CC BY
58
растворе, укладываем их в костный дефект, и вдавливаем с помощью импактора. При этом диаметр импактора должен быть на 2 мм меньше устанавливаемого вертлужного компонента. После импакции костных чипсов мы устанавливали вертлужный компонент. Перед операцией производятся расчеты объема дефекта вертлужной впадины и соответственно предполагают объем необходимого костного аллотрансплантата.
Следовательно, мы можем заказать необходимое количество головок бедренных костей до операции и костная пластика будет полноценной. Расчеты производятся по следующей методике. Объем костного дефекта представляет собой разницу между объемом пораженной вертлужной впадины и воображаемым объемом вертлужного компонента, размер которого определяется при помощи стандартных шаблонов по рентгенограммам. Эти объемы представляют собой приблизительно полусферы.
Рис. Импактор для костной пластики
Зная математическую формулу для расчета объема шара:
V = 4/3nR3, где V - объем шара, R - радиус шара. Отсюда объем полусферы будет равен: V = 2/3nR3. Таким образом:
Vдефекта = '^'впадины — ^ацетабулярного компонента или '^1ефекта = 2/3nRl
- 2/3nR23, где Ri - радиус впадины; R2 - радиус вертлужного
компонента. Рассчитав объем дефекта, мы можем представить объем необходимого костного трансплантата. Но костные чипсы при импакции сминаются и, как следствие, их объем уменьшается. Поэтому необходимо знать степень уменьшения объема костного трансплантата при импакции. Как указывалось выше, при имплантации используются головки трупных бедренных костей, разделенные надвое, следовательно,
трансплантаты можно также представить как полусферы и рассчитывать их объемы по формуле V = 2/3nR33, где R3 - радиус головки. Степень уменьшения объема костного трансплантата при импакции мы определяли следующим образом. В стеклянный сосуд цилиндрической формы объемом 5 см3, диаметром 1 см мы насыпали 5 см3 смоченных в физиологическом растворе костных чипсов и производили сжатие при помощи подогнанного поршня. В результате получались следующие объемы костного вещества: 1,5 см3, 1,7 см3, 1,7 см3 , 1,6 см3 и 1,8 см3; в среднем 1,66 см3. Это означает, что при импакции костный трансплантат сжимается в три раза. То есть, если рассчитанный объем дефекта составляет, например, 50 см3, то нам необходимо 150 см3 кости, чтобы заполнить этот дефект или 5 «полуголовок» радиусом 2,5 см.
'^необходимой кости = 3х'^кос'того дефекта.
Используя эту методику, нам удалось систематизировать подготовку к костной пластике и улучшить ее качество.
Литература
1. Шерепо К. М. Асептическая нестабильность при тотальном эндопротезировании сустава: Дис...докт. мед. наук.-М.,1990.
2. Willem Schreurs B. et al // J.of Bone and Joint Surgery.-2004.- Vol. 86.- Р. 2385-2392.
УДК 616.832-004.21:613.1:550.47 (470.57)
СВЯЗЬ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА С МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
К.З. БАХТИЯРОВА, Л.А. ФАРХУТДИНОВА, Р.В. МАГЖАНОВ*
Рассеянный склероз (РС) - серьезное неврологическое заболевание, наносящее ущерб как людям, страдающим им, так и их окружению. Повышенное внимание к проблемам РС во всех странах связано с тем, что страдают в большинстве своем молодые люди, ведущие активную трудовую деятельность и социальную жизнь, часто страдают молодые семьи [5, 14]. Этиология РС неизвестна. Наиболее обоснованной считается мультифакториальная теория, подразумевающая необходимость воздействия внешнего фактора, вероятнее всего, инфекционного, на генетически предрасположенных лиц, а также неизвестные пока географические особенности местности проживания. Один из наиболее интригующих аспектов болезни - кажущееся странным ее распространение во времени и пространстве. В разных регионах, соседних странах, даже в пределах одной страны, и в различных этнических группах показатели распространенности и заболеваемости РС могут значительно меняться [5,13-15]. Изучение вариабельности распространения болезни может выявить неизвестные причины ее развития. В работах ученых неоднократно предпринимались попытки связать развитие РС с наличием в окружающей среде избытка или недостатка определенных природных химических соединений -мышьяка, свинца, марганца, окиси углерода, алюминия, молибдена и др. [7, 9, 14]. В Башкирии в 1948-1982 гг. проводилось изучение связи распространенности РС с природногеографическими факторами и, прежде всего, с содержанием микроэлементов в почвах. Распространенность была наибольшей в районах, почвы которых менее обеспечены подвижной медью и марганцем. Особо высока была заболеваемость в районах, в почвах которых имелся дефицит одновременно трех микроэлементов (МЭ - меди, марганца и кобальта), составляя 54 случая на 100 000 населения [2].
Главную роль в формировании микроэлементного состава биосферы выполняет геологическая среда [8]. В отличие от всех веществ, синтезируемых организмами, химические элементы поступают в организмы из геохимической среды, где их источником являются почвообразующие породы. За последние десятилетия накопились многочисленные данные о значении МЭ для нормального функционирования всех органов и систем организма человека, а также о роли микроэлементного дисбаланса практически при всех видах патологии [1, 3]. Имеются данные о связях микроэлементного состава горных пород с неврологической заболеваемостью в северо-восточных районах Республики Башкортостан (РБ) [3]. Известно
заболевание с очагами демиелинизации у ягнят («вертячка овец») в связи с недостатком меди в пище (почве). При добавлении солей меди к пище беременных овец это заболевание ягнят может быть предотвращено. Медь оказывает влияние на син тез фосфолипидов, которые входят в состав миелина [11] Распад миелиновой оболочки и ее обновление тесно связаны с уровнем витамина В12 , в состав которого входит кобальт, поэтому снижение концентрации кобальта в почве, а следовательно и в растениях, воде и пище может способствовать демиелинизации. Снижение частоты РС в некоторых приморских районах некоторые авторы пытаются объяснить употреблением в пищу морских продуктов, богатых МЭ [9]. Накопилось достаточно много сведений о благотворном влиянии на биосферу пород морского происхождения. Жизнь зародилась и около 3 млрд. лет существовала исключительно в море. Считается, что морская подсистема биосферы занимает центральное значение в ее структурно-функциональной организации, а океан является источником биогенных элементов для биосферы суши [4]. Каждое живое существо, по образному выражению М.Е. Виноградова, это частица океаносферы, а океан - не только колыбель и источник жизни на нашей планете, но и ее центр, без которого биосфера не могла бы существовать.
Изучение геологической среды имеет фундаментальное значение, поскольку именно в горных породах сосредоточены все
* Башкирский государственный медицинский университет, г.Уфа
МЭ, которые в дальнейшем мигрируя, создают естественное микроэлементное своеобразие местности. Поэтому актуальна малоизученная проблема влияния микроэлементного профиля местности проживания на распространенность РС.
Материалы и методы. Нами изучена распространенность РС в РБ с 1999 по 2003 годы. В качестве первого этапа эпидемиологического анализа была собрана информация о больных из годовых отчетов, представляемых в Республиканскую клиническую больницу (РКБ) неврологами всех лечебнопрофилактических учреждений городов и районов РБ. Для уточнения данных использовались архивы неврологических отделений РКБ и крупных стационаров г.Уфы, документация медико-социальной комиссии (МСЭК) РБ. Для подтверждения достоверности диагноза РС использовались критерии Poser C. и соавт. (1983). Все больные, имеющие группы инвалидности, обследованы в РКБ г.Уфы и на кафедре неврологии Башкирского госмедуниверситета. Статобработку результатов исследования проводили в операционной среде Windows c использованием программ MS Excel, пакета прикладных программ «Statistica 6,0» и оригинальных статистических программ.
Результаты. На 1 января 2004 г в РБ зарегистрировано 1120 больных РС. В период с 1999 по 2003 годы усредненный показатель распространенности РС по республике составил 31,3 на 100 000 населения, что незначительно выше показателей 1982 года и соответствует зоне среднего риска развития РС. Распространенность РС в городах (41,8 на 100000 населения) статистически значимо выше, чем в сельских районах (26,3 на 100 000) (t=3,9, р=0,00001). Самая высокая распространенность РС (74,7 на 100 000) зарегистрирована в городе Сибае, расположенном на территории медноцинково-колчеданного месторождения. Заболевание неравномерно распространено на территории республики. Наименьшее число больных регистрируется в южных, юго-восточных и юго-западных районах (от 3 до 20 случаев на 100 000 населения), в западных и северных районах данный показатель колеблется от 21 до 34 случаев на 100 000 населения. Не зарегистрированы больные в Бурзянском и в восточной части Кугарчинского районов, за последние 23 лет нет заболеваний в Зианчуринском районе. В северо-западных и центральных районах РБ показатели заболеваемости выше, чем в юго-восточных, что согласуется с особенностями геологического строения этих территорий.
Геология Башкортостана характеризуется сложным и разнообразным строением. Запад республики представлен обширной равниной, приуроченной к восточной части ВосточноЕвропейской платформы, а на востоке располагается Южный Урал, занимающий третью часть её территории [6]. В Бурзянском районе широко распространены рифогенные известняки девонского возраста с наиболее оптимальным составом микроэлементов. Зианчуринский и восточная часть Кугарчинского районов сложены преимущественно терригенными породами морского происхождения (песчаники, алевролиты, аргиллиты), что также благоприятно влияет на формирование микроэлементного профиля природной среды [6]. В этих зонах микроэлементы сбалансированы и характеризуются равномерным распределением по площади, что согласуется с многочисленными сведениями о благотворном влиянии на биосферу пород морского генезиса. Более плодородные почвы и гумусированный чернозем развиты, как правило, на карбонатных почвообразующих отложениях, где в ландшафтах кальциевого класса дикие и домашние животные обладают крепким скелетом, растения - активным ростом и большими объемами биомассы. Сравнительное исследование состояния сердечно-сосудистой системы показало, что при использовании жесткой воды (из карбонатных пород) снижаются частота гипертонической болезни, уровень холестерина и смертность от сердечнососудистых заболеваний [12]. По результатам изучения эндемии остеоартроза эта болезнь также реже встречается в населенных пунктах, расположенных на породах морского происхождения. Эндемический зоб практически отсутствует на территориях с богатыми известью породами и почвой [6, 12].
Северо-западная и центральная части республики, где распространенность РС относится к зоне среднего риска, сложены красноцветными пресноводными песчано-глинистыми отложениями верхнепермского возраста, а юго-восточная - как терригенными, так и карбонатными палеозойскими осадками морского генезиса. Красноцветные песчаники и аргиллиты
верхней перми были снесены водными потоками с Уральских гор и откладывались в континентальных условиях весьма неравномерно: в более возвышенных частях рельефа осаждались хорошо промытые грубозернистые отложения, богатые кварцем и бедные элементами-примесями, а в ложбинных частях -накапливались мелкообломочные разности с меньшим удельным весом кварца и богатые микроэлементами. В области повышенного рельефа наблюдается относительная микроэлементная обедненность, а в зонах пониженного рельефа -аккумуляция элементов-примесей, как правило, приводит к их избыточному содержанию в биосфере, что в том и другом случае является негативным фактором [6]. Анализ микроэлементного состава (железо, хром, селен, марганец, кобальт, медь, никель, мышьяк и цинк) волос жителей соответствующих районов показал четкую согласованность его особенностей с геологогеографическими условиями местности проживания. У жителей населенных пунктов, расположенных в зоне возвышенностей, сложенных континентальными породами верхнепермского возраста, уровень исследуемых микроэлементов оказался сравнительно низким. При сопоставлении с диапазоном нормальных значений отмечалось пониженное содержание селена 0,26±0,04 мг/кг, кобальта 0,03±0,01 и меди 3,81±1,37 (при норме соответственно 0,5—1,5; 0,05-0,5 и 7,5-80 мг/кг по [10]. У жителей западной части Кугарчинского района, приуроченной к зоне распространения верхнепермских пород речного происхождения, выявлено низкое содержание селена и кобальта, соответствующее нижней границе нормы, а также в 2 раза меньший уровень меди [12].
Количество исследованных МЭ в волосах жителей зоны распространения верхнепермских континентальных отложений вполне согласуется с геологическими данными, в соответствии с которыми речные отложения формируются в процессе разрушения горных пород пресными дождевыми водами, что приводит к выщелачиванию растворимых химических соединений. Кроме того, в результате контакта с кислородом в условиях мелководья, содержащиеся в породах химические элементы с переменной валентностью окисляются с образованием более прочных соединений за счет увеличения валентности и становятся химически инертными. Так, например, железо окисляется из Бе2+ до Бе3+, соли которого менее растворимы. Растения, как известно, усваивают железо и марганец только в двухвалентной форме. Абсорбция солей Бе2+ в кишечнике человека также во много раз активнее, чем солей Бе3+ (в связи с чем подавляющее число лечебных препаратов железа содержат Бе2+). Преимущественное содержание Бе3+ в породах речного происхождения обусловливает их красноватый оттенок, благодаря которому эти породы называются красноцветами. Именно красноцветными песчаниками, аргиллитами и алевролитами представлены в Башкортостане толщи пород верхней перми. Окисление хрома вызывает повышенное содержание его шестивалентной формы в континентальных отложениях земной коры, что также делает его менее усвояемым живыми организмами [6]. Следует иметь в виду, что речные отложения, в отличие от морских, не могут давать равномерную картину распределения микроэлементов по широкой площади. Для них характерна мозаичность, что обусловлено природой распространения речных осадков. Из этого вытекает необходимость в дальнейшем детальном геохимическом картировании районов верхнепермских красноцветных отложений. При этом анализ сопряженности значений уровня микроэлементов выявил наличие преимущественно положительных связей средней силы между ними, а наибольшее число соотношений - у железа, меди, кобальта и селена [12].
В области распространения континентальных осадков верхней перми, слагающих зоны пониженного рельефа, у жителей было обнаружено, напротив, повышенное содержание ряда исследуемых микроэлементов. При сравнении с диапазоном нормы отмечалось избыточное количество (мг/кг) марганца 4,19±0,6, никеля 13,62±3,32, железа 31,61±4,01 и цинка 339,31±90,45 (при норме соответственно 0,1-1,0; 0,1-2,0; 5,0-25; и 100-250 по [10]. Между уровнями МЭ имелась положительная корреляционная связь чаще средней силы с наибольшим числом соотношений у железа, меди, хрома и марганца [12] .
Изложенные выше факты согласуются с результатами изучения в Башкортостане такой микроэлементной патологии,
как эндемический зоб, в соответствии с которыми также выявлена наименьшая пораженность в Бурзянском районе и более благоприятная обстановка в восточной части Кугарчинского по сравнению с другой территорией республики. У больных эутиреоидным зобом, проживающих в зоне развития карбонатных пород, наблюдалась наименьшая частота встречаемости заболеваний сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта [12]. Это позволяет рассматривать микроэлементный состав карбонатных пород как более оптимальный для организма человека, что согласуется с многочисленными данными о его благоприятном влиянии на животный и растительный мир. Меньшая пораженность зобом жителей Бурзянского района РБ и отсутствие РС у населения, проживающего в зоне развития карбонатных пород, соответствует сведениям об оптимальном соотношении микроэлементов в известняках и доломитах, сформировавшихся в морских условиях хемогенным и биогенным путем и обладающих, как известно, постоянством химического состава независимо от их геологического возраста и географического местонакопления. Это обусловлено практически постоянным химическим составом мирового океана.
Геолого-геоморфологические условия, обусловливающие особенности микроэлементного статуса природной среды, оказывают влияние на распространенность РС. Заболевание не выявлено в зоне распространения пород морского генезиса (Бурзянский, восточная часть Кугарчинского и Зианчуринский районы Башкортостана). Территории, сложенные красноцветными терригенными отложениями речного происхождения, отличающиеся неравномерным распределением элементов-примесей, характеризуются более высокими показателями распространенности РС (северо-западная и центральная части Башкортостана), что согласуется со степенью пораженности населения эндемическим зобом. Результаты говорят о важности поиска на стыке медицины, геологии и экологии, нацеленного на изучение факторов окружающей среды. Биогеохимическое картирование позволит определять пути микроэлементной коррекции, прогноза распространенности РС и разрабатывать методы его профилактики.
Литература
1. Авцын А.П. и др. Микроэлементозы человека.- М.: Мир, 1991.- 495 с.
2. Бакиров А.Г./ В кн.:Эпидемиологические исследования в неврологии и психиатрии.- Челябинск,1982.- С. 110-118.
3. Борисова Н.А., Нигматуллин Р.Х. Неврологическая болезненность.- М.: Наука, 2003.- С. 117-136.
4. Виноградов М.Е. // Мат-лы науч. конф., посвящ. 85-летию ак. А.Л. Яншина.- М.: Наука, 1998.- С. 99-117.
5. Гусев Е.И. и др. Рассеянный склероз и другие демиелинизирующие заболевания.- М.: Миклош, 2004.- 540 с.
6. Камалетдинов М.А. Покровные структуры Урала.- М.: Наука, 1974.- 230 с.
7. Карнаух В.Н., Ладан А.И. Распространение рассеянного склероза и содержание некоторых микроэлементов в почвах Амурской области: Микроэлементы в биологии.- М.,1986.- С.25.
8. Ковальский В.В. Геохимическая среда и жизнь.- М.: Наука, 1982.- 78 с.
9. Марков Д.А., Леонович А.Л. Рассеянный склероз.- М. Медицина, 1976.- 296 с.
10. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине.-М.: Оникс 21 век: Мир, 2004.- 272 с.
11. Кудрин А.В., Громова О.А. Микроэлементы в неврологии.- М.:Геотар-Медиа.- 2006.- 304 с.
12. Фархутдинова Л.М. Зоб как медико-геологическая проблема.- Уфа: Гилем, 2005.-232 с.
13. Рассеянный склероз. Клинические аспекты и спорные вопросы.- СПб.: Политехника, 2001.- 422с.
14. Irvine D.G. et al. // Sci Total Inviron.- 1989.- Vol. 84.-P.45-59.
15. Granieri E. et al. // J. Neurol Sci.- 1993.- Vol. 115.- Р.16.
УДК 617 - 089. 843
СВЕРХЭЛАСТИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ В МЕДИЦИНЕ
А. Р. АНТОНОВ, Н. В. СУХАНОВА*
Применение металлов и сплавов в качестве имплантируемых в организм материалов имеет давнюю историю. Еще в 2500 году до нашей эры в Финикии использовали для лечения зубов металлические конструкции. В Древнем Риме большое распространение получили искусственные металлические зубы, а металлическая проволока применялась для фиксации костных отломков. Вплоть до конца XVIII века использовались в основном чистые металлы: золото, серебро, медь. В XIX столетии в связи с улучшением технологии выплавки металлов и сплавов распространение получили имплантаты из высококачественных сталей.
В 1925 году впервые в качестве фиксатора использована нержавеющая сталь. Однако внимание травматологов-ортопедов привлек хромо-кобальтовый сплав, который в дальнейшем получил более широкое распространение, чем нержавеющая сталь, вследствие своей биоэнертности [23, 10]. 50-е годы XX столетия ознаменовались применением тантала и титана в качестве имплантатов различного назначения. Тантал является биоэнертным материалом, но широкого распространения не получил из-за большого удельного веса и недостаточной жесткости. В настоящее время его применение ограничено использованием тонкой проволоки. В отличие от тантала титан имеет лучшие физико-механические свойства и характеризуется биологической совместимостью с тканями организма. В 70-е годы появились примеры использования нового класса материалов - сплавов с памятью формы, которые принципиально изменяются от упомянутых выше металлических медицинских материалов тем, что они удовлетворяют требованиям высокой прочности и пластичности, упругости и жесткости, гибкости и эластичности, износостойкости и вязкости. Основой сплавов является соединение титана и никеля. В высокотемпературном состоянии сплавы достаточно пластичны, и им можно придать необходимую геометрическую форму. При охлаждении до 5-7°С конструкция становится эластичной и ее можно деформировать без значительных усилий руками. При нагревании в организме до 36°С конструкция стремится восстановить свою исходную форму и при этом обеспечивает надежную фиксацию и равномерную компрессию костных отломков [8, 28, 29,19]).
Наряду с высокими параметрами эффекта памяти формы сплавы на основе никелида титана отличаются практически полной инертностью в организме человека, что позволяет широко использовать их в качестве имплантатов [14]. Титан открыт В. Грегором (Англия) в 1791г. и назван в честь титанов, сыновей богини Геи. Титан - это легкий, плавкий и прочный металл. Химически стоек, благодаря наличию защитной пленки. Природные ресурсы титана в несколько раз превышают природные ресурсы меди, никеля, олова, свинца, хрома, марганца, молибдена, вольфрама, ртути, висмута, золота и платины вместе взятых. Среди конструкционных материалов титан по наличию природных ресурсов занимает четвертое место, уступая только алюминию, железу и магнию. А среди элементов земной коры он занимает 9-е место [2]. В свободном виде титан в природе не встречается, а обычно находится в форме устойчивых оксидных соединений. Основные титановые минералы - рутил, анатаз, брукит, которые содержат титан в форме диоксида титана. В рамках «Международной программы по химической безопасности» и программы «Критерии здоровья окружающей среды», с поддержкой «Фонда окружающей среды» Всемирная Организация Здравоохранения выпустила ряд документов о влиянии некоторых загрязнителей на окружающую среду и человека. Один из этих документов посвящен влиянию титана на человека и окружающую среду (World Health Organization. Geneva, 1982). В нем, в частности что титан не является необходимым элементом для жизни человека или животных и плохо поглощается растениями. Титан и его различные соединения широко используются в медицине без каких-либо неблагоприятных влияний. Содержание титана в организме
* 630089, г. Новосибирск, ул. Красный проспект, 52, ГОУ ВПО Новосибирский ГМУ, каф. общей патологии, тел.: (383) 2221380, 2253978
