CC BY
106
Орипнальна стаття
УДК 616.833.58-089.844-092.9 Гайович В.В.
Клшка MiKpoxipypni та реконструктивноТ xipyprii верхньоТ кiнцiвки, 1нститут травматологií та ортопеди НАМН УкраТни, КиТв, УкраТна
Вплив збагаченоУ тромбоцитами плазми на вщновлення нерва i м'яза niсля Ух травматичного ушкодження
Мета. Вивчити вплив збагаченоТ тромбоцитами плазми (ЗТП) на посттравматичш вiдновнi процеси в неpвi та м'язах кiнцiвки.
Матерiали i методи. У щypiв лiнiТ WKY виконано невротом^ сiдничного нерва у середнш тpетинi стегна з видаленням його фрагмента довжиною 1 см та його аутопластику з використанням епшеврального шва (юнець в юнець). На опеpацiйнy рану наносили 1 мл попередньо виготовленоТ з кpовi доноpiв ЗТП. Ефективнiсть вiдновлення адничного нерва вивчали за даними пстолопчного та морфометричного дослiджень, скелетних м^в — складу амiнокислот (АК) тканини. Результати. Даш пстолопчного дослщження адничного нерва свiдчили про активнi регенеративш процеси пiсля аутопластики. Кiлькiсть регенерованих нервових волокон у дистальному вщдЫ нерва тсля використання ЗТП достовipно збiльшилась на 31,5%. За даними бiоxiмiчного аналiзy скелетних м'язiв, вм^т зв'язаних АК пiсля ушкодження на 31,9% менше такого у контроле пiсля здiйснення аутопластики та використання ЗТП — на 25,1% (збтьшення вмюту лiзинy — на 45,2%, аспартату — на 35,1%, валшу — на 11,3%). Вмют втьних АК пiсля введення ЗТП зменшувався.
Висновки. Застосування ЗТП сприяе оптимiзацiТ пpоцесiв pегенеpацiТ та васкyляpизацiТ адничного нерва через трансплантат за наявност великих дефек^в, пiдтpимye вiдновнi процеси у скелетних м'язах на xni тривалоТ посттравматичноТ денеpвацiТ, стимулюе бтковий синтез.
Ключовi слова: сдничний нерв, скелеты'! м'язи, невротом/я, вдновлення, збагачена тромбоцитами плазма.
Укр. нейрохiрург. журн. — 2014. — №3. — С. 79-83.
Над1йшла до редакцИ 02.05.14. Прийнята до публ1кацп 17.06.14.
Адреса для листування: Гайович Василь Васильович, Кл1н1ка м1крох1рургп та реконструктивноех1рургп верхньо/ юнц'/вки, 1нститут травматологи та ортопедП, вул. Воровського, 27, Ки/в, Укра/на, 01601, e-mail: [email protected]
Вступ. Щороку у cbítí виконують понад 2 млн. ре-конструктивних нейрохiрургiчних операцш з приводу пошкодження периферичних нервiв та Тх наслщюв. Постшний розвиток хiрургiчних технологiй не вирЬ шуе проблему високоТ швалщносп у таких пацieнтiв. Пошук i розробка нових ефективних шляхiв активацп процесiв регенерацiТ травмованих нервiв i трофiчноТ пiдтримки денервованих м'язiв е актуальним завдан-ням сучасноТ експериментальноТ науки i практичноТ хiрургiТ [1-4]. Зроблений значний крок у встановленш стимулюючого впливу на регенерацiю травмованого нерва деяких нейротрофiчних чинникiв, зокрема, NGF, NT-3/4 (специфiчнi фактори росту нерва). Завдяки доведенш беззаперечностi Тх впливу зростае штерес i до проблеми спрямованого тдтримання активностi вщновних процесiв у тканинах шляхом застосування ЗТП, синошми: тромбоцитний концентрат, тромбо-цитний гель, рlatelet-rich plasma (PRP), що мiстить велику кiлькiсть рiзноспрямованих факторiв росту [5, 6]. Вважають, що з тромбоцитiв рiдкоТ плазми або гелю вившьняеться значна кшьюсть рiзних факторiв росту та цитоюшв, що стимулюють репаративнi процеси в ушкоджених тканинах [7-9]. Проте, вщсутшсть доказiв змiн метаболiзму в скелетних м'язах тсля ушкодження периферичного нерва та вщповщноТ
стимуляци ЗТП не дозволяе зробити обг'рунтоваш висновки щодо доцiльностi корекцií метаболiчних змш, спрямованих на íх реiннервацiю [10, 11].
Мета дослщження: вивчити вплив ЗТП на пере-бiг тслятравматичних вiдновних процесiв у перифе-ричному нервi та денервованих м'язах юн^вки.
Завдання дослiдження: з використанням псто-логiчних та морфометричних методiв проаналiзувати процеси регенерацií сiдничного нерва; встановити вплив ЗТП на денервоваш скелеты м'язи в експе-риментi.
Матерiали i методи дослiдження. Експеримен-тальне дослщження проведене на щурах-самцях лшп WKY (п=21) масою тiла 210-220 г. Тварини розподЬ ленi на 3 групи: 1-ша — 5 штактних щурiв, 2-га — 8 щурiв, у яких здiйснено невротом^ та у подальшому аутопластику адничного нерва; 3-тя — 8 тварин, у яких здшснено невротомiю, аутопластику адничного нерва i введення ЗТП.
Вс оперaтивнi втручання виконанi тд загальною aнестезiею (тiопентaл-нaтрiй 60 мг/кг внутршньо-очеревинно). Оперативний доступ здшснений у се-редньо-верхнiй третинi медiaльноí поверхнi задньо' кiнцiвки щура. Розакали м'якi тканини i видiляли адничний нерв. На рiвнi його середньо' третини
Стаття м'!стить рисунки, як вдображаються в друкован'!Й версИ — у в 'щт'1нках ciporo, в електронн'1Й — у кольор'1.
© Гайович В.В., 2014
видаляли фрагмент довжиною 1 см, вшивали його в дефект ушкодженого нерва протилежними юнця-ми сегмента за допомогою епшеврального шва. На операцшну рану наносили 1 мл попередньо виготов-леного з кровi донорiв ЗТП (рис. 1). ЗТП готували з використанням бичачого тромбшу в стввщношенш 1:7, при цьому концентра^я тромбоци^в у 8 разiв перевищувала таку у нативнш кровi, i позбавлена фракци лейкоцитiв. Рану зрошували розчином анти-бiотика (бiцилiн-3, «Кш'вмедпрепарат») i зашивали. Тварин утримували у стандартних умовах вiварiю. Всi манiпуляцií проводили з дотриманням юнуючих норм бюетики [12].
Вплив ЗТП на переб^ вiдновних процесiв аналЬ зували за даними бiохiмiчного, гiстологiчного та морфометричного дослщжень. Для гiстологiчного дослiдження адничного нерва через 1 мiс тсля трав-ми видаляли фрагменти нерва i фiксували ix у 10%
Рис. 1. Нанесення ЗТП на операцшну рану.
розчиш нейтрального формалшу. З фксованих зразкiв виготовляли зрiзи на крiотомi i iмпрегнували срiбла нiтратом. Препарати фотографували за допомогою цифровоТ фотокамери та мiкроскопа Olympus BX 51 (Япошя). Порiвняння отриманих морфометричних результат i статистичну обробку проводили з використанням t-критер^ Ст'юдента.
Склад АК м'язiв гомтки та стегна оперованоТ кiнцiвки визначали за методом S. Moor [13]. Отримаш результати порiвнювали за непараметричним U-кри-терieм Mанна-УТтнi.
Результати та ix обговорення. За результатами пстолопчного дослiдження змiн у травмованому адничному нервi пiсля аутопластики вивчали пере-6iг активних регенеративних процеав. В дiлянкaх проксимального та дистального епшеврального ш^в вiдзнaчaли активне формування нейро^альних утворень (глiaльнa оргашзашя). Як у регенерaцiйнiй невромi, так i в дистальному вiддiлi шва виявляли дтянки глiaльного рубця i рекурентн1 нервов1 волокна. Процеси посттравматичного неоанпогенезу, як правило, передують багатьом процесам, у тому чи^ колагеногенезу [7], що ми спостерiгaли у дослщжуваних дiлянкaх нерва, а саме, мiж пучками новоут-ворених нервових волокон виявляли численнi активоваш нейролемоцити та новоутворенi гемокaпiляри. Щть-нiсть нервових волокон у дистальному вщдЫ травмованого сiдничного нерва становила у середньому (4860,4±443,6) од/мм2 (Р=0,011), тобто 45,2% вiд такоТ у контрольнш групi (див. таблицю, рис. 2).
Показники структурно-метaболiчного вiдновлення адничного нерва тсля аутопластики.
Групи тварин Щшьшсть нервових волокон Вмкт зв'язаних АК, мкг/г
M±m, од/мм2 % (до травми) % (до норми)
1-ша 10731,0±416,9 - - 294,9±11,9
2-га 4860,4±443,6* - 45,2 200,9±14,1*
З-тя 8591,8±558,3*,V 76,7 80,1 219,6±10,6*
Прим'тка. Рiзниця показниюв достовiрнa у порiвняннi з такими: * — у тварин 1-Т групи; V — у тварин 2-Т групи (Р<0,05).
Рис. 2. М^рофото. Структурнi особливостi переб^у регенеративних процесiв в дистальному вщдЫ сiдничного нерва пiсля аутонейропластики. А — низька актившсть регенерaцiТ тсля аутопластики, поодинок групи активованих нейролемоци^в; Б — невпорядкована регенерaцiя нервових волокон тсля аутопластики та введення ЗТП. !мпрегнашя срiблa нiтрaтом. Зб.х200.
Пюля використання ЗТП в дшянщ травмованого нерва спостер^али значне збшьшення темпiв вщнов-них процеав. У невромi i дистальному вiддiлi нерва значно збiльшилася кшьюсть мieлiнових нервових волокон i кровоносних судин, проте, в зон дистального шва вiдзначали ускладнення регенераци нервових волокон, що пов'язане з утворенням дальних рубцiв.
Встановлений значний опосередкований трофнч-ний вплив ЗТП на скелеты м'язи, а саме, актива^я бiохiмiчних процесiв у м'язовому волокш. За даними бiохiмiчного аналiзу складу АК денервованих ске-летних м'язiв ушкодженоТ кiнцiвки спостер^али активацiю бiлкового синтезу при використанш ЗТП. Загальний вмiст зв'язаних АК тсля ушкодження у середньому на 31,9% менший, нiж у контроле а пiсля
аутопластики i введення ЗТП — на 25,1%. При детальному вивченш змш рiвня вiльних АК в денервованих i частково реiннервованих скелетних м'язах кшщвок встановлене зменшення вмiсту АК бтьш нiж на 33%. Вмiст треоншу в гiдролiзатi м'язових бiлкiв тсля не-вротомií достовiрно менший — на 37,5% (иемп=0, икр=1, р<0,01; икр=6, р<0,05); валiну — на 34,1% (иемп=0, икр=2, р<0,01; икр=4, р<0,05); iзолейцину i лiзину — у середньому на 33,3% (иемп=0, икр=2, р<0,01; икр=7, р<0,05); лейцину — на 30,7% (иемп=1, икр=2, р<0,01; икр=6, р<0,05) (рис. 3). Поряд з цим спостер^али змши пулу вiльних АК. На ™ травми та аутопластики встановлене збшьшення вм^ту таких вiльних АК: лiзину — на 55,8% (иеип=0, икр=1, р<0,01; икр=6, р<0,05); арпншу — на 44,5% (иемп=0, и =1, р<0,01;
Рис. 3. Рiвень зв'язаних АК м'язiв при травмi периферичного нерва. * порiвняннi з такими у 2-й грут (Р<0,05).
Рiзниця показникiв достовiрна у
Рис. 4. Рiвень вiльних АК у м'язах при травмi периферичного нерва.
UKp=7, p<0,05); пстидину - на 19,8% (UeBn=2, UKp=3, p<0,01; UKp=6, p<0,05) i частково — iнших АК, що зу-мовлене пpотeолiзом у м'язових волокнах (рис. 4).
Принципово rnmi peакцiï спостepiгали пiсля введення ЗТП в дтянку аутопластики адничного нepвa. Вiдзначeнe достовipнe збiльшeння вм^ту зв'язаного валiну — на 45,2% ^ = 0, Uкp=1, p<0,01; Uкp=7, p<0,05), аспаpагiновоï кислоти — на 35,1% (^^=0, Uкp=1, p<0,01; Uкp=6, p<0,05) i лiзину — на 11,3% (Ц'емп=2, Uкp=3, p<;0,01; Uкp=6, p<0,05), що свiдчило не лише пpо стабiлiзацiю, а й певну актива^ю бш-кового синтезу пiсля аутопластики. Вм^т вiльних АК пiсля введення ЗТП також зменшувався, в той же час виявлення в дослщних зpазках м'язiв цистину можна пояснити наявшстю цieï АК в ЗТП гелк
Пpeдставлeнi peзультати бiохiмiчних дослiджeнь щодо вмiсту втьних i зв'язаних АК доповнюють i по-яснюють пpоцeси, що вщбуваються в дeнepвованих м'язах пpи тpавмi нepва i частково peiннepвованих волокнах скелетних м^в пiсля аутопластики дефек^в нepва. Вони пepeконливо свщчать, що в цих м'язах вщбуваються пpоцeси peгeнepацiï, бiлкового синтезу i частково!' стpуктуpно-функцiональноï пepeбудови та вщновлення, тобто, пepeважно анаболiчнi пpоцeси, а не дистpофiя м'язових волокон.
Аналiз i зiставлeння peзультатiв гiстологiчних i бiохiмiчних дослiджeнь свiдчать пpо пepспeктиви застосування ЗТП бeзпосepeдньо для активаци вщнов-них пpоцeсiв пpи поpушeннях, спpичинeних тpавмою пepифepичних нepвiв. Аутогенна тpомбоцитаpна маса стимулюе утвоpeння колагену, iндукуe ангiогeнeз, стимулюе швидке й повноцiннe пpоpостання нeйpо-лемоци^в чepeз дiлянку аутопластики, спpавляe опо-сepeдкований вплив на життeдiяльнiсть дeнepвованих скелетних м'язiв, забезпечуе 1х повноцшну peiннepва-цiю, досягнення позитивних peзультатiв опepативного втpучання, запобiгаe виникненню пiсляопepацiйних ускладнень. Цi особливостi ЗТП зумовлеш наявнiстю в гpанулах тpомбоцитiв, насампepeд, високоактивних i численних фактоpiв pосту та iнших бiологiчно актив-них peчовин (PDGF, IGF, EGF, FGF, TGF-b), що спpияють peалiзацiï виновного пpоцeсу [5-9].
Висновки. 1. На пiдставi аналiзу peзультатiв гiстологiчних та бiохiмiчних дослiджeнь встановлено, що локальне введення ЗТП пpискоpюe вiдновнi пpо-цеси у пepифepичному нepвi i скелетних м'язах тсля тpавматичного ушкодження. Застосування ЗТП спpияe оптимiзацiï peгeнepацiï та васкуляpизацiï тpансплан-тата великих дефек^в та дистального вiддiлу уш-кодженого сiдничного нepва. Аутогенний збагачений тpомбоцитами гель, що вводять у тканини стегна i гомшки дослщних щуpiв, стимулюе peгeнepацiю нepва чepeз тpансплантований фpагмeнт, пpо що свщчить збiльшeння кiлькостi нepвових волокон у дистальному вщд^ на 76,7% i досягае 80% вщ такоï в контpольнiй гpупi. Це зумовлене впливом на пpоцeси колагеноге-незу i анпогенезу в мiсцi eпiнeвpальних ш^в.
2. Поряд з цим, у скелетних м'язах встановлене суттеве зменшення пулу вiльних АК i тенден^ю до ак-тивацií бiлкового синтезу, що е проявом активуючого впливу на вщновш процеси у скелетних м'язах.
3. Таким чином, ЗТП опосередковано, через вивтьнення факторiв росту, впливае на регенера-цiю травмованого периферичного нерва, оптимiзуе перебiг вщновних процесiв у скелетних м'язах, що забезпечуе позитивний клЫчний результат оперативного лкування.
Список лiтератури
1. Патоморфолопчш змiни скелетних м'язiв i залежностi деяких клiнiчних, електрофiзiологiчних та морфолопч-них показникiв у хворих з ушкодженням нервiв верхньоТ юнфвки / В.В. Григоровський, С.С. Страфун, О.Г. Гайко, В.В. Гайович, О.М. Блшова // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2011. — №2. — С.17-25.
2. Креатин как метаболический модулятор структуры и функции скелетных мышц при силовой тренировке у человека: эргогенные и метаболические эффекты / А.И. Нетреба, Б.С. Шенкман, Д.В. Попов, А.Б. Вдовина, А.С. Боровик, Я.Р. Бравый, А.П. Шарова, В.П. Хотченков, Т.Н. Стеханова, О.Л. Виноградова // Рос. физиол. журн. — 2006. — №1.
— С.113-122.
3. Samchukov M. Birch mechanism of skeletal muscle adaptation to gradually increasing length / M. Samchukov, A. Makarov, J. Cherkashin // 2nd International Meeting of ASAMI. — Roma: Scientific Abstracts, 2001. — P.73.
4. Skeletal muscle fiber type conversion during the repair of mouse soleus: Potential implications for muscle healing after injury / T. Matsuura, Y. Li, J. Giacobino, F.H. Fu, J. Huard // J. Orthop. Res. — 2007. — V.25, N11. — P.1534-1540.
5. The biology of platelet-rich plasma and its application in trauma and orthopaedic surgery: a review of the literature / J. Alsousou, M. Thompson, P. Hulley, A. Noble, K. Willett // J. Bone Joint Surg. Br. — 2009. — V.91, N8. — P.987-996.
6. Comparison of growth factor and platelet concentration from commercial platelet rich plasma separation systems / T.N. Castillo, M.A. Pouliot, H.J. Kim, L.J. Dragoo // Am. J. Sports Med. — 2010. — V.39, N2. — P.266-271.
7. Effect of neural-induced mesenchymal stem cells and platelet-
rich plasma on facial nerve regeneration in an acute nerve injury model / H.H. Cho, S. Jang, S.C. Lee, H.S. Leong, J.S. Park, J.Y. Han, K.H. Lee, Y.B. Cho // Laryngoscope. — 2010.
— V.120, N5. — P.907-913.
8. Effects of insulin-like growth factor-I and platelet-rich plasma on sciatic nerve crush injury in a rat model / E. Emel, S.S. Ergün, D. Kotan, E.B. Gürsoy, Y. Parman, A. Zengin, A. Nurten // J. Neurosurg. — 2011. — V.114, N2. — P.522-528.
9. Yu W. Platelet-rich plasma: a promising product for treatment
of peripheral nerve regeneration after nerve injury / W. Yu, J. Wang, J. Yin // Int. J. Neurosci. — 2011. — V.121, N4.
— P.176-180.
10. Берснев В.П. Хирургия нервов нижних конечностей / В.П. Берснев, Г.С. Кокин // Травматология и ортопедия.
— 2006. — Т.3. — С.862-884.
11. Опорная и опорно-динамическая функция нижних конечностей у больных с переломами костей голени / В.А. Щуров, С.И. Швед, И.В. Щуров, Н.В. Сазонова // Гений ортопедии. — 2008. — №2. — С.9-12.
12. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. — Washington: National Academy Press, 1996. — 136 p.
13. Moor S. The chromatography of aminoacids on sulfonated polystyrene resins / S. Moor, W.H. Stein // J. Biol. diem.
— 1951. — V.192. — P.2830-2839.
Гайович В.В.
Клиника микрохирургии и реконструктивной хирургии верхней конечности, Институт травматологии и ортопедии НАМН Украины, Киев, Украина
Влияние обогащенной тромбоцитами плазмы на восстановление нерва и мышцы после их травматического повреждения
Цель. Исследовать влияние обогащенной тромбоцитами плазмы (ОТП) на посттравматические восстановительные процессы в нерве и мышцах конечности.
Материалы и методы. У крыс линии WKY выполнена невротомия седалищного нерва в средней трети бедра с удалением его фрагмента длиной 1 см и аутопластика с наложением эпиневрального шва (конец в конец). На операционную рану наносили 1 мл предварительно изготовленной из крови доноров ОТП. Эффективность восстановления седалищного нерва изучали по данным гистологического и морфометрического исследований, скелетных мышц — состава аминокислот в ткани. Результаты. Данные гистологического исследования седалищного нерва свидетельствовали об активных регенеративных процессах после аутопластики. Количество регенерированных нервных волокон в дистальном отделе нерва после использования ОТП достоверно увеличилось на 31,5%. По данным биохимического анализа скелетных мышц, содержание связанных аминокислот после повреждения на 31,9% меньше такового в контроле, после осуществления аутопластики и введения ОТП — на 25,1% (увеличение содержания лизина — на 45,2%, аспартата — на 35,1%, валина — на 11,3%). Содержание свободных аминокислот после введения ОТП уменьшалось.
Выводы. Применение ОТП способствует оптимизации процессов регенерации и васкуляризации седалищного нерва через трансплантат при наличии значительных дефектов, поддерживает восстановительные процессы в скелетных мышцах на фоне длительной посттравматической денервации, стимулирует белковый синтез.
Ключевые слова: седалищный нерв, скелетные мышцы, невротомия, восстановление, обогащенная тромбоцитами плазма.
Укр. нейрохiрург. журн. — 2014. — №3. — С. 79-83.
Поступила в редакцию 02.05.14. Принята к публикации 17.06.14.
Адрес для переписки: Гайович Василий Васильевич, Клиника микрохирургии и реконструктивной хирургии верхней конечности, Институт травматологии и ортопедии, ул. Воровского, 27, Киев, Украина, 01601, e-mail: [email protected]
Gayovich V.V.
Clinic of Microsurgery and Reconstructive Surgery of Upper Extremity, Institute of Traumatology and Orthopedics, NAMS Ukraine, Kiev, Ukraine
Effect of platelet-rich plasma on nerve and muscle regeneration after their traumatic injury
The purpose. To investigate the effect of platelet-rich plasma (PRP) on posttraumatic recovery processes in nerve and muscles of the extremity.
Materials and methods. Neurotomy of sciatic nerve was performed in WKY rats in the middle third of the thigh with it's fragment removing (1 cm) and further autoplastics ("end-to-end" neurorrhaphy). 1 ml of PRP made from donors blood was applied on the surgical wound. The effectiveness of sciatic nerve recovery was studied according to histological and morphometric data, skeletal muscles — according to composition amino acids in tissues.
Results. Data of sciatic nerve histological examination showed active regenerative processes after autoplastics. The number of renewed nerve fibers in the distal nerve after PRP using significantly increased by 31.5%. According to data of biochemical analysis of skeletal muscle linked amino acids level after injury was 31.9% less than in control, after autoplastics and PRP application — 25.1% less (lysine level increased by 45.2%, aspartate — by 35.1%, valine — by 11.3%). The level of free amino acids after PRP introduction decreased.
Conclusions. PRP application optimizes regeneration and vascularization of sciatic nerve through the grafts at large defects, maintains renewing in skeletal muscles at prolonged posttraumatic denervation, stimulates protein synthesis.
Key words: sciatic nerve, skeletal muscle, neurotomy, renewing, platelet-rich plasma. Ukr Neyrokhir Zh. 2014; 3: 79-83.
Received, May 5, 2014. Accepted, June 17, 2014.
Address for correspondence: Vasyl Gayovich, Clinic of Microsurgery and Reconstructive Surgery of Upper Extremity, Institute of Traumatology and Orthopedics, 27 Vorovskogo St., Kiev, Ukraine, 01601, e-mail: [email protected]
