полную статью Репаративная

РЕПАРАТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ КОСТИ И СТИМУЛЯЦИЯ
ОСТЕОГЕНЕЗА ПРИ ПОЛНОМ ПЕРЕЛОМЕ МАЛОБЕРЦОВОЙ КОСТИ У
КРОЛИКОВ
1. Введение
С увеличением поголовья домашних животных увеличивается процент
их заболеваемости, большую часть которых составляет травматизм.
По данным Веремей Э.И. и Лакисова В.М., 1992; Шрейнер А.А. и др.,
1998, травматизм среди мелких животных, особенно в городах, широко
распространен. Он составляет 52.1% случаев хирургических болезней.
Переломы костей, преимущественно конечностей, встречаются в среднем в
44,5% случаев. При увеличении количества переломов повышается степень
травматизации костной и окружающих тканей вследствие воздействия
факторов, обладающих высокой скоростью и большим потенциалом
физической силы. При таких условиях травмированный участок представляет
собой сильный очаг раздражения, который, постоянно воздействуя на
нервную систему, вызывает ее функциональное истощение и влечет за собой
целый ряд расстройств местного и общего характера (Аврунин А. С. 1987).
Трудности в лечении повреждений опорно-двигательного аппарата у
домашних животных связаны с рядом анатомических особенностей,
отсутствием современной диагностической техники, видовыми и породными
особенностями животных. В настоящее время в ветеринарной практике при
лечении
повреждений
опорно-двигательного
аппарата
в
основном
используются традиционные методы, такие как иммобилизирующие повязки,
различные варианты внутрикостного и накостного остеосинтеза. Однако, эти
методы должны быть разработаны индивидуально для каждого вида
животных (Агаджанян В. В., В. Д. Усиков 1986).
1
За последние годы прогресс ветеринарной травматологии достиг
высокого
уровня.
До
недавнего
времени
исследования
позволили
рассмотреть этиологию многих заболеваний опорно-двигательного аппарата,
однако разработка новых подходов в диагностике и лечении переломов
костей остаѐтся актуальной (Адо А. Д., Новицкий В. В. 1994).
В ряде частных вопросов, касающихся переломов у кроликов, также
нет
ясности.
Настоящая
работа
основывается
на
материалах
экспериментальных исследований. Она построена на его диагностике и на
изучении процесса сращения переломов у кроликов.
Переломы костей определение, классификация, патогенез,
клиника, лечение.
Переломом, или фрактурой (от латинского слова fragere — разбивать),
называют
частичное
или
полное
нарушение
целости
кости,
сопровождающееся повреждением мягких тканей. (Б.М. Оливков 1954)
Все переломы по этиологии принято делить на два основных вида:
травматические,
возникающие
под
действием
внешнего
насилия
и
патологические, которые наступают вследствие патологического состояния
костной ткани.
По времени возникновения переломы подразделяются на врожденные и
приобретенные.
Врожденные переломы
образуются во
время
утробной
жизни
вследствие каких-либо значительных насилий, подействовавших через
брюшную стенку на плод, или вследствие сильных сокращений матки.
Приобретенные переломы возникают во время родовспоможений и в
постнатальный период. Сюда относятся травматические переломы, которые
являются следствием механического действия на кость, и патологические,
самопроизвольные, происходящие при незначительном внешнем воздействии
2
на почве патологического (рахит, остеомаляция, авитаминоз, остеосаркома и
т. п.) или физиологического (остеопороз старческий, при беременности,
усиленной лактации и т. п.) изменения прочности костной ткани.
По характеру повреждения тканей переломы делят на закрытые, если
целость кожного покрова сохраняется, и открытые, сопровождающиеся
повреждением кожи и подлежащих мягких тканей и имеющие прямое или
косвенное
сообщение
с
внешней
средой.
Одновременный
перелом
нескольких костей называют множественным.
По локализации различают переломы плоских, трубчатых и других
костей, а в трубчатых костях, кроме того, выделяют переломы эпифизарные,
диафизарные, метафизарные.
По степени повреждения костей переломы делятся на неполные, когда
нарушение
целости
кости
происходит
частично,
и
полные,
когда
наблюдается разъединение кости во всю ее толщину
К неполным переломам относятся трещины, надломы и вдавливания,
поднадкостничные переломы, отломы и дырчатые переломы, или пробоины.
Трещины могут быть сквозные, проникающие через всю толщу
кортикального слоя трубчатых костей, поверхностные, а также одиночные и
множественные.
Надломы характеризуются частичными переломами кости в результате
ее насильственного сгибания. Линия излома находится на выпуклой стороне
изгиба. Чаще надломы встречаются у молодых животных при повреждениях
ребер и костей черепа.
Вдавливания в большинстве случаев наблюдаются у животных с
нарушенным минеральным обменом и у молодых животных в результате
недостаточной минерализации костей.
Отломы представляют собой краевые дефекты различных участков
костей.
3
Поднадкостничные переломы характеризуются нарушением целости
кости без нарушения ее надкостницы. Сохранившаяся в целости надкостница
фиксирует образовавшиеся отломки кости, предохраняет их от смещения и
значительного расхождения.
Дырчатые переломы, или пробоины, наблюдаются чаще на плоских
костях при огнестрельных и колотых ранениях.
Рис. 3. Виды полных
переломов:
а — поперечный;
б — косой;
в — продольный;
г — винтообразный;
д — размозженный;
В
е — внутрисуставной.
зависимости от
Направления линии излома к оси кости полные переломы подразделяются на
следующие формы.
Поперечный перелом —линия излома идет перпендикулярно к длинной
оси кости. Поверхность излома редко бывает ровной, обычно она зубчатая.
Эти переломы наблюдаются чаще на трубчатых костях от прямого удара.
Косой перелом— линия излома лежит под углом к длинной оси кости.
Данные переломы — наиболее частая форма переломов диафиза трубчатых
костей. Они, имея острые и гладкие поверхности отломков, сопровождаются
значительным смещением и могут переходить в открытый перелом.
Продольный перелом— поверхность излома совпадает с длинной осью
кости. Они встречаются реже других переломов.
Спиральный, или винтообразный, перелом образуется вследствие
скручивания кости вокруг продольной оси; поверхность излома идет по
4
спирально изогнутой линии. Такие переломы происходят когда животное,
освобождая конечность, резко поворачивает ее вокруг продольной оси.
Зубчатый перелом — концы излома имеют зубчатый вид. На образование такого вида перелома влияет различная прочность и эластичность
разных участков кости, поэтому перелом кости не происходит в одно и то же
время и на одной линии.
Вколоченный перелом происходит на длинных трубчатых костях
вследствие сдавливания кости в продольном направлении, когда под
влиянием силы более плотный конец диафиза вгоняется в более податливую
губчатую структуру эпифиза.
Рис. 4. Вколоченный
перелом шейки бедра.
Оскольчатый перелом характеризуется наличием 1—3 костных
осколков на месте перелома. Он часто образуется при диафизар-ных
переломах длинных трубчатых костей.
Раздробленный перелом— образование множества крупных и мелких
осколков. Такие переломы чаще появляются в результате сильной травмы
или огнестрельных повреждений.
Размозженный перелом представляет высшую степень раздробленного
перелома, когда кость крошится на мелкие осколки, которые затем
перемешиваются с размозженными мягкими тканями.
5
Отрывные переломы происходят вследствие сильных мышечных
сокращений; при этом отрываются костные участки, к которым прикреплены
сухожилия, связки, мышцы (Б.С.Семѐнов, А. В. Лебедев 2003)
Рис. 5. Схема расположения смещенных отломков
бедренной кости: а -боковое; б — с укорочением; в — с
расхождением подлине; г— под углом; д -по периферии.
Открытые переломы чаще подвергаются воздействию инфекции, а
скорость инфицирования возрастает в зависимости от тяжести повреждения
мягких тканей (Gustillo R.B., Anderson J.T., 1976; Clancey G.J., Hansen ST.,
1978; Аврунин A.C., 1987). При закрытых переломах наблюдаются
следующие клинические признаки: боль, нарушение функции, дефигурация
поврежденного
сегмента,
подвижность
кости
вне
сустава,
костная
крепитация. Степень проявления клинических признаков зависит от силы
и
направления
механического воздействия, локализации и степени
повреждения, не только кости, но и окружающих тканей, общего состояния
животного в целом. При переломе происходит расхождение костных
отломков, нарушение целостности сосудов и нервов. От степени их
расхождения зависит нарушение внутрикостного кровообращения (Оливков
Б.М., 1954; Смирнова Л.А., 1975). При неполных переломах повреждение
может ограничиваться надкостницей или распространиться в окружающие
мягкие ткани. При этом присутствует перифибринозный экссудат, который
6
формируется как компонент острой воспалительной реакции на травму
(Ишаков СВ., 1958; Переслытских П.Ф., 1986).
Из общих клинических проявлений у всех животных в первые 3—6 суток после перелома наблюдается слабая лихорадка, учащение пульса (на 10—
15 ударов) и дыхания (на 5—20 дыхательных движений), угнетенное
состояние и отсутствие или понижение аппетита. В области травмированной
кости и мягких тканей отмечается умеренно выраженная болезненная,
горячая припухлость (воспалительный отек), которая к 7—10-м суткам
исчезает (М.В. Плахотин, А.Н.Голиков, С.Т.Шитов, А.Д.Белов, К.А.
Липовский 1966)
Регенерация костной ткани
Заживление переломов костей сопровождается как местными, так и
общими изменениями в организме. Костная ткань после перелома
восстанавливается
путем
образования
костной
мозоли.
В
процессе
регенерации участвуют: внутренний камбиальный слой надкостницы, эндост,
костный
мозг,
эндотелий
сосудов
гаверсовых
каналов
и
молодая
соединительная ткань, в последующем метаплазирующая в костную.
В первичной костной мозоли различают:
а) периостальную, или наружную, костную мозоль, которая развивается из
клеток камбиального слоя надкостницы;
б) эндостальную, или внутреннюю, мозоль, источником образования которой
служат клетки эндоста и костного мозга обоих отломков;
в)
промежуточную
мозоль,
развивающуюся
из
гаверсовых
каналов
кортикального слоя кости и отчасти из клеток эндоста и периоста;
г) парооссальную, или околокостную, мозоль, образующуюся из мягких
тканей вблизи перелома. Степень развития этой мозоли зависит от степени
повреждения окружающих тканей.
7
Рис.6. Составные части костной мозоли: 1 - периостальная; 2 эндостальная; 3 - интрамедиарная; 4 - параоссальная; 5 - окружающие
мозоль мягкие ткани.
Процесс заживления переломов проходит в четыре фазы:
Первая фаза — подготовительная. Она начинается непосредственно
после травмы. Кроме кости при травме повреждаются и окружающие ткани,
в число которых входят периост, смежные мышцы и кровеносные сосуды,
идущие по линии перелома. В результате происходят кровотечение и
образование гематомы в медуллярном канале, между концами отломков
кости и под отслоившейся надкостницей. В этой крови быстро идет процесс
коагуляции и образуется сгусток. Разрыв гаверсовых систем ведет к гибели
остеоцитов и некрозу концов отломков. Поврежденная надкостница, костный
мозг и другие окружающие ткани тоже вносят продукты некроза в очаг
повреждения. Под влиянием ферментов, освобождающихся при гибели
разных
видов
клеток
ретикулоэндотелиальной
системы,
происходят
фагоцитоз и цитолиз разрушенных клеток крови и местной ткани.
Одновременно с этим в концах отломков развивается травматический остит.
Под влиянием остеокластов и их фермента кислой фосфатазы, а также
местного ацидоза (рН достигает 5—5,4) происходит деминерализация концов
отломков по линии излома. Таким образом зона перелома подготавливается к
регенерации, которая начинается уже через 48—72 ч после перелома.
8
Вторая фаза начинается на 3-и сутки процесса. Она характеризуется
образованием соединительнотканной мозоли. Первоначальное развитие
остеоидной ткани происходит в клеточных элементах надкостницы, эндоста
и костного мозга на некотором расстоянии от линии излома, где они не
пострадали от травмы и сохранили свою жизнеспособность. Это развитие
идет от периферии к центру противоположных концов отломков. Вместе с
этим остеогенные клетки камбиального слоя надкостницы, костного мозга и
эндоста проникают в кровяной сгусток зоны перелома. Постепенно
размножаясь, они прорастают густой сетью кровеносных капилляров. В
результате вокруг отломков развивается своеобразная грануляционная ткань,
которая представляет собой соединительнотканную мозоль. Клеточные
элементы ее превращаются путем дифференциации в остеобласты и костные
клетки, а межуточное вещество и коллагеновые волокна — в основную
субстанцию.
Вся васкулярная система каждого отломка вскоре после перелома
увеличивается. Репаративные клетки с помощью медиаторных протеинов
превращаются в хондробласты, которые синтезируют коллаген. Коллаген
третьего типа образуется фибробластами в течение первой недели и
присутствует в большом количестве во время воспалительной фазы. В
течение репаративной фазы хондробласты образуют коллаген первого типа и
коллаген
специфического
второго
типа,
который
преобладает
в
поврежденном очаге в конце 2-й недели после травмы. Коллаген,
преобладающий в конце 3-й недели, является коллагеном первого типа,
синтезирующимся остеобластами.
В эту фазу, по данным гистохимических и радиоизотопных исследований (А. Д. Белова, и др., 1977) в костеобразующих элементах (в
клетках камбиального слоя надкостницы, эндоста, стенках гаверсовых
каналов и внутрикостных сосудов, в костных полостях и канальцах)
поврежденной кости и тканях формирующейся мозоли резко возрастает
9
интенсивность белкового и фосфорно-кальциевого обменов, а также
активность ферментов трансаминаз и щелочной фосфатазы, участвующих в
биосинтезе белков (мукополисахаридов, коллагена) и минерализации
костной мозоли. Количество мукополисахаридов и микроэлементов (меди,
кобальта, алюминия, магния, марганца, цинка и др.) достигает максимальных
величин.
Накопление микроэлементов в зоне перелома обеспечивает образование клеточных элементов регенерата, так как они входят в состав
ферментов и активизируют окислительно-восстановительные процессы.
Мукополисахариды участвуют в процессе минерализации формирующейся
мозоли, они избирательно связывают ионы Са и Р, образуя кристаллы
гидроксиапатита. В дальнейшем минеральный компонент взаимодействует с
коллагеном.
В сыворотке крови значительно повышаются биосинтез и скорость
распада альфа-, бета- и гаммаглобулинов, возрастают содержание фосфора и
кальция, активность щелочной фосфатазы и комплексообразующие свойства
белков с фосфорно-кальциевыми солями.
Третья фаза начинается на 10—12-е сутки и характеризуется началом
окостенения мозоли. Процесс превращения хряща в кость подобен
эндохондральной оссификации растущей кости. Так как коллаген первого
типа созревает, хондроциты выделяют в матрикс пустые везикулы.
Аккумуляция кальция и фосфора в везикулах межклеточного вещества ведет
к
образованию
кристаллов
гидроксиапатита,
которые
разрывают
везикулярные мембраны и способны в конечном итоге к минерализации
кости.
Фиброзная и хрящевая мозоли, образованные в течение первых трех
недель, называются мягкими мозолями; минерализованная мозоль носит
название твердой. Переход мягкой мозоли в
твѐрдую зависит от
кровоснабжения и стабилизации отломка перелома. Нестабильные переломы
10
с недостаточным кровоснабжением ведут к образованию фиброзной ткани в
щели перелома. Нестабильный перелом с адекватным кровоснабжением
прогрессирует в хрящевую мозоль; в конечном итоге может образоваться
гипертрофический ложный сустав — псевдоартроз. При стабильном
переломе с хорошим кровоснабжением образуется минерализованная мозоль.
Важную роль в процессе оссификации мозоли играют остеобласты,
которые вырабатывают ферменты, щелочную фосфатазу и угольную кислоту.
Активность щелочной фосфатазы в эту фазу поднимается максимально; она
участвует в синтезе внеклеточной матрицы и мукополисахаридов, в
образовании фибриллярных белков, способствует отложению минеральных
солей и связыванию их альбуминоидами остеоидной ткани. Угольная
кислота
влияет
на
выделение
из
крови
двойной
соли
—
карбонатфосфаткальция.
Исследования с применением радиоактивных изотопов (фосфора-32 и
кальция-45) показывают максимальное поглощение фосфорно-кальциевых
солей тканями формирующейся костной мозоли. В интактных костях скелета
повышается
фосфорно-кальциевый
обмен
и
перераспределяются
минеральные соли в зону перелома.
Вновь образовавшаяся костная ткань не имеет законченного строения и
в функциональном отношении неполноценна. С восстановлением опорнодвигательной функции она подвергается статико-динамической перестройке.
Четвертая фаза — окончательной перестройки костной мозоли. В эту
фазу
происходит
так
называемое
обратное
развитие
мозоли
с
перегруппировкой костных балок согласно законам статики и динамики.
Данный
процесс
продолжается
длительное
время.
При
правильном
соотношении отломков он заканчивается быстрее, чем при смещенных
отломках. Костные балки мозоли, не функционирующие в статикодинамической
нагрузке,
рассасываются,
а
испытывающие
давление
укрепляются. Со временем место бывшего перелома по своей архитектонике
11
приближается к нормальной кости. Местные биохимические изменения
окончательно нормализуются лишь через 5—8 мес с момента клинического
выздоровления животного.
Клеточный модуль, который контролирует процесс перестройки,
является единицей резорбции, состоящей из остеокластов, которые сначала
резорбируют кость, и остеобластов, которые потом строят новые гаверсовые
системы. Если кость не приобретает свою оригинальную форму после этой
перестройки, то, значит, она изменилась и адаптировалась для лучшего
выполнения своих функций.
Условия, замедляющие и стимулирующие образование костной мозоли.
Заживление переломов и продолжительность формирования костной
мозоли зависят от своевременности и качества оказания помощи, характера и
локализации перелома, возраста и общего состояния животного и многих
других причин.
Причины задержки заживления переломов можно разделить на общие
и местные. Из общих причин следует указать истощение животного,
инфекционные
заболевания,
рахит,
остеомаляцию,
авитаминозы,
беременность, расстройство функции щитовидной и паращитовидной желез.
Из местных причин отрицательное влияние на консолидацию отломков
оказывают: значительное расхождение концов отломков; попадание мягких
тканей между отломками; обширные разрушения кровеносных сосудов
надкостницы и костного мозга; проникновение синовиальной жидкости в
щель между отломками (при внутрисуставных переломах); плохая иммобилизация отломков; гнойный остит и остеомиелит.
При
замедленном
формировании
костной
мозоли
необходимо
устранить причины, задерживающие заживление перелома, и назначить
средства общего и местного воздействия, активизирующие развитие
остеоидной ткани и ее обызвествление.
12
К средствам общего воздействия относятся рациональное кормление,
введение аскорбиновой кислоты, кальциферола, минеральные добавки,
функциональная терапия (пассивные движения, проводка и дозированная
работа). Кроме того, делают новокаино-вую блокаду и тканевую терапию.
Из средств местного воздействия показаны физические методы лечения —
массаж,
облучение
лампой
соллюкс,
ультрафиолетовое
облучение,
диатермия, кальций-электрофорез.
Из биологических средств в место переломов вводят кровь, костные
опилки, измельченную надкостницу (лизаты), экстракты из эмбриональных
тканей и другие препараты. С целью снятия ретракции мышц и болевой
реакции, а также чтобы стимулировать регенерацию костной ткани,
рекомендуют инъецировать спирт-новокаиновый раствор (2%-ный раствор
новокаина на 30%-ном растворе спирта) в костномозговой канал и между
отломками в первый день после травмы и через 5—6 дней — повторно, в
зону перелома.
Особое внимание заслуживает применение травертинов в качестве
минеральной подкормки животным с целью нормализации минерального
обмена и стимуляции заживления переломов. Дача травертинов с кормом в
дозе 0,2—0,5 г на 1 кг массы животного в течение 30 дней с момента травмы
ускоряет консолидацию перелома на 5—10 дней.
Хорошие результаты получают у овец и телят с переломами длинных
трубчатых костей при двукратном введении в микродозах (0,01 микрокюри
на 1 кг массы) радиоактивного фосфора-32 в зону перелома.
Внутримышечные инъекции пирогенала в дозе 1,5 гаммы (15 МПД) на
1 кг массы животного в течение первых 20—30 дней с интервалом в 48 ч
способствуют
повышению
биосинтеза
интенсивности
белково-минерального
белков
обмена,
сыворотки
активности
крови,
щелочной
фосфатазы в костях и ускоряют заживление перелома.
13
Клиницисты
давно
обратили
внимание
на
то,
что
скорость
формирования и качество костного регенерата (мозоли) всегда заметно
варьируют при относительно одинаковых условиях. В одних случаях эти
отклонения могут зависеть от вида животного, характера повреждения, места
его, вида смещения отломков. В других случаях отклонения от нормального
течения регенерации приходится отнести за счѐт особенности реактивности
организма.
Качество, время заживления кости зависят от вида животного, его
возраста, степени повреждения кости и мягких тканей и т. д.
Так, заживление нефиксированных переломов бедренных костей
поросят сопровождается значительным смещением отломков по длине и
нередко под углом; на 5-10-е сутки вокруг отломков образуется обширное
разрастание фибринозной ткани, обеспечивающее достаточно прочную
первичную иммобилизацию их; в последующем формируется избыточная
массивная костная мозоль.(Хуань Цзинь – Шун, 1960)
Консолидация нефиксированных переломов наступает обычно на 35-45
сутки. После чего особенно к 60-м суткам наблюдаются явления перестройки
костной мозоли.
В процессе заживления нефиксированных переломов поросят 2-4месячного
возраста
преобладают
остеобластические
явления;
вновь
образующаяся молодая костная ткань, как правило, характеризуется
умеренно развитыми костными пластинками, перекладинами и достаточно
сформированными гаверсовыми каналами.
По данным О. Н. Щербань (1977), у животных интенсивность
обновления фосфора и кальция совпадает с 20-м днем формирования
костного регенерата, а содержание сухого остатка по мере развития костного
регенерата увеличивается, приближаясь к характерному для нормальной
костной ткани. Самая высокая интенсивность минерального обмена
соответствует 20-му дню, то есть второму периоду регенерации.
14
Фото 1.Ренген
Фото №2. Некроз мягких тканей
15
Фото №3 Фиксация кролика№2 на деревянном планшете.
Фото №6 Подгтовка операционного поля.
Всякое явление жизни, даже наиболее простое, всегда представляется
сложным сочетанием различных процессов, самым существенным из
которых является обмен веществ (Ф. Энгельс).
16
Во всяком явлении жизни, в биологическом процессе нужно
стремиться выделить ведущее звено. Без этого биологическое явление может
казаться хаотичным.
Успех в решении вопроса репаративной регенерации можно
достигнуть только при комплексном воздействии на различные звенья
процесса, который включает три элемента:
1.
Создание оптимальных условий для регенерации
2.
Нормализация
общепатологических
сдвигов
путем
дополнительного введения пластических и энергетических ресурсов, в
которых организм остро нуждается в этот период.
3.
Стимуляция процессов дифференциации остеогенных клеток, т.е.
увеличение в них биосинтеза специфических белков и ферментов.
Клетки могут более интенсивно секретировать белки в нужный для
органа момент. Нужен толчок для активации генетического аппарата клетки.
Очевидно, этим толчком является компенсаторная реакция организма на
травму и большая потребность в «строительном материале» для образования
костной мозоли. Между функциональной активностью генетического
аппарата клетки и концентрацией тканевых регуляторных факторов имеется
прямая зависимость. Если искусственно увеличивать их, то можно надеяться
на то, что эта цепочка начнет функционировать более активно.
17