по Ван-Гизону, исследовали в световом микроскопе с увеличением 40х, 100х и 200х.

Результаты и обсуждение

Было проведено морфологическое обоснование использования сверх эластичного имплантата на основе никелид титана. В послеоперационном периоде при проведении клинического наблюдения отмечалось: характер заживления ран, отёк и движение конечности.

Заживление послеоперационных ран протекало без осложнений, раны были заживлены на шестые сутки в основной и контрольной группах.

Восстановление активной опоры на лапу в основной группе наступило на вторые сутки и на третьи сутки в контрольной группе. При сопоставлении результатов статистически значимых различий в сроках заживления ран не отмечено. Степень отёка конечности определялась методом волюметрии.

При исследовании отёка конечности методом во-люметрии на 3-и сутки нами были выявлены различия по степени отёка конечностей в виде вытеснения жидкости в основной группе 1,5 (1,2-1,7) мл, в контрольной 3,6 (3,3-4,1) мл (р=0,0001). На 7-е сутки исследования на фоне общего снижения отёка конечностей тенденция в преобладании отёка в контрольной группе сохранялась, составляя объём вытеснения жидкости 2,4 (2,12,9) мл, в то время как в основной группе 1,1 (0,8-1,3) мл (р=0,0002). К 14-м суткам исследования выявленная закономерность сохранялась и составляла в основной группе 0,5 (0,2-,0,7) мл, в контрольной - 1,0 (0,8-1,3) мл (р=0,008).

Таблица 1 Оценка восстановления двигательной и опорной функции оперированных конечностей

Оценка восстановления двигательной и опорной функции лап проводилась путём наблюдения за исследуемыми животными, при этом выявлены значимые различия между основной и контрольной групп (табл. 1).

Из проведённого на- Примечание: 1 балл - отсут-блюдения выявлена наи- ствие опоры на оперированную более ранняя активация конечность; 2 балла - огора та оте-животных в основной рированную к°нечность с подвы"

, вихом лапы; 3 балла - полная опора

группе (шов выполнен на лапу. никелид титановой нитью 120 мкм).

При гистологическом исследовании через трое су-

Группа Сутки

3 7 14

Основная 2 3 3

Контрольная 1 2 3

)Ш1НН1|11Н|||Н||Щ|1Ш!Ш1Т 0см«*/ £ 3

Б

А - нить никелид титан 120 мкм. 1 - ахиллово сухожилие, 2 - фиксированная нить. Б - нить Рго1еп 5/0. 1 - ахиллово сухожилие, 2 - фиксированная нить.

Рис. 1. Крыса, 14 сутки исследования. Макропрепараты сухожильно-мышечного комплекса голени с имплантированной нитью.

Далее изготовленные препараты заливали в вакуумном процессоре в парафин. Блоки полученного материала.

Продольные срезы изготавливались на санном микротоме «МС-2», ЗМА, г. Харьков. В связи с прочностными характеристиками материала на основе никелид титана и невозможностью проведения последнего через микротом, нить подсекалась и удалялась при помощи микрохирургической техники с увеличением х12, таким образом, чтобы не повредить зону контакта сухожилия и материала.

Рис. 2. Крыса. 3-и сутки исследования. Стенка канала пролена в сухожилии с инфильтрацией макрофагами и полинуклеарными лейкоцитами: 1 - сухожилие, 2 - канал нити, 3 - капсула. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200х.

Рис. 3. Крыса. 3-и сутки исследования. Стенка канала нити никелид титана в сухожилии: 1 - сухожилие; 2 - канал нити. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200х.

ток (рис. 2) после наложения экспериментального шва вокруг проленовой нити выявляли формирование воспалительного вала, представленного макрофагами с не-

-V"

Рис. 4. Крыса. 7-е сутки исследования. Формирование соединительно-тканной стенки канала пролена: 1 - сухожилие, 2 - канал нити, 3 - фибробласты в формирующейся капсуле, 4 - формирующаяся щелевидная полость между капсулой и сухожилием. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200х.

большим количеством полинуклеарных лейкоцитов.

В то же время экссудативная реакция вокруг нити из никелид титана (рис. 3) была минимальной и была

представлена единичными мононуклеарами. В обоих случаях сухожилие было отечно, с щелевидными пространствами между коллагеновыми пучками и единичными полинуклеарными экстравазатами.

Канал нити в сухожилии окружен экссудативным валом, представленным макрофагами и нейтрофилами.

Канал нити окружен единичными макрофагами. Наблюдается отек сухожилия.

При микроскопическом исследовании зоны проведения проленовой нити в сухожилии на 7 сутки эксперимента выявляли: вокруг проленовой нити (рис. 4, 5) формирование капсулы из соединительной ткани с разной степенью зрелости, умеренным отеком, инфильтрацией макрофагами, эпителиоидными клетками и небольшим количеством нейтрофилов.

Рис. 6. Крыса. 7-е сутки исследования. Формирующаяся муфта вокруг нити никелид титан, 1 - сухожилие, 2 - канал нити, 3 - капсула. Окраска гематоксилин-эозином.

Ув. 200 х.

Капсула вокруг нити из никелида титана (рис. 6, 7) была образована молодой соединительной тканью с высокой плотностью активных ориентированных фи-бробластов и коллагеновых нитей. Капсула вокруг про-леновой нити была значительно шире, чем вокруг нити из никелида титана.

Рис. 5. Крыса. 7-е сутки исследования. Формирование соединительно-тканной стенки канала пролена: 1 - сухожилие, 2 - канал нити, 3 - фибробласты в формирующейся капсуле, 4 - формирующаяся щелевидная полость между капсулой и сухожилием. Окраска пикрофуксином.

Ув. 100х.

Рис. 7. Крыса. 7-е сутки исследования. Формирующаяся муфта вокруг нити никелид титан, 1 - сухожилие, 2 - канал нити, 3 - капсула. Окраска пикрофуксин. Ув. 100 х.

Стенки канала нити пролена, окруженные формирующейся соединительной тканью, инфильтрированные макрофагами и нейтрофилами. При окраске гематоксилином и пикрофуксином в области капсулы, окружающей нить пролена, определяются поля формирующейся соединительной ткани со слабо прокрашиваемым коллагеном и прилежащие участки сухожилия. Формируется щелевидная полость между капсулой и сухожилием.

на всем протяжении имела связь с эндотендоном прошитого сухожилия. Между капсулой вокруг проленовой нити и тканью сухожилия формировались щелевидные

Л

Рис. 8. Крыса. 14-е сутки исследования. Сформированная соединительно-тканная стенка канала пролена: 1 - сухожилие, 2 - канал нити, 3 - капсула, 4 - щелевидное пространство между капсулой и сухожилием. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200х.

Фибробласты и колагеновые нити ориентируются вокруг канала нити.

Микроскопическая картина на 14 сутки эксперимента: в зоне проленового шва (рис. 8, 9) обнаружена

Рис. 10. Крыса. 14-е сутки исследования. Капсула муфты вокруг нити никелид титан, 1 - сухожилие, 2 - капсула. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200х.

Рис. 9. Крыса. 14-е сутки исследования. Сформированная соединительно-тканная стенка канала пролена: 1 - сухожилие, 2 - канал нити, 3 - капсула, 4 - щелевидное пространство между капсулой и сухожилием. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100х.

молодая рыхлая соединительная ткань с высокой плотностью клеток, относительно тонкими, хаотично расположенными коллагеновыми волокнами, большим количеством тонкостенных капилляров и скудной монону-клеарной инфильтрацией. В то же время капсула вокруг нити из никелида титана (рис. 10, 11) была представлена плотной соединительной тканью с компактным расположением ориентированных коллагеновых волокон.

На представленном рисунке четко прослеживается рыхлая соединительная ткань вокруг канала нити со сформированной щелью между капсулой и сухожилием.

При применении в качестве шовного материала нить из никелид титана образующаяся соединительная ткань вокруг канала нити плотная и связана с эндотендоном.

После проведённого гистологического исследования выявлено, что капсула вокруг нити из никелида титана

Рис. 11. Крыса. 14-е сутки исследования. Капсула муфты вокруг нити никелид титан, 1 - сухожилие, 2 - капсула.

Окраска пикрофуксином. Ув. 100х.

пространства.

Таким образом, нами установлено, что в течение всего срока исследования до 14-х суток после наложения шва сухожилия имеются отличия между гистологическим ответом на нить из пролена и нить из нике-лида титана. Пролен, имплантированный в сухожилие, вызывал выраженную экссудативную реакцию с последующим формированием широкой соединительнотканной капсулы лишь частично интегрированной с окружающими тканями. В то время как никелид титана индуцировал развитие фиброзной, полностью интегрированной с сухожилием фиброзной муфты в кратчайшие сроки.

Полученные результаты показывают преобладание исследуемого материала (никелид титан) над классическим шовным материалом (Рго1еп), которое проявляется уже в раннем послеоперационном периоде, что позволяет говорить о приоритетности использования сверхэластичного имплантата на основе никелид титана для реконструкции сухожилия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гюнтер В.Э., Ходоренко В.Н., Ясенчук Ю.Ф., Чекалкин Т.Л. и др. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения. - Томск: Изд-во МИЦ, 2006. - 296 с.

2. Лепехова С.А. Программа стандартных операционных процедур: лабораторные животные (прием, содержание, уход

и контроль здоровья животных в вивариях медицинского учреждения: учеб. пособие. - Иркутск: НЦРВХ СО РАМН; ИГМУ, 2012. - 96 с.

3. Неттов Г.Г. Способ сшивания сухожилий // Казанский медицинский журнал. - 1986. - Т. 67. №3. - С.219-220.

4. Попов И.В., Корнилов Д.Н. Хирургия повреждений сухожилий сгибателей на уровне кисти // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). - 2013. - №1. - С.22-27.

5. Strickland J.W. Flexor tendon injuries: I. Foundation of

Treatment // J. Am. Acad. Orthop. Surg. - 1995. - Vol. 3. №1. -P.44-54.

6. Tsuge K., Ikuta Y., Matsuishi Y. Intra-tedinous Tendon Suture in the Hand // Hand. - 1975. - Vol. 7. №3. - P.250-255.

REFERENCES

1. Gunter V.E., Khodorenko V.N., Yasenchouk Yu.F., et al. Nickel titanium. Medical material of new generation. - Tomsk: Izdatelstvo MIC, 2006. - 296 p. (in Russian)

2. Lepekhova S.A. Program of standard surgical procedures: laboratory animals (admittance, maintenance, care and control of animals' health in vivarium of a medical establishment): tutorial. - Irkutsk: NCRVH SO RAMN; IGMU, 2012. - 96 p. (in Russian)

3. Nettov G.G. Method of tendon suturing // Kazanskiy medicinskiy jurnal. - 1986. - Vol. 67. №3. - P.219-220. (in

Russian)

4. Popov I. V., Kornilov D.N. Surgery of flexor tendon injuries of the hand // Sibirskij medicinskij zurnal (Irkutsk). - 2013. - №1. - P.22-27. (in Russian)

5. Strickland J.W. Flexor tendon injuries: I. Foundation of Treatment // J. Am. Acad. Orthop. Surg. - 1995. - Vol. 3. №1. -P.44-54.

6. Tsuge K., Ikuta Y., Matsuishi Y. Intra-tedinous Tendon Suture in the Hand // Hand. - 1975. - Vol. 7. №3. - P.250-255.

Информация об авторах:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Корнилов Денис Николаевич - врач хирург микрохирургического отделения ИОКБ. 664079 Иркутск, микрорайон Юбилейный, 100. (3952) 407946; Попов Иван Владимирович - к.м.н., заведующий микрохирургическим отделением; Раевская Лидия Юрьевна - заведующая отделом патоморфологии и цитологии, патологоанатом; Гольдберг Олег Аронович -к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории патофизиологии тканей и функциональной морфологии; Лепехова Светлана Александровна - д.б.н. заведующая научным отделом экспериментальной хирургии с виварием, главный научный сотрудник отдел медико-биологических исследований и технологий.

Information About the Authors:

Kornilov Denis Nickolayevich - surgeon of the unit of microsurgery, Yubileyniy, 100, 664079, Irkutsk, tel. (3952) 407946; Popov Ivan Vladimirovich - MD, PhD, head of the unit of microsurgery; Rayevskaya Lidia Yuryevna - head of the department of pathomorphology and cytology, morbid anatomist; Goldberg Oleg Aronovich - MD, PhD, leading scientific worker of the laboratory of pathophysiology and functional morphology; Lepekhova Svetlana Aleksandrovna - PhD, Professor, head of the scientific department of experimental surgery with vivarium, chief scientific worker of the department of medical-biological researches and

technologies.

ВЛИЯНИЕ ЦЕРУЛОПЛАЗМИНА НА КОЛИЧЕСТВО, АДГЕЗИЮ, АГРЕГАЦИЮ И РЕАКЦИЮ ОСВОБОЖДЕНИЯ ТРОМБОЦИТОВ

Елена Николаевна Ермолаева, Людмила Владимировна Кривохижина, Салават Абдулхакович Кантюков (Южно-Уральский государственный медицинский университет, ректор - член-корр. РАМН, д.м.н., проф. И.И. Долгушин, кафедра патологической физиологии, зав. - д.м.н., проф. Л.В. Кривохижина)

Резюме. В эксперименте на животных выявлено, что введение церулоплазмина интактным крысам 3-кратно с интервалом 48 ч в суммарной дозе 60 мг/кг массы тела животного приводит к статистически значимому повышению числа тромбоцитов на 8-е и 12-е сутки эксперимента с одновременным снижением их ретенционной, агре-гационной функций и уменьшением реакции высвобождения тромбоцитарных факторов. Церулоплазмин - белок острой фазы, его концентрация увеличивается при любых воздействиях на организм. Он является главным анти-оксидантом плазмы, следовательно, может изменять функцию тромбоцитов, активация которых связана с интенсивностью процессов свободнорадикального окисления.

Ключевые слова: тромбоциты, адгезия, агрегация, церулоплазмин, крысы, белок острой фазы, экспериментальное исследование.

INFLUENCE OF CERULOPLASMIN ON PLATELET COUNT, ADHESION, AGGREGATION AND PLATELET RELEASE REACTION (EXPERIMENTAL STUDY)

E.N. Ermolaeva, L.V. Krivokhizhina, S.A. Kantyukov (South Ural State Medical University, Chelyabinsk, Russia)

Summary. In animal experiments revealed that the introduction of ceruloplasmin to intact rats triple at intervals of 48 hours at a total dose of 60 mg/kg of body weight leads to an increase in platelet count on 8 and 12 days of experiment, while reducing their retention, aggregation functions, and the platelet release reaction factors. Ceruloplasmin - acute-phase protein, its concentration increases with any impacts on the body. It is the principal plasma antioxidant and therefore may change the function of platelets, activation of which is associated with the processes of free radical oxidation.

Key words: platelet adhesion, aggregation, ceruloplasmin.

Церулоплазмин (ЦП) - это медьсодержащий глико-протеин Н2-глобулиновой фракции сыворотки крови человека и высших животных. Его концентрация в крови человека составляет 0,25-0,45 г/л, у крыс несколько выше [8]. Физиологические функции ЦП могут быть суммированы следующим образом: транспортер меди, мобилизатор сывороточного железа, главный антиок-

сидант плазмы, регулятор уровня биогенных аминов; выявлены его антианемический, антиагрегантный, им-муномодулирующий эффекты [7,8]. ЦП относят к белкам острой фазы, его концентрация увеличивается при воспалении, обязательным клеточным компонентом которого являются тромбоциты. Внутренние процессы активации тромбоцитов завершаются осуществлением

Superelastic nickel titanium implant for tendon injury in experiment - outcomes of treatment and morphological background