Пролонгированная стимуляция регенераторных процессов и периферического кровообращения в конечности

Актуальность исследования. Увеличение числа больных с замедленным костеобразованием и хронической ишемией тканей конечностей обуславливает непрекращающийся поиск приемов оптимизации течения восстановительных процессов. Для улучшения условий репаративной регенерации тканей в травматологии и ортопедии широко применяют методики стимуляции восстановительных процессов путем локального возбуждения артериальной гиперемии и очагов остеогенеза. Для лечения медленно срастающихся переломов, псевдоартрозов и дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов используют рассверливание кости по Бэку, «вычерпывающую остеотомию», «остеотомию без пересечения кости» и др. [32, 82, 96, 121, 122, 123].

Непременным условием оптимизации восстановительных процессов в тканях конечности является улучшение регионарного кровообращения и нормализация микроциркуляции в ишемизированных тканях, так как именно состояние микроциркуляторной системы определяет течение и исход репаративной регенерации [92, 93, 94, 113].

Новые возможности направленного влияния на кровообращение и трофику конечности открывают научные исследования и разработки, проведенные в Курганском институте травматологии и ортопедии под руководством Г. А. Илизарова.

Впервые в этом научном центре была разработана в эксперименте, а затем применена в клинике методика увеличения объема и моделирования формы голени при ее атрофии. Она основана на утолщении большеберцовой кости за счет ее продольной остеотомии и последующего постепенного смещения отщепленного фрагмента при помощи чрескостного аппарата. Проведенные исследования показали, что при утолщении кости значительно активизировались обменные процессы и кровоток [27]. Доказанное стимулирующее влияние нашло эффективное применение для компенсации хронической ишемии тканей конечностей [87, 88, 89, 99]. Однако этот способ имеет ряд недостатков — сложен в техническом исполнении, чреват инфекционными осложнениями, требует длительного пребывания больного в стационаре, не может быть применен на всех сегментах и т. д.

Дальнейший поиск приемов стимуляции репарации и кровообращения в конечностях привел к разработке менее травматичных способов, основанных на использовании естественной реакции организма на операционную травму и длительное дозированное раздражение опорных тканей [53, 55, 74]. Способы, во-первых, основываются на применении умеренных по силе раздражителей, обладающих стимулирующим воздействием на регуляторные системы, и исключают срывы компенсаторно-приспособительных реакций организма. Во-вторых, создают стимулирующие воздействия на продолжительное время, необходимое для возникновения новых и морфо-функциональной перестройки их и ранее существовавших кровеносных сосудов в полноценные пути окольного кровотока. В-третьих, способы обеспечивают возможность многократного хирургического воздействия на любых анатомических уровнях нарушения кровоснабжения. Потребность клинической практики в осуществлении длительной стимуляции репарации тканей и регионарного кровообращения обусловили изучение возможностей применения для этого ответной реакции организма, сопровождающей хирургическое повреждение тканей конечности и дозированное перемещение в них инородных тел без производства остеотомии и формирования дистракционного регенерата [116]. В частности, продолжительная стимуляция периферического кровообращения достигается путем продольной имплантации спиц в костномозговую полость длинных и коротких трубчатых костей с последующим их. дозированным перемещением.

Цель исследования — разработка, обоснование и клиническое внедрение пролонгированной стимуляции кровоснабжения тканей конечности для компенсации хронической ишемии.

Задачи исследования:

1. Разработать методику стимуляции регенераторных процессов в организме, на основе длительного возбуждения остеорепарации в костномозговой полости трубчатой кости.

2. Разработать компоновку аппарата, необходимую для стимуляции остеогенеза и ангиогенеза в конечности.

3. Изучить изменения периферического кровообращения и обменные процессы, происходящие после имплантации и последующего дозированного перемещения инородных тел в костномозговой полости трубчатых костей.

4. Изучить состояние нейрогуморальной регуляции регенераторных процессов в ходе пролонгированной стимуляции репарации тканей по динамике концентрации циклических нуклеотидов и остеотропных гормонов.

5. Оценить эффективность пролонгированной стимуляции кровоснабжения тканей конечности в процессе компенсации хронической ишемии у больных с заболеваниями артерий конечностей.

Положение, выносимое на защиту:

Разработанный способ механического воздействия на кость и костный мозг, вследствие развития репаративных процессов в поврежденной кости, позволяет активизировать периферическое кровообращение, микроциркуляцию, пластический метаболизм и использовать обозначенный эффект для компенсации хронической ишемии при заболеваниях с поражением артериальной системы конечностей.

Научная новизна и практическая ценность работы.

Разработан малотравматичный прием пролонгированной стимуляции регенераторных процессов в организме за счет активизации регионарного кровообращения путем создания длительно существующих очагов раздражения остеорепарации без применения остеотомии: и формирования дистракционного регенерата.

Нами достоверно доказана трансформация внутрикостного жирового мозга в кроветворно-жировой с резким увеличением числа микрососудов, появлением молодых костеобразующих клеток — остеобластов с явлениями остеогенеза, о чем свидетельствует появление новообразованных костных балочек. Высокую активность биосинтетических процессов подтверждает достоверный подъем в 3−6,4 раза концентрации гормонов.

Изучение с использованием комплекса современных методов исследования особенностей ответной сосудистой реакции кровеносной системы конечностей на длительное раздражение костного мозга показало увеличение кровенаполнения, активизацию восстановительных процессов в конечности, сохраняющихся длительное время, и обусловило применение данного способа для компенсации ишемии тканей конечности.

Впервые предложены и применены: способ поддержания жизнеспособности нижней конечности при высоких окклюзиях магистральных артерий, заключающийся в одновременном остеосинтезе аппаратом и остеоперфорациями костей нижней конечности (заявка на изобретение № 2 000 117 649. Опубл. 20.07.2002) — способ ампутации при облитерирующих заболеваниях артерий, позволяющий снизить уровень ампутации (заявка на изобретение № 2 001 110 387. Опубл. 27.02.2003) — способ компенсации хронической ишемии, заключающийся в комбинации медиальной кортикотомии большеберцовой кости и имплантации спиц в костномозговой канал (заявка на изобретение № 2 001 110 387. Опубл. 27.02.2003) — способ компенсации критической ишемии дистальных отделов нижних конечностей, характеризующейся комплексным использованием методики раздражения костного мозга и медикаментозной терапии (заявка на изобретение № 2 005 100 255. Опубл. 11.01.2005).

Данное исследование позволяет рекомендовать в клиническую практику методику пролонгированной стимуляции регенераторных процессов и периферического кровообращения как самостоятельную операцию, так и в сочетании с другими хирургическими методами, что будет способствовать улучшению качества реабилитации больных при необходимости стимуляции периферического кровообращения и репарации тканей.

Апробация работы и публикации результатов.

Материалы исследования доложены на 196-м и 233-м заседаниях Курганского областного общества ортопедов-травматологов, XXIX областной научно-практической конференции (г. Курган, 1997 год) и отражены в шести печатных работах.

Объем и характер построения работы.

Диссертация состоит из следующих разделов: введение (4 страницы) — глава I — Современные представления о возможности стимуляции костеобразования и периферического кровообращения на основе дозированного механического повреждения костей конечности (15 страниц) — глава II — Материал и методы исследования в эксперименте (7 страниц) — глава III — Реакция кровеносной системы на внутрикостную имплантацию спиц и их дозированное перемещение в эксперименте (17 страниц) — глава IVМатериалы и методы исследований в клинике (19 страниц) — глава VДинамика периферического кровообращения после имплантации спиц и дозированного перемещения их в костномозговой полости (27 страниц) — заключение (8 страницы) — выводы (2 страница) — практические рекомендации (1 страница) — список литературы (21 страница) — два приложения, содержащие 15 таблиц. Общий объем диссертации — 139 страниц машинописного текста. В ней содержится 35 иллюстраций. Библиография содержит 173 наименования, из них: 129 — отечественные, 44 — зарубежные.

выводы.

1. Разработанная компоновка чрескостного аппарата позволяет создавать очаги возбуждения остеогенеза и использовать для стимуляции остео-и ангиогенеза на всех сегментах конечности.

2. Методика стимуляции длительного механического воздействия на трубчатую кость путем введения в костномозговую полость инородных тел и их дозированного продольного перемещения является хроническим раздражителем, вызывающим развитие репаративной реакции в костномозговом канале, и является пусковым механизмом ангиогенеза, что выражается повышением кровенаполнения как в зоне выраженного нарушения кровообращения, так и во всей оперированной конечности.

3. Малые, ритмически повторяющиеся механические воздействия, раздражающие костный мозг приводят к формированию интрамедуллярного регенерата трубчатой кости, а также к перестройке компактной кости, трансформации жирового костного мозга в кроветворный.

4. Остеорепарации сопутствуют образованию зоны гиперваскуляризации, обусловленное дилятацией циркуляторного русла, раскрытием резервных сосудов и формированием новых кровеносных сосудов. Морфогенез их начинается после операции, а затем поддерживается дозированным механическим раздражением костного мозга и новыми условиями гемодинамики.

5. Пролонгированное костеобразование сопровождается высоким уровнем метаболизма, клеточной пролиферации, которой обеспечиваются соответствующей динамикой в крови циклических нуклеотидов, остеотропных гормонов и местных рострегулирующих факторов, освобождающихся из костных депо.

6. Продольная туннелизация спицами костномозговой полости большеберцовой кости показало стимулирующее воздействие на заживление ран и антиинфекционную защиту организма.

7. Предложенный способ приводит к увеличению кровенаполнения голени в 1,5−1,9 раза, стопы — в 1,6−2,2 раза, капиллярного кровотока на 54%, напряжения кислорода кожи — на 40%., в результате чего улучшаются обменные процессы в тканях и ослабляются проявления ишемии.

8. Методика является высокоэффективной при лечении больных с хронической ишемией конечностей, о чем свидетельствует компенсация расстройств в течение года у 94,5% больных, и в течение трех лет — у 86,5% обследованных больных. После лечения у 17,4% больных появилась пульсация на артериях стопы. На ангиограммах выявлено расширение магистральных сосудов, увеличение коллатеральной сети на голени и стопе.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

• При нарушении кровотока в бедренном сегменте наложение чрескостного аппарата осуществляется на бедро и спицы имплантируются в костномозговую полость бедренной кости.

• При локализации окклюзий в берцовом сегменте аппарат накладывается на голень и спицы имплантируются в костномозговую полость болынеберцовой кости.

• При нарушении кровотока в артериях стопы аппарат фиксируется на стопе и спицы вводятся в канал первой и четвертой плюсневых костей.

• При многоуровневом поражении наложение аппарата и имплантация спиц в костномозговую полость проводятся одновременно на всех сегментах.