Динамический морфо-сонографический контроль репаративной регенерации тканей в условиях хирургической травмы
На правах рукописи
Шакирова Фаина Владимировна
Динамический морфо-сонографический контроль репаративной регенерации тканей в условиях хирургической травмы
Специальность 06.02.04 – ветеринарная хирургия
Специальность 06.02.01 – диагностика болезней и терапия животных, патология, онкология и морфология животных
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора ветеринарных наук
Москва – 2011
Работа выполнена на кафедре ветеринарной хирургии ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина»
Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор, заслуженный ветеринарный врач РФ
Тимофеев Сергей Владимирович
доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Слесаренко Наталья Анатольевна
Официальные оппоненты:
доктор ветеринарных наук, профессор Семенов Борис Степанович
доктор ветеринарных наук, профессор Анников Вячеслав Васильевич
доктор биологических наук, профессор Матвейчук Игорь Васильевич
Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов»
Защита диссертации состоится «___» _________ 2011 г. в «___» часов на заседании диссертационного совета Д 220.042.02. при ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина» (Россия, 109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23, телефон 3779383).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина» (Россия, 109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23, телефон 3779383).
Автореферат разослан «__» ______ 2011 года.
Ученый секретарь диссертационного совета Сотникова Л. Ф.
Актуальность проблемы. Совершенствование классических и разработка новых методов, позволяющих прогнозировать такие важные процессы, как воспаление и регенерация, остаются актуальными и в настоящее время
(Антоньев А.А.,1975; Лаврищева Г.И.,1981; Ватников Ю.А.,2007), поскольку их течение, как известно, определяет исход многих, если не большинства заболеваний. Поэтому успехи в этой области в значительной степени могут способствовать прогрессу науки и практической ветеринарии. Проблема регуляции и прогнозирования воспаления является также важной социальной проблемой (Саранча С.Д.,1976; Золотов А.С., 2005; Адамян Р.Т.,2006).
Переломы костей, преимущественно конечностей, встречаются достаточно часто. 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 (Осипиенко А.В.,1991; Петренко Р.А.,2001; Самошкин И.Б.,2008).
В настоящее время в ветеринарной практике при лечении повреждений опорно-двигательного аппарата в основном используют различные варианты чрескостного и накостного остеосинтеза. Преимуществом чрескостного внеочагового остеосинтеза является минимальная травматичность, точная репозиция фрагментов кости, жесткая стабильная и управляемая их фиксация на любом этапе заживления, максимальное сохранение опорной и двигательной функции конечности.
Современные многочисленные лабораторные и клинические приемы позволяют судить о частных нарушениях процесса заживления ран, однако каждый из методов контроля имеет лишь ограниченное значение, и только совокупность примененных методик дает достаточно полную информацию о характере изменений в развитии раневого процесса. Это диктует необходимость поиска и разработки комплексного подхода к исследованию процессов репаративной регенерации тканей.
Одним из критериев оценки жизнедеятельности тканей является характер их васкуляризации, поэтому информация о ней необходима. Сонография – динамично развивающийся метод (Цурупа Д.И.,1976; Чуловская И.Г.,2005). Его достоинства заключаются в возможности применения в реальном масштабе времени (Догра В.,1999; Нелли Юджин,2007), полипозиционном сканировании зоны травмы и сравнение поврежденного сегмента с контралатеральным участком (Домницкая Т.М.,1997; Wilson D.J.,1995). С помощью сонографии возможно получение информации о состоянии мягких тканей (Caruso G.,1997; Gallarbo E.A.,2001), а применение режимов цветового доплеровского картирования (ЦДК) и энергетической допплерографии (ЭД) позволяют определять топографию, состояние и параметры кровотока в магистральных и периферических сосудах (Rubin J.M.,1999; Meuwly J.Y.,2002).
В отечественной и зарубежной литературе мы не нашли исчерпывающего ответа о состоянии микроциркуляции и информации о сосудах микроциркуляторного русла, являющихся определяющими в заживлении ушитых операционных ран. Большинство авторов указывает на роль сонографии в диагностике и динамики развития опухолей, в оценке состояния костей с острым и хроническим остеомиелитом (M.Schulte,1996). Имеются работы, указывающие на использование сонографии для анализа репаративного костеобразования при удлинении конечностей, а также характера репаративного процесса в зоне перелома, при патологиях суставов. Однако состояние микроциркуляции в зоне ушитой операционной раны в доступной нам литературе практически не освещено.
Проведенный анализ литературных данных о репарации костей в динамике свидетельствует о том, что методика ультразвукового сканирования мягких тканей в зоне ушитой операционной раны ранее не применялась, отсутствуют данные о критериях их визуализации, а также сосудах микроциркуляторного русла. Не исследованы возможности сонографии при динамическом контроле за репаративным процессом при заживлении ран.
Исходя из вышеизложенного, цель настоящего исследования – научно обосновать и разработать объективные диагностические морфо-сонографические критерии оценки посттравматического процесса у экспериментальных животных.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- Установить морфологические корреляционные связи между изменениями в костной и мягких тканях зоны перелома в условиях чрескостного остеосинтеза.
- Оценить влияние биомеханического фактора на процессы дифференцировки регенеративной мозоли.
- Оценить возможности сонографического исследования для определения состояния регионарной гемодинамики в области лапаратомной раны, как объективного критерия течения репаративного процесса
- Установить зависимость между морфологическими и сонографическими характеристиками состояния процессов регенерации в тканях в области ушитой операционной раны передней брюшной стенки.
- Разработать методику сонографии в режиме цветового допплеровского картирования и энергетического допплеровского картирования для оценки прогноза течения репаративных процессов в тканях в области операционной раны у экспериментальных животных.
- Экспериментально изучить влияние препарата «Травматин» и «Травма гель» на заживление мягких тканей и обосновать целесообразность их применения в послеоперационном периоде.
Научная новизна исследований.
Определена корреляционная взаимосвязь между репаративной регенерацией мягких и костной тканей в зоне перелома в условиях чрескостного остеосинтеза.
Установлены закономерности и прогностические критерии течения репаративного остеогенеза, основанные на цитоморфологических показателях кожной раны (рубца) топографически сопряженной с костной травмой.
Показано, что разработанный способ внешней стержневой фиксации длинных трубчатых костей у плотоядных обеспечивает стабильную жесткую фиксацию – это позволяет добиться качественной репозиции фрагментов кости и активации процессов ангиогенного остеогенеза.
Установлены возможности применения эхографии с использованием цветового и энергетического допплеровского картирования, позволяющей оценить микрогемоциркуляцию в регенерате для изучения динамики раневого процесса в раннем послеоперационном периоде.
С учетом установленных клинико-морфологических параллелей разработана методика применения Травматина и Травма геля с целью оптимизации процесса регенерации тканей в области ушитой раны в ранний послеоперационный период.
Теоретическая и практическая значимость работы.
На основании комплексного методического подхода, включающего хирургические, клинико-морфологические, гематологические, биохимические, биомеханические, сонографические методы научно обоснованы положения о возможности прогнозирования репаративной регенерации тканей в области чрескостного остесинтеза. В результате морфологических исследований разработан алгоритм оценки состояния кожной раны (рубца) вне зоны перелома в целях контроля, прогнозирования и корректирования консолидации отломков при переломах длинных трубчатых костей. Изучены процессы репаративной регенерации, протекающие в области костной травмы и параоссальных мягких тканей и их корреляционные морфологические связи, определяющие направление регенераторного процесса.
Разработана методика ультразвукового исследования с применением допплерографии, являющейся высокоинформативной в профилактике послеоперационных осложнений. Выявленные морфосонографические корреляции являются базовыми при разработке методов коррекции послеоперационной терапии.
Связь исследований с научной программой.
Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательской работы в соответствии с планом НИР МВА и Б им. К.И. Скрябина.
Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены на:
- ХIV Московском конгрессе по болезням мелких домашних животных (Москва, 2006 г.);
- Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам Агропромышленного комплекса, КГАВМ (г. Казань 2008г.);
- ХVII Московском конгрессе по болезням мелких домашних животных (Москва, 2009 г.);
- Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам Агропромышленного комплекса, КГАВМ (г. Казань 2009г.);
- I Всероссийской межвузовской конференции по ветеринарной хирургии, МВА и Б (г. Москва, 2010г.);
- 2-й специализированной конференции практикующих врачей (Домашний Zоопарк), Казань, 2010.
Основные положения, выносимые на защиту.
Разработанные критерии визуального контроля структурного состояния и качества окружающих мягких тканей и костной мозоли позволяют объективно оценивать процесс консолидации отломков.
Цитоморфологические показатели кожной раны в области перелома - прогностические критерии течения репаративного остеогенеза
Сонографическое исследование в режиме серой шкалы и в режиме цветовой и энергетической допплерографии позволяет получить исчерпывающую информацию о состоянии мягких тканей.
Сонографические данные, подтвержденные морфологическими исследованиями, являются объективными критериями в диагностике послеоперационных осложнений.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 200 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований (результаты исследований и их обсуждение), выводов, рекомендаций по практической реализации научных выводов, списка литературы, включающего 387 источника (315 отечественных и 72 зарубежных изданий). Диссертация иллюстрирована 86 рисунками и 6 таблицами.
2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Материалы и методы исследований. Работа выполнена в 2005-2010 г.г. на кафедре ветеринарной хирургии ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина».
Настоящие исследования предприняты с целью выяснения вопроса о связи восстановительных процессов в коже, подкожной клетчатке и костной ткани в зоне перелома с клиническим течением раневого процесса.
Условия эксперимента соответствовали Хельсинской декларации (1997г.). Объектом исследования служили 50 половозрелых беспородных собак с экспериментально вызванными переломами костей голени. Животных подбирали по принципу аналогов с учетом массы тела и возраста (масса в среднем составляла 15-30 кг, возраст от 1 года до 3,5 лет.). Экспериментально моделировали костную травму – поперечный диафизарный перелом костей голени. Всем животным был проведен чрескостный остеосинтез стержневым аппаратом внешней фиксации.
Комплексный методический подход включал в себя клинические, гематологические, биохимические, рентгенографические, сонографические, морфологические, биомеханические исследования и статистический анализ полученных цифровых данных.
Морфологический состав крови и биохимические показатели сыворотки крови анализировали до операции, на 1-е, 7-е, 14-е, 21-е, 30-е, 45-е и 50-е сутки после операции. Для морфологических и биохимических исследований кровь брали из подкожной вены голени.
Морфологический состав крови (эритроциты и лейкоциты) и содержание гемоглобина изучали по общепринятым методикам. Определение концентрации кальция в сыворотке крови проводили фотометрическим методом с о-крезолфталеинкомплексоном, общего белка биуретовым методами. Концентрацию фосфора определяли фотометрическим тестом, измерением в ультрафиолетовом диапазоне с использованием реагентов фирмы «HUMAN» (Германия). Концентрацию щелочной фосфатазы - реакцией Р-нитрофинилфосфата (PNPP). Все полученные данные подвергали вариационно-статистической обработке с применением ЭВМ и критерия Стьюдента.
Оперативные вмешательства проводили под потенцированным обезболиванием с соблюдением правил асептики и антисептики. Всем собакам выполняли остеотомию большеберцовой кости с последующим остеосинтезом. Операцию осуществляли после внутримышечного введения 2 % раствора рометара (в дозе 0.15-0.2 мл на 1 кг массы тела животного) с местным применением инфильтрационной анестезии 0.5%-ным раствором новокаина. В качестве нейролептанальгезирующего средства использовали золетил. Оперативный доступ выполняли с медиальной стороны голени в средней трети большеберцовой кости, проводя линейный разрез размером 5-6 см. Тупым способом и послойно выполняли доступ к кости, максимально щадя мягкие ткани. После тщательного гемостаза осуществляли полную поперечную остеотомию костей голени без смещения фрагментов, нарушая целостность a. nutritia.
Технику операции определяли с учетом локализации перелома, степени нарушения целостности кости и окружающих тканей, соматических признаков, возраста и общего состояния животных.
Рентгенографические исследования проводили с использованием аппарата «Арман-1» на 1-е, 10-е, 20-е, 30-е, 40-45-е сутки после операции и после снятия аппарата. Рентгенографию выполняли в боковом положении в стандартных проекциях.
Реактивные морфологические преобразования в зоне перелома выявляли гистологическими методами исследования. В целях унифицирования данных выполняли клиновидный дефект в зоне перелома с последующим иссечением мягких тканей единым слоем на 1, 5, 10, 20, 30 сутки после операции.
Полученный материал фиксировался в 10% нейтральном формалине и подвергали обработке по классическим методам. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином и по методу Ван Гизона, подвергали светооптическому изучению и морфометрии с использованием микроскопа Nikon. Исследования и микрофотосъемку подготовленного материала проводили на микроскопе Leica DMLS, фотографическая насадка Leica 60. Морфометрию изучаемых структур осуществляли по методике Г.Г. Автандилова (1990). Для сравнения числовых данных, представленных в графиках, были проведены преобразования этих чисел к общему виду. Среднюю величину высчитывали путем сложения чисел и деления их на количество сроков. Путем деления данных, определяющих количество клеток на полученную величину, получали сравниваемые числа (Рокицкий П.Ф.,1967).
При помощи морфометрической сетки (Стефанов С.Б., 1974; Автандилов Г.Г., 1973) проводили измерение площадей, занимаемых структурами костной и мягких тканей в зоне перелома. При исследовании костной ткани учитывали площади травматического отека, гематомы, лейкоцитарно-некротических масс, грануляционной ткани, соединительной ткани и т.д. При изучении площади, принадлежащей структурам мягких тканей, обращали внимание на степень выраженности травматического отека, гематомы, грануляционной, соединительной, жировой и эпителиальной тканей. При оценке клеточного состава операционной раны – учитывали количество эритроцитов, нейтрофилов, макрофагов, фибробластов, площадей, занимаемых жировой клетчаткой и эпителием.
С целью выяснения вопроса о связи восстановительных процессов в коже с клиническим течением раневого процесса нами оценено в эксперименте влияние препарата Травматин на заживление линейных ран.
В эксперименте было использовано 50 кошек (возраст от 2 до 5 лет), разделенных на две группы по 25 животных в каждой.
Животным 1-й группы в послеоперационный период в первые 5 суток на операционную рану накладывали салфетки, пропитанные 70° спиртом.
Животным 2-й группы в этот же срок на операционную рану наносили «Травма гель» и внутримышечно вводили «Травматин» в дозе 0,5мл. Оперативное вмешательство и иссечение мягких тканей проводили под общим потенцированным обезболиванием. Операционные раны наносили в области вентральной брюшной стенки по белой линии. Раны ушивали прерывисто-узловатыми швами длиной 5-6 см.
С целью экспериментального обоснования целесообразности применения данного препарата была изучена динамика репаративного процесса в мягких тканях через 12 часов и на 1, 3, 10, 20-е и 30 сутки после операции. С этой целью было предпринято экспериментальное моделирование раны. В послеоперационный период производили полнослойное удаление кожи, подкожной клетчатки и частично мышц. Ткани из зоны повреждения для проведения гистологического исследования иссекали поперечно по отношению к ране с таким расчетом, чтобы в дальнейшем при изготовлении гистологических срезов можно было с обеих сторон провести их структурный анализ. Производили маркировку участков повреждения (апикальный, дистальный).
Полученный материал фиксировали в 10%-ном растворе формалина с последующей обработкой по стандартной методике.
Полученные парафиновые срезы толщиной 6-8 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону, пикросириусом красным.
Анализ общей морфологической картины осуществляли с использованием светового микроскопа (Jenamed - 2), поляризационного микроскопа "Polmy A" (Польша) путем количественной оценки величины рефракции макромолекул.
Ультрасонографические исследования проводили на ультразвуковом сканере ALOKA SSD-3500 линейным датчиком 7.5 МГц в режиме «серой» шкалы, энергетического и цветового допплеровского картирования кровотока. Всего было проведено 26 исследований.
Для изучения регионарной гемодинамики в зоне репаративной регенерации применяли методику ультрасонографического исследования посредством цветовой и энергетической допплерографии. С этой целью было обследовано 12 животных, находящихся на различных сроках лечения (1 сутки, 3 суток после операции). В послеоперационный период 6 животным (контрольная группа) на операционную рану накладывали спиртово-высыхающую повязку, остальным 6 кошкам наносили Травма гель. Анализировали: состояние кожи и подкожной клетчатки, параметры периферической гемодинамики в зоне репаративной регенерации, а также изменения со стороны окружающих тканей, наличие отека и асептического воспаления. Сканирование проводили в реальном масштабе времени.
Во время исследования животным придавали спинное положение. Первоначально проводили общую сонографическую оценку поврежденной области. В режиме «серой» шкалы анализировали состояние мягких тканей вокруг шва и в зоне повреждения, определяли толщину передней брюшной стенки по ходу послеоперационной раны. С помощью цветового и энергетического допплеровского картирования проводили оценку ангиоархитектоники травмированной области: диаметр, протяженность, извитость периферических сосудов по ходу послеоперационного шва, а также интенсивность кровотока в мягких тканях передней брюшной стенки в качестве показателя восстановительного процесса.
Биомеханический метод был направлен на выяснение параметра степени жесткости использованной конструкции. С этой целью нами была модифицирована схема изгиба жестко защемленной с одного конца балки кругового сечения (рис. 1).
Рис.1. Расчетная схема нагружения стержня аппарата.
Величина смещения f конца жестко защемленной балки при действии на ее конец нагрузки Р определяется по формуле:
f = (Р х l3) / (3 x Е х J),
где Р - нагрузка на конец балки, l - длина балки, Е - модуль упругости материала балки, J - момент инерции поперечного сечения балки.
При оперативном лечении переломов, в зависимости от массы тела животного, применяли стержни диаметром 4, 5 и 6 мм, изготовленные из титана марки ВТ-8. Если животное имело массу до 20 кг, то использовались стержни 4-5 мм. При этом расстояние от места крепления стержня в аппарате до кости составляло 2,0-2,5 см. При массе животного 35-40 кг применяли стержни 5-6 мм, расстояние от аппарата до кости при этом составляло 3,5-4,0 см.
Расчеты были проведены для стержней 5 и 6 мм. В случае стержня 5 мм исходные данные для расчета были следующие. Величина Р, то есть нагрузка на конец стержня аппарата составляла 20 : 4 = 5 кг. Расстояние l от точки крепления стержня в аппарате до кости - 2,5 см. Модуль упругости титана ВТ-8 Е = 1,33х10 кг/см. Момент инерции круглого стержня J = 0,785xr = 0,0020 см. Подставив эти исходные значения в вышеприведенную формулу, было установлено, что величина смещения конца стержня аппарата будет равна 0,21 мм.
При использовании стержня 6 мм исходные данные были следующие: Р = 40: 4 = 10 кг, l = 4,0 cм, J = 0,785xr~ = 0,0081 см~, Е = 1,33x10 кг/см. При этих исходных данных величина смещения конца стержня составляла 0,25 мм.
Проведенные вычисления позволили сделать вывод о том, что конструкцию аппарата в рассматриваемом диапазоне нагрузок можно считать практически жесткой.
Рис.2. Аппарат в сборе.
Техника выполнения чрескостного остеосинтеза.
Аппарат устанавливали после совмещения отломков большеберцовой кости в правильное анатомическое положение без выделения ее фрагментов за пределы раны. Конструкция аппарата отличается простотой, универсальностью, надежностью и состоит из основных 2 опор (четверть колец), которые соединены тремя резьбовыми стержнями. Винтовые стержни вводили с кранио-медиальной стороны голени на проксимальный и дистальный отломки под углом 60-90 по отношению друг к другу. Их фиксировали в кронштейнах, которые соединены с опорами болтами и гайками. Данная позиция исключает ротационное движение отломков относительно друг друга.
Животных укладывали на травмированную сторону. Выполняли разрез мягких тканей вплоть до надкостницы (длиной 0,5-0,8 см). Затем с помощью сверла меньшего диаметра, чем вводимый стержень, рассверливали канал в кости.
В канал проксимального отломка вкручивали стержень до выхода его острия на противоположную поверхность кости не более чем на 2-3 мм. Другой стержень вводили в области дистального отломка кости. При этом важно, чтобы стержни были расположены четко на одной линии и в одной плоскости. Два других стержня вводили в просимальный и дистальный отломки. Стержни фиксировали в кронштейнах, установленных по разные стороны опор, контролируя соосность аппарата с большеберцовой костью. Мягкие ткани и кожу ушивали прерывистыми узловатыми швами. Вокруг стержней укладывали марлевые салфетки, пропитанные антисептиками (спирт-фурациллиновая смесь 1:1). Ежедневная однократная обработка мягких тканей вокруг стержней была достаточна для профилактики и купирования воспаления. На протяжении 4-5 дней полость раны через дренажную трубку промывали 3% перекисью водорода и раствором фурациллина (1:5000). Дренаж удаляли на 5-6 день. В течение 5-6 дней применяли антибиотикотерапию в общепринятых дозах.
Рис.3.Модель аппарат – кость.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Известно, что одним из факторов, определяющим течение репаративной регенерации тканей в зоне перелома, является стабильная фиксация (Анников В.В.,2006). Данные условия обеспечивают быстрое восстановление кровоснабжения поврежденного участка, при которых происходит формирование полноценного костного регенерата.
Результаты проведенных исследований показали, что стержневой аппарат при внеочаговом чрескостном остеосинтезе является надежным средством фиксации костей голени при диафизарных и метафизарных переломах. Правильный подбор стержней и обоснованная система конструкции позволял надежно удерживать фрагменты в стабильном положении на протяжении 30- 45 суток и более.
Животные хорошо переносили операцию – остеосинтез с установкой стержневого аппарата, поскольку аппарат монтировали в область минимального объема мышечной массы, избегая значительных повреждений суставов, сосудов и нервов.
Опорная способность поврежденной конечности начинала восстанавливаться на 1-2 день после операции. Операционные раны заживали по первичному натяжению, степень экссудации была выражена слабо и прекращалась на 3-7 день после операции. Швы снимали на 8-9 день. Практически у всех собак была восстановлена функция конечности сразу после операции с признаками хромоты средней степени, которая исчезала к 4-5 суткам.
Рентгенографические исследования показали стабильное состояние костных фрагментов на протяжении всего эксперимента (через 40-50дней после операции). Анализ зоны повреждения на этапных рентгенограммах выявил, что диастаз между фрагментами кости не превышал 0.5-1 мм. Их контуры четко прослеживались. Линия перелома определялась в виде незначительной по высоте полосы просветления. На 10 сутки сохранялась прерывистость контуров отломков кости. Прослеживалась тень в виде реакции надкостницы. Выраженное формирование периостальной костной мозоли обнаруживали к 20 суткам послеоперационных наблюдений, при этом линия перелома сохранялась.
Консолидацию отломков в зоне остеотомии отмечали через 1 месяц, в этот период наблюдений четко контурировала эндостальная мозоль.
В конце периода фиксации аппаратом (через 40-45 суток) в зоне повреждения наблюдали полный контакт фрагментов, сращение и перестройку костной мозоли. Интермедиарная мозоль была четко выражена. В месте контакта фрагментов прослеживались тени различной плотности, которые полностью перекрывали зону перелома, соединяя фрагменты большеберцовой кости между собой, что и являлось для нас критерием демонтажа аппарата.
Одной из серий наших исследования была оценка влияния костной травмы на гомеостаз организма. При анализе морфологических показателей крови установлено, что количество эритроцитов на всем протяжении опыта достоверно не изменялось.
Своего максимума (увеличение на 40%) лейкоциты достигли к 14-м суткам. В последующие сроки наблюдения отмечали плавное их уменьшение. Можно отметить, стабильный чрескостный остеосинтез выступает в роли «санирующего» эффекта, поскольку усиливает антимикробную активность кожных покровов поврежденной конечности, что согласуется с мнением авторов (Паевский С.А.,1993).
Снижение концентрации гемоглобина отличалась от контроля на 7 и 14 сутки (на 14.4% и 13.9%).
Изучение динамики содержания кальция в сыворотке крови показало, что после операции этот показатель достоверно (p<0.01) возрастал на 7 сутки. Своего максимума он достиг на 21 сутки. Следующий период исследования характеризовался превышением концентрации кальция на 7% по отношению к исходным данным.
Количество неорганического фосфора в сыворотке крови колебалось в пределах нормы, однако эти различия не были достоверны.
Возрастание количества общего белка было выявлено с 7 суток наблюдений. К концу эксперимента оно возросло на 2.1%. Полученные результаты подтверждают данные других авторов (Мазуров В.И.,1974).
Активность щелочной фосфатазы, являющаяся биохимическим маркеромформирования кости достоверно (p<0.001) повышалась в течение 1 суток после операции и достигала своей максимальной величины к 21 суткам (p< 0.001), что может свидетельствовать об активной пролиферативной функции фибробластов. Следующие сроки наблюдений характеризовались снижением активности этого фермента оставалась.
Следующей серией наших исследований было изучение процессов репаративной регенерации, протекающих в области костной травмы и мягких тканей вокруг зоны перелома и их корреляционных морфологических связей, определяющих направление регенераторного процесса.
Гистологические исследования и анализ планиметрических характеристик тканей и клеток зоны повреждения показали, что на 1 сутки дефект был заполнен массами свернувшейся крови, содержащими фибрин и гематогенные клеточные элементы (эритроциты составляли 92,4%) (Таб. 1). Был выражен травматический отек или серозное воспаление с десквамацией эпидермиса в близлежащих участках кожи, который составлял 38,4%. Сосуды прилежащих к дефекту тканей характеризовались полнокровием и расширенным просветом. Эпителий, контактирующий с краями раны, терял способность к дифференцировке. Прилежащие к разрезу мышечные волокна находились в состоянии булавовидного вздутия, концы их были некротизированы. Сами волокна увеличены в объеме, их контрактильный аппарат характеризовался структурной декомпозицией.
На 1 сутки в костной ткани между отломками визуализировалась гематома, занимающая 65,7% по отношению к площади дефекта, в ряде случаев обширная, с отложением фибрина, наличием фрагментов некротизированной кости и обильной лейкоцитарной инфильтрацией (Рис.3). Костный мозг и отдельные гаверсовы каналы были пропитаны кровью. Имел место выраженный травматический отек, занимающий 19,95%. Сосуды, как в центральном, так и в периферическом отломках были полнокровны и гиперемированы.
На данном этапе наблюдений сгусток свернувшейся крови соединял операционную рану и костный дефект. При этом выраженность гематомы в мягких тканях соответствовала ее объему между костными отломками (Рис. 2). Степень проявления травматического отека также была прямо пропорциональна таковому в мягких тканях в зоне повреждения (Рис.1). Воспалительный клеточный инфильтрат костного дефекта был представлен преимущественно нейтрофилами фагоцитарно-моноцитарной линии. Однако их представительство доминировало в окружающих мягких тканях по сравнению с зоной костного дефекта.
На 5 сутки в мягких тканях было выявлено уменьшение отека (с 38,46 до 23,59%). В зоне дефекта дебютировало формирование грануляционной ткани на 3,3%: в ней были обнаружены тяжи из фибробластов (1,7%) и пространства среди масс фибрина, выстланные эндотелием. Выявленные при этом сосуды по своим архитектурным особенностям имели строение синусоидов и капилляров, отличающихся неравномерной плотностью и вертикальной ориентацией. Коллагеновые волокна по краям дефекта образовывали при помощи фибрилл связующие коммуникации. Нейтрофильная инфильтрация по его краям сменялась макрофагальной (Таб.1) с высокой фагоцитарной активностью клеток. Процесс эпителизации продолжался. Эпителиальные клетки покрывали дефект одним слоем. В зоне повреждения мышечной ткани обращало на себя внимание рассасывание некротических масс макрофагами с формированием грануляционной ткани.
На границе костного дефекта пролиферация мезенхимальных клеток сопровождалась их врастанием в кровяной сгусток между отломками. Наличие грануляционной ткани превышало таковое в мягких тканях (12,94%). Подобного рода перестройки могут свидетельствовать о начале формирования провизорной соединительнотканной мозоли, начале консолидации отломков и охвате их в виде муфты. Она состояла из молодых мезенхимальных клеток, расположенных между сосудистыми петлями, то есть была идентична по своей структурной организации грануляционной ткани. Наряду с вновь образованными сосудами и мезенхимальными клетками здесь обнаруживались и остеобласты, с тенденцией к построению трабекулярных структур. Была выявлена высокая достоверная положительная связь между площадью эпителиальных клеток операционной раны и площадью соединительной ткани (r=0,703, р=0,034).
Таким образом, степень развития грануляционной ткани в зоне костной травмы была прямопропорциональна таковой в параоссальных тканях (Рис.4). При этом активно протекающие процессы репарации в мягкотканных образованиях инициировали остеопластические. Статистический анализ полученных данных показал прямую взаимосвязь на данном сроке наблюдения планиметрических показателей травматического отека (r=0,698, р=0,036) и лейкоцитарно-некротических масс (r=0,825, р=0,006). Чем больше была площадь травматического отека и лейкоцитарно-некротических масс в мягких тканях, тем выше данные показатели были выражены в костной ткани.
На 10 сутки наблюдения отек в мягких тканях в большинстве случаев практически исчезал (4,98%). При этом значительно уменьшалась васкуляризация дефекта. Субэпителиально имело место пролиферация фибробластов (8,15%) при одновременном увеличении коллагеновых волокон, их представительство доминировало над таковым клеточных элементов, что является эквивалентом формирования рубцовой ткани. На данном сроке была выявлена положительная взаимосвязь между количеством эпителиальных клеток и площадью соединительной ткани, что подтверждается синхронным увеличением обеих составляющих (r=0,749, р=0,008).
Полученные данные могут отражать образование провизорной соединительнотканной мозоли и начале ее перестройки в костную мозоль на базе ретикулофиброзной костной ткани (3,75%), это выражается в разрастании коллагеновых волокон и начале процессов костеобразования. Так, на фоне гомогенизации коллагеновых конструкций нами выявлены остеоидные балки первичной спонгиозы. При этом как в зоне повреждения, так и в периосте и эндосте были обнаружены пролиферирующие остеобласты. Коллагеновые волокна, как правило, были соединены с костными балками. Нетрудно заметить поперечные коммуникации. Отдельные костные структуры, смыкаясь своими концами, подвергались остеонизации. При этом обнаружена отрицательная корреляция между развитием соединительной ткани (%) и гематомой (%), что определяет положительный прогноз течения процесса (r=-0,540, р=0,087), площадью эпителия и гематомы (r=-0,583, р=0,060), клеточным составом лейкоцитов операционной раны (%) и площадью грубоволокнистой ткани (r=-0,734, р=0,010), между площадями хрящевой и грануляционной ткани (r=-0,544, р=0,084), количественным составом эпителиальных клеток и хрящевой ткани (r=-0,602, р=0,050), количеством фибробластов и площадью хрящевой ткани (r=-0,526, р=0,096). Полученные корреляции математически подтверждают прогностические закономерности проявления репаративной регенерации. Достоверная положительная взаимосвязь выявлена между клетками эпителия и грубоволокнистой костной тканью (r=0,721, р=0,012).
Скорость формирования рубца в мягкотканых образованиях, окружающих область перелома прямопропорционально определяла темпы перестройки соединительнотканной мозоли в ретикулофиброзную (грубоволокнистую) костную ткань (Рис.5). Формирование полноценного в структурном отношении эпидермиса над рубцовой тканью индуцировало пролиферативную и биосинтезирующую активность фибробластов. Более того, характер и масштабы регенераторных процессов в параоссальных тканях активизировало резорбцию интраоссальных некротических масс (с 9,92% до 5,5%).
На 20 сутки была выявлена перестройка (реорганизация) рубца, что выражалось в разрыхлении рубцовой ткани и истончением коллагеновых волокон. В целом, рубец был представлен соединительной тканью (26,67%) без какого-либо воспалительного инфильтрата. Покрывающий рубец эпителий, занимающий 49,66%, имел все признаки эпидермиса с четко различимыми слоями и дифференцированными клетками. Выявлена достоверная положительная взаимосвязь между количеством лимфоцитов и площадью лейкоцитарно-некротических масс (r=0,772, р=0,025), количеством эпителиальных клеток и фибробластов (r=0,627, р=0,096). Отрицательная взаимосвязь между количеством фибробластов и лейкоцитов (r=-0,683, р=0,062).
Костные фрагменты были полностью консолидированы сформированной костной мозолью из грубоволокнистой кости. В отдельных случаях наблюдали начальные признаки ее трансформации в зрелую костную ткань, составляющую 9,68%. Снижение содержания лимфоцитов в операционной ране приводило к увеличению грубоволокнистой костной ткани (r=-0,625, р=0,097), уменьшение лейкоцитов в операционной ране сопровождалось достоверным увеличением площади соединительной ткани (r=-0,775, р=0,024), возрастание количественного представительства фибробластов - уменьшение числа лейкоцитов (r=-0,683, р=0,062). Важно отметить, что при увеличении количества эпителиальных клеток в операционной ране прямо пропорционально увеличению фибробластов (r=0,627, р=0,096) (Таб.1).
Таким образом, на данном сроке наблюдения выявлена взаимосвязь реорганизации рубцовой ткани со степенью развития грубоволокнистой кости и начальными признаками ее перестройки в пластинчатую кость (Рис.6). При этом обнаруженная нами ячеистая соединительная ткань без клеточной инфильтрации, ускоряла смену генераций костной ткани.
На 30 сутки процессы регенерации кожного рубца прогрессировали. Однако полной его перестройки с восстановлением структуры дермы нам обнаружить не удалось. При увеличении количества фибробластов выявлено уменьшение числа макрофагов (r=-0,513, р=0,088).
В костной мозоли манифестировало формирование пластинчатых структур (81,66%), однако ее окончательной перестройки не происходило – наружняя часть мозоли в той или иной степени сохранялась. Здесь были обнаружены остеобласты – источники формирования периоста, сливающегося с периостом отломков. Внутренняя часть мозоли рассасывалась с восстановлением костного мозга. Была выявлена отрицательная взаимосвязь между количественным содержанием лимфоцитов в операционной ране и грубоволокнистой костной тканью (r=-0,780, р=0,003) и пластинчатой костью (r=-0,577, р=0,050), эпителиальными клетками и лейкоцитами (r=-0,553, р=0,062), что может являться важным прогностическим критерием в определении степени полноценности регенераторного процесса.
На этом сроке определенные корреляции между структурным состоянием мягких тканей и костью не были обнаружены, что может быть обусловлено отсутствием или слабой выраженностью в них морфологических изменений.
Следует подчеркнуть, что уменьшение площади и плотности рубца (проявление его реорганизации) соответствовало характеру перестройки костной мозоли с формированием ее конечной генерации - пластинчатой кости.
Таблица 1. Клеточный состав операционной раны на разных сроках заживления (%, М±m)
| Эритроциты | Лейкоциты (нейтрофилы) | Макрофаги | Лимфоциты | Фибробласты | Жировые клетки | Эпителий | |
| 1 сутки (n=10) | 92,470±7,344 | 4,170±0,887 | 1,467±0,340 | 0,801±0,357 | 0,429±0,128 | 0,724±0,174 | - |
| 5 сутки (n=9) | 69,392±5,618 | 15,680±1,324 | 5,660±1,101 | 2,127±0,586 | 1,716±0,279 | 1,002±0,351 | 4,423±0,639 |
| 10 сутки (n=11) | 17,332±1,290 | 8,544±1,623 | 18,670±1,066 | 3,002±0,498 | 8,152±0,856 | 17,238±1,380 | 27,062±2,844 |
| 20 сутки (n=8) | 3,149±0,108 | 1,278±0,167 | 3,890±0,545 | 0,9±0,108 | 31,101±2,322 | 19,331±2,270 | 40,351±1,580 |
| 30 сутки (n=12) | 0,017±0,007 | 0,107±0,029 | 1,150±0,021 | 1,665±0,251 | 28,424±0,665 | 21,660±2,026 | 46,977±1,544 |
Обозначения: * - разница по отношению к предыдущим срокам достоверна (* -p<0.05)
Рис 1. Площадь травматического отека.
Рис. 2. Площадь гематомы.
Рис 3. Площадь лейкоцитарно-некротических масс.
Рис 4. Площадь грануляционной ткани.
Рис 5. Площадь соединительной ткани.
.
Рис 6. Площади эпителия и пластинчатой кости.
Целью следующей части исследования было выяснение вопроса о связи восстановительных процессов в коже с клиническим течением раневого процесса.
Результаты проведенных исследований показали, что внутримышечное введение «Травматина» и местное применение «Травма геля» животные переносили достаточно хорошо, поскольку его введение не вызывало у них аллергических реакций или каких-либо осложнений.
Раневой процесс протекал в виде асептического экссудативного воспаления. Экссудативные процессы у животных 1-й (контрольной) группы были выражены к концу первых суток после оперативного вмешательства и прекращались на 3-4 день.
У опытных животных они характеризовались более бурным течением и завершались в более короткий (на вторые сутки) период. У животных подопытной группы процесс экссудации бурно проявлялся в течение 1-х и завершался на 2 сутки. Отечность краев раны уменьшалась. Объем раневого отделяемого не превышал 1.5-2 мл.
Все операционные раны заживали по первичному натяжению. Снятие швов в обеих группах проводили на 10-е сутки после операции.
Анализ цитоархитектоники раневого содержимого показал, что в первые сутки после операции в нем были выявлены сегментоядерные нейтрофилы (р<0,5) (Рис.11) с хорошо выраженной специфичной зернистостью (42%), к концу первых суток - средние и большие лимфоциты с интенсивно окрашенным ядром, моноциты. Кроме того, происходило достоверное (р<0,5) увеличение количества фибробластов.
К концу третьих суток у животных обеих групп в содержимом раны также преобладали сегментоядерные нейтрофилы, однако достоверно возрастало количество фибробластов (наиболее выражено в опытной группе). Было выявлено незначительное представительство тучных клеток, регулирующих, как известно, гемодинамические сдвиги (Омельяненко Н.П.,2009). У животных опытной группы в этот период наблюдений явления воспаления сменялись пролиферативным процессом. Область раневой зоны была заполнена относительно большим количеством молодых фибробластов с крупным округлым ядром и хорошо выраженной цитоплазмой. В ней грануляционная ткань меньшей рыхлостью по сравнению с животными контрольной группы и содержала нежные коллагеновые волокна. Отек мышечных волокон вокруг раны был слабо выражен. Таким образом, на третьи сутки наблюдения лецкоцитарная фаза воспалительного процесса сменялась на макрофагальную. Это период очищения раны совпадал с началом формирования грануляционной ткани.
На 7 сутки у животных первой группы раневая поверхность была заполнена рыхлой грануляционной тканью с увеличенными в объеме коллагеновыми волокнами, которые отличались слабой степенью морфологической зрелости и ориентированной упорядоченности. В ней были обнаружены молодые фибробласты, макрофаги, лимфоидные клетки. Отечность мышечных волокон, окружающих рану, уменьшалась. Следует подчеркнуть усиление васкуляризации раны по сравнению с предыдущими сроками наблюдения.
У животных второй группы раневой дефект был заполнен более плотной грануляционной тканью. Мышечные волокна сохраняли специфическую для ткани поперечную исчерченность. Сам дефект был обильно васкуляризован. На его месте формировался молодой, соединительнотканный рубец, состоящий из коллагеновых, ретикулиновых и эластических волокон различной степени морфологической зрелости. В глубоких слоях раны обнаружено наличие пучков коллагеновых волокон.
На 10-е сутки эксперимента у контрольных животных по краям раны были выявлены первые признаки частичной эпителизации, сочетающиеся с инфильтрацией кориума полиморфно-ядерными лейкоцитами с формированием микроабсцессов в толще дермы и в подлежащей жировой клетчатке. Повсеместно наблюдаемый ангионекроз в области раны распространялся вне зоны повреждения. У контрольных животных установлена усиленная васкуляризация области раневого дефекта и при этом большинство сосудов располагалось в субэпидермальном слое. Волокнистые конструкции дермы вследствие их набухания были уплотнены. В морфологическом отношении коллагеновые волокна характеризовались гетерогенностью по степени морфологической зрелости, что может свидетельствовать о их структурных перестройках с формированием рубцовой ткани.
На 10-е сутки в группе животных, которым наносили Травма – гель и внутримышечно вводили Травматин поверхность раны была представлена в виде скоплений базофильных масс с незначительным присутствием полиморфно-ядерных лейкоцитов. Раневая поверхность характеризовалась четко выраженной эпителизацией гнездного характера, причем большая часть шиповатых и базальных эпидермоцитов приобретали позиционную специфичность. Более того, процесс эпителизации протекал полноценно, о чем может свидетельствовать отсутствие локальных дефектов в эпидермальной ткани.
На 20-е сутки у контрольных животных в отличии от опытных в области раны сохранялись клеточные инфильтраты в коже и подкожной клетчатке. Они были представлены преимущественно лимфоцитами и макрофогоподобными клетками. Волокнистые стуктуры в зоне повреждения характеризовались признаками набухания и метахромазии. Обнаружена структурная декомпозиция волосяных фолликулов и сальных желез в глубоких отделах и краевых участках. Коллагеновые волокна были интегрированы в пучки. Это свидетельствует о перестройке рубцующейся грануляционной ткани в зрелую фиброзную.
На 20-е сутки у животных опытной группы в области раны сохранялись признаки клеточной пролиферации. Они касались преимущественно дермы, поскольку процесс эпителизации уже завершился, о чем может свидетельствовать отсутствие «атипичных» выростов эпидермиса и равномерное распределение меланобластов. В глубоких слоях кожи присутствовали фибробласты (34%). Соединительнотканные структуры слабо воспринимали красители, присутствовали полинуклеарные клетки. Сформированные коллагеновые волокна отличались высокой плотностью упаковки и упорядоченной ориентацией. Выявлено формирование пучков за счет интеграции коллагеновых волокон преимущественно тангенциальной (параллельно поверхности рубца) или косой ориентации. Пучки, как правило, локализовались в глубоких слоях дермы, что может отражать их субстративное значение для сформированного рубца.
На 30-е сутки наблюдений выявлено завершение перестроечных процессов в рубцовой ткани, что подтверждается структурно-функциональным состоянием в нем коллагеновых волокон.
Рис 7. Динамика количественного содержания фибробластов в операционной ране.
Сравнение относительных величин количества фибробластов в опытной и контрольной группах (Рис.7) позволило сделать вывод о том, что их динамика на различных сроках наблюдения, практически, не отличается. При сравнительном анализе их количественного соотношения в изучаемых группах нами выявлены существенные различия, которые проявляются уже через 12 часов после операции. Нельзя исключить, что установленные различия в количественном представительстве фибробластов связаны с влиянием основного вещества изучаемого препарата – геля на гидрофильной основе, который обладает опосредованным кровоостанавливающим действием, становясь матрицей для кровяного сгустка. Возрастание количества клеток на 10 сутки могут быть связаны с тем, что завершение процесса экссудации в раннем послеоперационном периоде создает благоприятные условия, активизирующую их биосинтезирующие потенции. Данная тенденция сохраняется на протяжении всего эксперимента.
Рис 8. Динамика количественного содержания нейтрофилов в операционной ране.
При исследовании количества нейтрофилов (Рис.8) на различных сроках наблюдения в обеих группах выявлена сходная динамика. Вместе с тем, нами обнаружены в сравниваемых группах различия в их количественном соотношении, что может быть следствием более бурного, но кратковременного течения экссудативного процесса у животных в опытной группы. При этом, контрольные животные превосходили своих аналогов по данному показателю с 1-х суток наблюдения, что может быть следствием лишь только начинающихся воспалительных процессов.
Рис 9. Толщина пучков коллагеновых волокон, мкм
При изучении толщины пучков (Рис.9) коллагеновых волокон на различных сроках наблюдения выявлено, что до 10 суток динамика этого показателя в группах сравнения практически не отличается. К 20 суткам у животных опытной группы по сравнению с контрольной толщина коллагеновых конструкций возрастает, аналогичная тенденция сохраняется до 30 суток наблюдения. Этот факт может явиться отражением увеличения степени их зрелости, что находит подтверждение в данных поляризационной микроскопии гистологических срезов рубцовой ткани. Показатели расстояния между пучками коллагеновых (Рис.10) волокон сохраняют аналогичную тенденцию. Своего максимума они достигают в опытной группе достигает через 3 часа после операции, а затем снижаются, что может свидетельствовать об уменьшении отека, в контрольной группе выявлена обратная картина, отражающая нарастание отека.
Рис 10. Расстояние между пучками, мкм.
Результаты ультрасонорафических исследований.
На эхограммах в режиме «серой» шкалы хорошо визуализировались все слои зоны повреждения: кожа, подкожная клетчатка, мышечная ткань, апоневроз мышц брюшной стенки, подапоневротическое пространство.
При проведении эхографии на 1 сутки после операции, мы оценивали толщину кожи и подкожной клетчатки. У животных контрольной группы были обнаружены изменения со стороны мягких тканей в виде отека подкожной клетчатки, который эхографически проявлялся утолщением и неоднородностью структуры. На первые сутки после операции отек подкожного слоя у животных обеих групп был слабо выражен и выглядел при сонографии в виде небольшого утолщения. Переход в режим цветовой допплерографии (ЦДК) и в режим энергодопплера (ЭД) показал отсутствие различий в сосудистом рисунке мягких тканей передней брюшной стенки по ходу послеоперационной раны у животных контрольной и опытной групп. В области операционной раны визуализировались единичные тонкостенные сосуды и усиление сосудистого рисунка, характерное для начала воспалительной реакции, что соответствует наличию единичных соответствующих друг другу сигналов артериального и венозного кровотока.
При проведении эхографии на 3 сутки после операции у животных контрольной группы при «серошкальном» исследовании был выявлен инфильтрат в подкожной жировой клетчатке, выраженный отек по ходу послеоперационной раны с признаками лимфостаза.
При проведении ЦДК и ЭД мягких тканей обнаружены множественные, крупные, без выраженной ориентации сосуды, расположенные в подкожном слое, характеризующие воспалительный процесс. При проведении ЦДК у животных контрольной группы были зарегистрированы преимущественно эхосигналы венозного кровотока, что является коррелятом застойных явлений в тканях.
Эхографическое исследование травматических повреждений в опытной группе показало выраженные отличия. Так, на третьи сутки при «серошкальном» исследовании обнаружена менее выраженная, чем в контрольной группе воспалительная реакция, что при УЗ исследовании проявлялось меньшей толщиной мягких тканей с отсутствием инфильтратов и скопления воспалительной жидкости по ходу послеоперационной раны.
На 3-и сутки у животных опытной группы допплерографическая картина характеризовалась наличием единичных упорядоченных цветовых эхосигналов, исходящих от тонких подкожных сосудов, что характеризует отсутствие выраженной воспалительной реакции. Признаков лимфостаза в коже и подкожной клетчатке нам обнаружить не удалось.
При проведении ЭД по ходу послеоперационной раны были обнаружены единичные сосудистые упорядоченные эхосигналы, свидетельствующие о начале пролиферативных явлений.
Таким образом, гистологические и ультрасонографические исследования динамики заживления полнослойных ушитых ран в области лапаротомного разреза выявили терапевтическую эффективность при воздействии препарата Травматин, что выражалось в ускорении их заживления. Этот процесс был инициирован более ранним созреванием грануляционной ткани и ее более быстрым рубцеванием.
Таблица 2. Тинкториальные свойства исследуемых тканей
передней брюшной стенки в послеоперационный период
| Сроки исследования | Степень морфологической зрелости волокон | |||||
| толщина пучков, мкм | расстояние между пучками, мкм | тинкториальные свойства | ||||
| контроль | опыт | контроль | опыт | контроль | опыт | |
| 3 часа | 9,0±1,2 | 9,8±1,3 | 9,9±2,0 | 13,7±1,5 | зеленый | зеленый |
| 12 часов | 6,4±0,5 | 8,9±1,1 | 12,9±1,5 | 10,4±1,2 | зеленый | зеленый |
| 1 сутки | 12,8±0,9 | 12,75±3,5 | 7,32±0,4 | 7,38±0,6 | зеленый | зеленый |
| 3 суток | 23,2±4,0 | 28,3±4,3 | 10,2±1,1 | 9,1±1,0 | зеленый | оранжево-зеленый |
| 10 суток | 15,5±2,1 | 14,2±1,2 | 10,4±1,4 | 7,32±0,6 | мало зеленого, мало красного, в основном оранжевый | красный, оранжевый, зеленый (немного |
| 20 суток | 9,1±2,7 | 18,3±1,9 | 8,37±0,8 | 8,12±1,2 | зелено-оранжевый | зелено-оранжевый |
| 30 суток | 9,0±0,3 | 15,2±0,8 | 10,1±1,3 | 10,4±1,0 | оранжевый | оранжевый |
Обозначения: * - изменения по отношению к исходным данным достоверны (* -p<0.05)
Выводы
1. Научно обоснованы и разработаны объективные диагностические критерии оценки репараторного процесса в области ушитых операционных ран при хирургической травме, основанные на анализе корреляционных морфологических изменений поврежденных тканей, определяющих направление и динамику восстановительного процесса.
2. Выявлены морфологические закономерности проявления репаративной регенерации в динамике постоперационного периода, базирующиеся на выявленных морфологических корреляциях между репаративными процессами в кости и параоссальных тканях. На 5 сутки определена достоверная зависимость между тканями в зоне перелома по показателям травматического отека (r=0,698, р=0,036) и лейкоцитарно-некротических масс (r=0,825, р=0,006). При увеличении отека в мягких тканях, этот показатель увеличивается и в костной ткани, повышение площади лейкоцитарно-некротических масс в мягких тканях влечет за собой повышение таковых и в костной ткани. При этом активно протекающие процессы репарации в мягкотканных образованиях инициировали остеопластические. Степень развития грануляционной ткани в зоне костной травмы была прямопропорциональна таковой в параоссальных тканях. Корреляционные изменения на 5 сутки структурных повреждений данных тканей определяют дальнейшее ее синхронное течение регенераторных процессов.
3. Формирование полноценного в структурном отношении эпидермиса над рубцовой тканью на 10 сутки наблюдения индуцирует пролиферативную и биосинтезирующую активность фибробластов. Положительная взаимосвязь выявлена между клетками эпителия и грубоволокнистой костной тканью (r=0,721, р=0,012).
Характер и масштабы регенераторных процессов в параоссальных тканях инициировало резорбцию интраоссальных некротических масс. Характер эпителизации определяет наличие воспаления в костной ткани. Определены достоверные корреляционные параллели - отрицательная взаимосвязь между соединительной тканью (%) и гематомой (%) (r=-0,540, р=0,087), хрящевой тканью и гематомой (r=-0,551, р=0,079), площадью эпителия и гематомы (r=-0,583, р=0,060). Образование соединительнотканной мозоли и начале ее перестройки в костную на базе ретикулофиброзной костной ткани свидетельствует разрастание коллагеновых волокон и присутствие на фоне их гомогенизации первичной спонгиозы. Определена корреляционная обратная взаимосвязь между клеточным составом лейкоцитов операционной раны (%) и площадью грубоволокнистой ткани костной ткани (r=-0,734, р=0,010), между площадями хрящевой и грануляционной ткани костной ткани (r=-0,544, р=0,084). На 10 сутки наблюдений пролиферация фибробластов при одновременном увеличении коллагеновых волокон приводит к формированию субэпителильно рубцовой ткани.
4. Выявлена взаимосвязь реорганизации рубцовой ткани со степенью развития грубоволокнистой кости и начальными признаками ее перестройки в пластинчатую кость на 20 сутки наблюдения. Наличие ячеистой соединительной ткани без клеточной инфильтрации определяет ускоряющую смену генераций костной ткани на стадии оссификации костной мозоли. Уменьшение площади и плотности рубца (проявление его реорганизации) соответствует выраженности перестройки костной мозоли с формированием ее конечной генерации – пластинчатой кости. Определена положительная взаимосвязь между количеством лимфоцитов и площадью лейкоцитарно-некротических масс мягких тканей (r=0,772, р=0,025), количеством эпителиальных клеток и фибробластов (r=0,627, р=0,096), отрицательная взаимосвязь между количеством фибробластов и лейкоцитов (r=-0,683, р=0,062). Была выявлена отрицательная взаимосвязь между количественным составом лимфоцитов и грануляционной костной ткани (r=-0,625, р=0,097), количественным составом лейкоцитов и площадью соединительной костной ткани (r=-0,775, р=0,024).
5. Модифицированный нами метод внеочаговой чрескостной фиксации переломов трубчатых костей обеспечивает четкую репозицию и качественную фиксацию отломков на протяжении всего постоперационного периода. При идеальной репозиции восстановительные процессы протекают за счет усиления остеопластических механизмов без хондроидного пролиферата путем ангиогенного остеогенеза.
6. Разработан неинвазивный метод достоверной оценки динамики репаративного постраневого процесса с использованием сонографического исследования в режиме цветового и энергетического доплеровского картирования, который позволил унифицировать диагностические данные, полученные на этапах заживления. При этом показано, что функциональное состояние микрогемоциркуляторного русла в области повреждения является объективным тестом прогнозирования послеоперационных осложнений и корректирования применяемого лечения.
7. Режимы цветового и энергетического допплеровского картирования позволяют оценить характер течения репарации, выявлять застойные явления в тканях и выраженность пролиферативных процессов. Эхографические параметры раневого участка соответствуют данным, полученным при морфологическом исследовании.
8. Препарат «Травматин», не нарушая стадийности раневого процесса, ускоряет его за счет сокращения фазы травматического и воспалительного отека, что коррелирует с данными сонографии. Это сопровождается активизацией пролиферативных процессов в грануляционной ткани (увеличение количественного состава фибробластов в опытной группе по сравнению с контрольной на 20%) и ускорением эпителизации, что приводит к формированию прочного, нежного, подвижного рубца, не спаянного с окружающими тканями. Полученные данные позволяют рекомендовать препарат «Травматин» в практике ветеринарной хирургии в раннем послеоперационном периоде.
9. Комплексное применение препарата «Травматин» и «Травма гель» ускоряет заживление ран на 20-30% по сравнению с общепринятыми методами за счет. Наилучшим терапевтическим эффектом обладает применение «Травматина» в виде геля, нанесенного на область раны.
СВЕДЕНИЯ О ПРАКТИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Результаты исследования отражены в учебном пособии: «Современные представления о репаративной регенерации костной ткани при оперативном лечении переломов костей у животных», одобренное УМО Высших учебных заведений в области зоотехнии и ветеринарии, методическом пособии: «Лечение переломов костей у плотоядных». Материалы диссертации используются в цикле занятий «Ветеринарная хирургия» для студентов очной и заочной формы обучения, для студентов по специализации «Кинология».
Полученные результаты используются в учебном процессе на кафедре анатомии и гистологии животных им. А.Ф. Климова ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина», на кафедрах анатомии и ветеринарной хирургии ФГОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана».
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ
- Установлены и морфологически обоснованы корреляционные этапы изменений репаративной регенерации в мягких и костной тканях, протекающих в зоне перелома. Данные показатели являются фундаментальными в вопросах визуального прогнозирования течения раневого процесса в области репаративного остеогенеза, становясь объективными критериями оценки.
- Применение цитоморфологических методик в исследовании раневого экссудата в области костной травмы позволит определить направление регенераторного процесса и позволит корректировать применяемое лечение в раннем постоперационном периоде.
- Полученные данные о гемодинамике в области раневого процесса вентральной части брюшной стенки в норме и патологии являются базовыми при дифференциальной диагностике и прогнозировании течения репаративной регенерации.
- Обосновано и доказано положительное влияние на течение раневого процесса применений аппликаций гелей на гидрофильной основе в фазе экссудации.
- Полученные результаты целесообразно использовать при клинической оценке течения раневого процесса, предупреждении возможных послеоперационных осложнений.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Шакирова Ф.В. Применение стержневого аппарата чрескостной фиксации при переломах трубчатых костей у собак / В.Ф. Шакирова // Материалы конференции молодых ученых.—Казань, 2006.—С.76—78.
- Шакирова Ф.В. Комплексное лечение переломов костей голени у собак / Ф.В. Шакирова // Материалы ХIV Московского конгресса по болезням мелких домашних животных.—М., 2006.—С.121—122.
- Шакирова Ф.В. Рентгенологическая характеристика заживления перелома костей голени при чрескостном и интрамедуллярном остеосинтезе / Ф.В. Шакирова, Н.З. Файзуллина // Ветеринарная медицина домашних животных.—Казань, 2006.—Вып. 3.—С.141—143.
- Шакирова Ф.В. Динамика репаративной регенерации мягких тканей при применении «Травматина» у кошек / Ф.В. Шакирова, Н.З. Файзуллина // Ученые записки КГАВМ.—Казань, 2008.—Т. 194.—С.153—157.
- Шакирова Ф.В. Метод чрескостного внеочагового остеосинтеза стержневым аппаратом наружней фиксации / Ф.В. Шакирова, Н.З. Файзуллина // Ветеринарный врач.—2008.—№ 2.—С.37—39.
- Шакирова Ф.В. Морфодинамика заживления костной и мягких тканей при чрескостном остеосинтезе / С.В. Тимофеев, Ф.В. Шакирова // Доклады РАСХН.—М., 2008.—№ 5.—С.60—62.
- Шакирова Ф.В. Репаративная регенерация мягких тканей при применении гомеопатических препаратов у кошек / Ф.В. Шакирова, Н.З. Файзуллина // Ученые записки КГАВМ.—Казань, 2008.—Т. 194.—С.149—153.
- Шакирова Ф.В. Структурные изменения мягких тканей при применении «Травматина» у кошек / Ф.В. Шакирова // Материалы международной конференции.—СПб., 2008.—С.105—106.
- Шакирова Ф.В. Морфодинамика репаративной регенераци мягких тканей при применении «Травматина» у кошек / Ф.В. Шакирова // Ветеринарный врач.—2009.—№ 1.—С.57—58.
- Шакирова Ф.В. Динамика заживления мягких тканей в зоне перелома в условиях чрескостного остеосинтеза у собак / Ф.В. Шакирова // Ветеринарная медицина домашних животных.—Казань, 2009.—Вып. 6.—С.180—183.
- Шакирова Ф.В. Морфодинамика репаративной регенерации в костной ткани у собак / Ф.В. Шакирова // Ветеринарный врач.—2009.—№ 6.—С.52—54.
- Шакирова Ф.В. Мофодинамика репаративной регенерации костной ткани / Ф.В. Шакирова // Ветеринарная медицина домашних животных.—Казань, 2009.—Вып. 6.—С.178—180.
- Шакирова Ф.В. Морфодинамика репаративной регенерации мягких тканей при применении «Травматина» у кошек / Ф.В. Шакирова // Материалы ХVII Московского конгресса по болезням мелких домашних животных.—М., 2009.—С.124—126.
- Шакирова Ф.В. Метод чрескостного внеочагового остеосинтеза стержневым аппаратом наружней фиксации у собак / Ф.В. Шакирова // Международный вестник ветеринарии.—2009.—№ 1.—С.19—21.
- Шакирова Ф.В. Динамика заживления мягких тканей в условиях чрескостного остеосинтеза / Ф.В. Шакирова // Практик.—2010.—№ 2.—С.95—97.
- Шакирова Ф.В. Динамический сонографический контроль за репаративными процессами в тканях / Ф.В. Шакирова // Тезисы 1 всероссийской межвузовской конференции по ветеринарной хирургии.—М., 2010.—С.53—55.
- Шакирова Ф.В. Клиническая и морфологическая характеристика заживления послеоперационной раны при применении препарата «Травматин» /Ф.В. Шакирова // Ветеринарный врач.—2010.—№ 2.—С.48—50.
- Шакирова Ф.В. Морфодинамика заживления мягких тканей в зоне перелома в условиях чрескостного остеосинтеза / Ф.В. Шакирова // Ветеринарный врач.—2010.—№ 1.—С.35—38.
- Шакирова Ф.В. Морфологический контроль за репаративными процессами в костной ткани / Ф.В. Шакирова, С.В. Тимофеев // Ученые записки КГАВМ.—Казань, 2010.—Т. 203.—С.284—287.
- Шакирова Ф.В. Морфологический контроль заживления мягких тканей в зоне перелома в условиях чрескостного остеосинтеза / Ф.В. Шакирова // Ветеринарная медицина.—2010.—№ 2.—С.51—52.
- Шакирова Ф.В. Динамика заживления костной ткани у собак в условиях чрескостного остеосинтеза / Ф.В. Шакирова // Практик.—2010.—№ 1.—С.84—86.
- Шакирова Ф.В. Ультразвуковой контроль за раневым процессом в послеоперационный период / Ф.В. Шакирова, С.В. Тимофеев // Ученые записки КГАВМ.—Казань, 2010.—Т. 203.—С.260—263.
- Шакирова Ф.В. Ультразвуковой контроль репаративной регенерации мягких тканей / Ф.В. Шакирова // Ветеринарный врач.—2010.—№ 4.—С.50—51.
- Шакирова Ф.В. Ультрасонографический контроль заживления кожных ран / Ф.В. Шакирова, С.В. Тимофеев // Ветеринарная медицина.—2010.—№ 2.—С.51—52.
- Шакирова Ф.В. Корреляционные изменения в костной и мягких тканях при репаративной регенерации в условиях чрескостной фиксации у собак / Ф.В. Шакирова // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии.—2010.—№ 4.—С.69—72.
