CC BY
22
УДК 612.398.12:616.718.4.5/6-004.6-089.84
М.В. Стогов, А.Н. Дьячков, Д.Ю. Борзунов, И.В. Ручкина
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БИОХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ СЫВОРОТКИ КРОВИ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССОВ ЗАМЕЩЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ В УСЛОВИЯХ ЧРЕСКОСТНОГО ОСТЕОСИНТЕЗА
ФГУН «РНЦ «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А. Илизарова Росздрава»
(Курган)
Представлены результаты сравнительного анализа биохимических показателей сыворотки крови при динамической и статической моделях замещения дефектов длинных костей в эксперименте с использованием, чрескостного остеосинтеза. Показано, что активность и длительность процессов костного ремоделирования наблюдаемых при возмещении костных дефектов возрастает, с увеличением размеров создаваемого дефекта.
Ключевые слова: биохимия, костные дефекты, чрескостный остеосинтез
THE COMPARATIVE ANALYSIS OF BIOCHEMICAL CHANGES IN BLOOD SERUM FOR MODELING THE PROCESSES OF BONE DEFECT FILLING UNDER TRANSOSSEOUS OSTEOSYNTHESIS
M.V. Stogov, A.N. Diachkov, D.Y. Borzounov, I.V. Rouchkina
State Science Institution - Russian Ilizarov Scientific Center «Restorative Traumatology and
Orthopaedics», Kurgan
The authors present the results of the comparative analysis of biochemical measurements in blood serum, for both the dynamic and static model of experimental filling long bone defects using the technique of transos-seous osteosynthesis. It is demonstrated, that the activity and duration of bone remodeling processes observed during bone defect filling raise as far as sizes of the defect produced, increase.
Key words: biochemistry, bone defect, transosseous osteosynthesis
Проблема полноценного восстановления анатомической целостности и функциональной состоятельности кости до сих пор является актуальной. Известные способы замещения дефектов костей свободными ауто-, аллотрансплантатами сопряжены с необходимостью выполнения достаточно травматичных оперативных вмешательств, а применение массивных трансплантатов не обеспечивает полноценного восстановления костного остова, т.к. реплантаты имеют ограниченные возможности для органотипической перестройки в связи с отсутствием полноценной реваскуляризации [1—3].
Использование васкуляризированных аутотрансплантатов проблематично из-за травматично-сти и технической сложности оперативного вмешательства, ограниченности доступного донорского материала в организме, высокого процента неудовлетворительных исходов лечения, связанных, в основном, с тромбозом артерио-венозных шунтов, отторжением, нагноением и переломами массивных реплантатов [4, 5].
Несвободная костная пластика по Г.А. Илиза-рову позволяет реализовать широкие возможности для полноценного анатомо-функционального восстановления поврежденной конечности [6]. В результате эволюции технологий удлинения отломков по Г.А. Илизарову предложен ряд способов замещения костных дефектов, в том числе поли-локальным формированием дистракционных регенератов [7, 8]. В последнее время обосновывается метод замещения дефектов длинных костей без дистракции, предусматривающий отграничение области дефекта от окружающих тканей и стабильную фиксацию костных отломков аппаратом для чрескостного остеосинтеза [9, 10].
Цель настоящего исследования состояла в сравнительном анализе биохимических показателей сыворотки крови при динамической и статической моделях замещения дефектов длинных костей с использованием чрескостного остеосинтеза.
МЕТОДИКА
Эксперименты выполнены на 26 беспородных собаках в возрасте 1—3 лет, полученных из вивария клиники животных РНЦ «ВТО» после прохождения комплекса ветеринарно-профилактических мероприятий в течение тридцатидневного карантина. Оперативные вмешательства выполняли в
стерильных условиях операционной под управляемым внутривенным барбитуровым наркозом, с предварительной премедикацией животных (2% рометар, 0,1% атропин, 1% димедрол) за З0-40 минут до начала наркоза.
У животных первой группы (n = 1З) в средней трети диафизов берцовых костей чрезнадкостнич-но пилой Джигли создавали циркулярные чрезнад-костничные дефекты и изолировали их от окружающих тканей трубчатыми тонкостенными аллотрансплантатами. Отломки большеберцовой кости жестко фиксировали аппаратом для чрескостного остеосинтеза. Протяженность дефектов составляла 15,0 ± 2,5 % от исходной длины берцовых костей. Во второй группе (n = 1З) пострезекционные дефекты замещали полилокальным формированием дистракционных регенератов. Экспериментальной моделью был выбран дефект дистального метадиа-физа берцовых костей, составлявший 20,9 ± 0,З % от исходной длины большеберцовой кости. Корти-котомии проксимального отломка одновременно выполняли на уровне нижнего края бугристости большеберцовой кости и в его диафизарной части на 1,0 — 1,5 см дистальнее входа в костномозговую полость питательной артерии (a. nutricia). Перемещение сформированных фрагментов в межотлом-ковом диастазе выполняли с суточным темпом 1 мм за 4 приема в течение 28 суток.
Забор крови проводили до операции и в послеоперационном периоде на различных этапах эксперимента. 14, 21 и З5-е сутки после операции во второй группе приходились на этап дистракции, б0-е - на этап фиксации, 90-е - на безаппаратный период. В сыворотке крови изучали ферментативную активность щелочной (ЩФ) и тартратрезис-тентной кислой фосфатаз (ТрКФ), концентрацию общего кальция, неорганического фосфата, которые определяли на автоматическом анализаторе «Stat Fax®» 1904 Plus (США), используя наборы реактивов фирмы «Vital Diagnostic» (Россия).
Выборки оценивали на нормальность по критерию Шапиро-Уилка, значимость межгруппо-вых различий оценивали с помощью непараметрического W-критерия Манна — Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Концентрация общего кальция и неорганического фосфата практически во все сроки экспери-
Экcпepиraeнтaльныe иccлeдoвaния в мєднцннє н бію^™»!
175
мента достоверно между исследуемыми группами не отличалась (рис. 1), более того, тенденция изменения содержания кальция в сыворотке в обеих группах была практически одинакова (рис. 1а). Отмеченные отличия уровней фосфата между группами на 7-е сутки после операции (рис. 1б) не являются показательными для различия между группами.
Заслуживает внимания статистически значимое снижение сывороточной концентрации кальция во второй группе на 35-е сутки после операции, что соответствовало концу этапа дистракции. Дело в том, что снижение уровня кальция в сыворотке к концу дистракции отмечалось и у собак при экспериментальном удлинении голени (работа проводилась совместно с д.м.н. С.А. Ерофеевым). Так, у животных с замещением дефекта без дистракции (1 группа) к 35-м суткам эксперимента снижение кальция в среднем составляло 1 % (р = 0,32) от дооперационного уровня, у второй группы с замещением дефекта с одновременным двухуровневым удлинением отломка — 14% (р = 0,03), а у животных при удлинении берцовых
костей до 20 % от исходной длины голени — 6 % (р = 0,05). Это свидетельствовало о том, что гипо-кальциемия во второй группе экспериментальных животных была вызвана дозированным перемещением сформированных фрагментов, а не скелетной операционной травмой.
Активность фосфатаз сыворотки крови в сравниваемых группах представлена на рисунке
2. Активность ЩФ в первой группе была ниже, чем у собак второй группы (рис. 2а). Причем, если во второй группе активность ЩФ в течение первых 60 дней эксперимента поддерживалась на высоком уровне — более 200 % от нормы, то в первой группе животных после высокого пика на 7-е сутки наблюдалось снижение уровня фермента в сыворотке. Учитывая то, что ЩФ сыворотки крови является показателем остеобластической активности, можно сделать вывод о том, что устойчивый повышенный уровень ЩФ во второй группе животных был связан с более активным процессом костеобразования в динамической модели замещения пострезекционного дефекта двухуровневым удлинением отломка, поддержи-
Рис. 1. Изменение концентрации общего кальция (а) и неорганического фосфора (б) в сыворотке крови собак первой и второй групп в ходе эксперимента: ▲ - 1 группа; □ - 2 группа. Примечание: * - различия между группами в
указанный срок достоверны при уровне значимости p <0,05.
Рис. 2. Изменение активности щелочной (а) и тартратрезистентной кислой фосфатазы (б) в сыворотке крови собак первой и второй групп в ходе эксперимента: ▲ - 1 группа; □ - 2 группа. Примечание: * - различия между группами в указанный срок достоверны при уровне значимости p < 0,05.
ваемым в течение всего периода чрескостного остеосинтеза.
Сходство динамики активности между группами отмечалось для ТрКФ (рис. 2б). Особенно отчетливо это проявлялось в течение первых 35-и дней после операции, причем к этому сроку эксперимента приходился максимум ферментативной активности в обеих группах. На 60 и 90-е сутки после операции активность ТрКФ у собак первой группы снижалась и достигала дооперационных значений (94 и 105 % от нормы, соответственно на 60-е и 90-е сутки после операции, при р > 0,10), в свою очередь у животных второй группы уровень ТрКФ в эти сроки оставался достоверно повышенным (207 и 210 % от нормы, соответственно, при р = 0,02). Такое длительное сохранение высокой активности ТрКФ, связанное с процессами костной резорбции, на наш взгляд, было вызвано относительно большей величиной сформированного дефекта голени у животных второй группы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, интенсивность и продолжительность последовательно протекающих стадий костеобразования и остеолиза, направленных на восполнение потери костной ткани и восстановление целостности поврежденного сегмента, зависит от величины создаваемого у здоровых собак дефекта диафизов берцовых костей. Данная зависимость выражается следующим образом: активность и длительность процессов костного ремоделирования возрастает с увеличением размеров дефекта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зацепин С.Т. Наш опыт применения свободной костной гомо- и аутопластики в клинике костной патологии / С.Т. Зацепин, Н.Е. Махсон, Л.П. Кузьмина // Матер. VI съезда травматологов-ортопедов Укр. ССР. — Киев, 1971. — С. 104—106.
2. Лаврищева Г.И. Регенерация и кровоснабжение кости / Г.И. Лаврищева, С.П. Карпов, И.С. Багу. — Кишинев: Штиинца, 1981. — 168 с.
3. Лаврищева Г.И. Морфологические и клинические аспекты репаративной регенерации опорных органов и тканей / Г.И. Лаврищева, Г.А. Оноприенко. — М.: Медицина, 1996. — 208 с.
4. Гришин И.Г. Ошибки и осложнения остеосинтеза при микрохирургических костно-пластических оперативных вмешательствах / И.Г. Гришин, А.В. Евграфов, М.М. Крошкин // Остеосинтез, ошибки, осложнения: Тез. докл. I респ. науч.-практ. конф. травматол.-ортопед. Крыма. — Судак, 1992. - С. 62-63.
5. Богов А.А. Новое в лечении дефектов длинных трубчатых костей / А.А. Богов, А.Ю. Плаксей-чук // Материалы первого пленума ассоциации травматологов и ортопедов Российской Федерации. — Самара, 1994. — С. 120-121.
6. Шевцов В.И. Дефекты костей нижней конечности / В.И. Шевцов, В.Д. Макушин, Л.М. Куф-тырев. — Курган, 1996. — 502 с.
7. А.с. 1526666 СССР, МКИ4 А 61 В 17/56 Способ лечения дефекта кости / В.Д. Макушин, Л.М. Куфтырев (СССР). — 4390380/14; Заявлено 09.03.88; Опубл. 23.05.91, Бюл. № 19.
8. Борзунов Д.Ю. Замещение дефектов длинных костей полилокальным удлинением отломков (экспериментально-клиническое исследование): Авто-реф. дис. ... д-ра мед. наук. — Курган, 2004. — 44 с.
9. Экспериментальное изучение заживления циркулярных дефектов длинных трубчатых костей / В.И. Шевцов, А.Н. Дьячков, И.В. Ручкина, Е.В. Осипова // Человек и его здоровье: — Материалы 8-го Рос. Национал. Конгресса. — СПб., 2003. — С. 104—105.
10. Шевцов В.И., Дьячков А.Н., Ручкина И.В. Способ моделирования замещения дефекта длинной трубчатой кости, заявка № 2003116014 от 28.05.2003 на выдачу патента РФ на изобретение.
