Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Актуальные вопросы стимуляции репаративнои регенерации при лечении осложненных переломов и дефектов костей (обзор литературы) 10
1.1. Основные характеристики гнойной инфекции в травматологии 11
1.2. Актуальные вопросы регенерации костной ткани 15
1.3. Современные способы стимуляции репаративной регенерации костной ткани 17
1.4. Оценка влияние электромагнитного поля на биологические структуры 24
Резюме 27
Глава 2. Материалы и методы исследования 28
2.1. Общая характеристика экспериментального материала 28
2.2. Методика эксперимента 29
2.3. Методы исследования 35
2.4. Методы статистической обработки данных 38
Глава 3. Влияние переменного электромагнитного поля высокой частоты на процессы регенерации мягких и костной ткани у животных в условиях гнойной инфекции 39
3.1 .Оценка клинических результатов 39
3.2. Результаты микробиологического исследования 45
3.3. Результаты гематологического и биохимического исследования...49
Глава 4. Сравнительная оценка рентгенологических и морфологических результатов исследования 62
4.1. Результаты рентгенологического исследования 62
4.2. Результаты морфологического исследования 71
Заключение 85
Выводы 97
Практические рекомендации 98
Указатель литературы 99
а) отечественной 99
б) зарубежной 100
- Современные способы стимуляции репаративной регенерации костной ткани
- Методика эксперимента
- Результаты микробиологического исследования
- Результаты рентгенологического исследования
Введение к работе
Актуальность проблемы
Лечение больных с переломами с замедленной консолидацией, ложными суставами, дефектами длинных трубчатых костей, а также переломами, осложненными гнойной инфекцией является одной из актуальных и, в тоже время, нерешенных проблем современной травматологии (Дарминов Н.Б., 2000; Гюльназарова С.В., 2001; Кесян Г.А., 2003). Появление новых способов лечения переломов, увеличение оперативной активности привело не только к положительным результатам в лечении сложных переломов костей, но и к росту частоты осложнений, в виде присоединения гнойной инфекции, образования хронических остеомиелитов и ложных суставов, которые достигают от 3,6% до 51,8% всех осложнений переломов длинных костей (Ткаченко С.С., 1987; Гайдуков В.М., 1995; Каныкин А.Ю. 1999; Унгбаев Т.Э., 2000; Городилов В.З., 2000; Гюльназарова С.В., 2001; Кесян Г.А., 2003; Сotta H., 1988; Solheim E., 1998). Несмотря на появление новых антибактериальных препаратов, количество пациентов с посттравматическим остеомиелитом не уменьшается (Аранович А. М., 1999; Бугайченко Н. В., 2001; Макушин В. Д., 1987; Носков В. К., 2003). Замещение пострезекционных дефектов длинных трубчатых костей, возникших при лечении больных с остеомиелитом, является одной из наиболее сложных проблем современной травматологии и ортопедии (Каплан А.В., 1985; Макушин В.Д., 1987; Носков В.К., 2003, Клюшин Н.М. 2003, 2009).
Основными причинами возникновения осложнений считаются: структура и характер повреждения кости и окружающих мягких тканей, нарушение кровоснабжения отломков, интерпозиция и инфицирование костных отломков; нарушение общего и локального метаболизма, связанные с пожилым возрастом больных, тяжелыми хроническими сопутствующими заболеваниями, наследственными заболеваниями соединительной ткани, нарушением функции органов внутренней секреции и т.д.; дефекты оперативного лечения, включающие: неудовлетворительную репозициую, несоблюдение правил асептики, нестабильную фиксацию перелома, нарушение технологии и сроков операции, несоблюдение периода фиксации и т.д. (Илизаров Г.А., 1982 – 1990; Белоусов В.Д., 1990; Гюльназарова С.В., 2001; Омельяненко Н.П., 2002; Фишкин А.В., 2005; Швед С.И., 2007; Solheim E., 1998):
Методы лечения переломов с замедленной консолидацией, ложных суставов, дефектов длинных трубчатых костей можно разделить на две основные группы: консервативные и оперативные (Белоусов В.Д., 1990; Горячев А. Н., 1985; Фишкин А.В., 2005).
К консервативным методам относят: электростимуляцию (Ткаченко С.С., Руцкий В.В., 1987), ультрафиолетовое облучение (Каныкин А.Ю., 1996; Хан Г.В. соавт., 2004), гальванизацию и диатермию (Омельяненко Н.П. с соавт., 2002), воздействие постоянным и переменным магнитным полем (Калачёва Л.Д., 2004; Носков В.К. с соавт., 2005), УВЧ-терапию (Лоцева Е.И. с соавт., 1974), низкоинтенсивную лазеротерапию (Болтрукевич С.И., 1989; Вялько В.В., 1997; Грищенко Н.В., 2000; Шумилин И.И., 2006; Welch A.J., 1985), использование ультразвука (Амелин А.З., 1980; Шевцов В.И. с соавт., 2004), электро-волновую ударную терапию (Валчаноу В.Д., 1991), инъекционное введение между отломками костей различных субстанций – костных морфогенетических белков, остеогенных продромальных клеток, биокомпозитных и полимерных материалов и других факторов, стимулирующих новообразование кости (Фриденштейн А.Я., 1973; Асамов М.С., 2002; Снетков А.И. с соавт., 2003; Краснов А.Я., 2004; Лаврикова Т.В., 2004; Лекишвили И.В., 2004; Малахов О.А., 2004; Самодай В.Г., 2005; Solheim E., 1998; Cong Z., 2001).
Из оперативных методов лечения можно выделить: чрескостный компрессионно-дистракционный остеосинтез аппаратом Илизарова, различные виды костной пластики, использование имплантатов искусственного или биологического происхождения (Илизаров Г.А., 1968; Белоусов В.Д., 1990; Баскевич М.Я.,1999; Ишенин Ю.М., 2001; Кочетков Ю.С., 2002; Ерофеев С.А., 2003; Шевцов В.И., 2003; Борзунов Д.Ю., 2004; Мартель И.И., 2006; Fleming B.A., 1989; Lerner A., 2002; Young J.W., 1990).
Однако, вышеперечисленные консервативные и оперативные методы, а также сочетание их, применяются, как правило, после купирования воспалительных изменений в мягкотканой и костной ранах, что ведет к задержке регенерации костной ткани, а как следствие к удлинению сроков лечения.
Цель исследования:
Оценить возможности репаративной регенерации костной ткани при замещении пострезекционного дефекта в условиях гнойной инфекции под влиянием переменного электромагнитного поля высокой частоты.
Задачи исследования:
1. В эксперименте на подопытных животных создать модель стандартного дефекта костной ткани.
2. Изучить особенности репаративной регенерации костной ткани при замещении пострезекционного дефекта в условиях гнойной инфекции под влиянием переменного электромагнитного поля высокой частоты.
3. Изучить динамику гематологических показателей и функционального состояния оперированной конечности у животных при воздействии переменного электромагнитного поля высокой частоты.
4. Провести сравнительную оценку влияния переменного электромагнитного поля высокой частоты на процессы регенерации костной ткани в различных экспериментальных условиях.
5. Исследовать влияние переменного электромагнитного поля высокой частоты на золотистый стафилококк in vivo, in vitro.
Положения, выносимые на защиту:
Переменное электромагнитное поле высокой частоты не оказывает влияния на патогенную микрофлору, способствует оптимизации регенерации костной ткани в условиях гнойной инфекции, улучшению метаболических процессов в организме, что обеспечивает раннее восстановление функционального состояния поврежденного сегмента конечности.
Научная новизна и практическая значимость работы:
На большом экспериментальном материале дано обоснование применения переменного электромагнитного поля высокой частоты при замещении дефектов костной ткани в условиях острой гнойной инфекции.
В условиях эксперимента доказано, что переменное электромагнитное поле высокой частоты, образованное аппаратом «Ореол-2», не оказывает угнетающего и стимулирующего влияния на золотистый стафилококк in vivo и in vitro.
Выявлено, что в условиях разработанной стандартной модели дефекта костной ткани, применяемый спектр высоких частот переменного электромагнитного поля, создает благоприятные условия для репаративной регенерации костной ткани и мягкотканого компонента, что обеспечивает раннее восстановление функционального состояния пораженного сегмента конечности при острой гнойной инфекции.
Изученные особенностей репаративной регенерации костной ткани в динамике, показали, что усиление регенеративных процессов в костном дефекте, первичное заживление операционной раны, базируются на улучшении процессов микроциркуляции в оперированном сегменте и оптимизации метаболических процессов.
Предложена модель и разработано устройство для выполнения стандартного дефекта костной ткани (патент РФ на полезную модель №74796 от 20.07.08. «Щипцы хирургические для создания дефекта на лучевой кости у животных в эксперименте»; рационализаторское предложение №2657 от 19.06.08. принятое ОмГМА «Способ и устройство для создания дефекта костной ткани у животных в эксперименте»).
Полученные в экспериментальном исследовании результаты о положительном влиянии на процессы регенерации костной и мягкотканой ран в условиях острой гнойной инфекции с использованием бесконтактной электромагнитной стимуляции позволяют рекомендовать внедрение этого метода в клиническую практику.
Аппарат стимуляции репаративных процессов «Ореол-2» является простым в использовании и может быть широко применен в клинической практике, что позволит улучшить непосредственные и отдалённые результаты лечения больных с дефектами костей, в том числе в условиях гнойной инфекции, что будет способствовать сокращению сроков госпитализации и общей нетрудоспособности.
Внедрение результатов исследования в практику:
Результаты исследования внедрены в практическую деятельность отделения гнойной хирургии КМХЦ БУЗОО г. Омска, ГК БСМП №1 и №2; МСЧ №9 г. Омска, используются при обучении студентов, клинических интернов и ординаторов, врачей травматологов-ортопедов на кафедрах травматологии, ортопедии и ВПХ, микробиологии и вирусологии ОмГМА.
Публикации и апробация работы:
Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на заседании Ассоциации травматологов-ортопедов г. Омска и Омской области (Омск, 2008, 2009); Третьем Западно-сибирском симпозиуме, посвященном 5-летию образования центра травматологии и ортопедии при ОКБ №2 г. Тюмени «Актуальные вопросы травматологии и ортопедии» (г. Тюмень, 2009); Международной научно-практической конференции «Остеопороз и остеоартроз – проблема 21 века» (г. Курган, 2009).
По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, одна из них в издании, рекомендованном ВАК РФ. Получен один патент РФ на полезную модель и рационализаторское предложение.
Личный вклад автора:
Автором самостоятельно проведен аналитический обзор литературы по изучаемой проблеме, определены цель и задачи исследования. При непосредственном участии автора разработана методика создания стандартного дефекта костной ткани у животных в эксперименте. Самостоятельно выполнено 96 операций на экспериментальных животных. Проанализированы и статистически обработаны клинические, микробиологические, рентгенологические, морфологические и лабораторные результаты обследования животных на разных сроках исследования. Автором разработаны и внедрены в практику полезная модель и рационализаторское предложение по совершенствованию изучения регенерации костной ткани в эксперименте.
Объем и структура работы:
Диссертация изложена на 123 страницах компьютерного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 3-я таблицами и 43-я рисунками. Список литературы содержит 220 источников, из них 172 отечественных и 48 зарубежных источников.
Современные способы стимуляции репаративной регенерации костной ткани
В настоящее время известно пять основных способов стимуляции репаративной регенерации:
1) Остеобластический остеогенез — трансплантация детерминированных остеогенных продромальных клеток (ДОПК), обладающих собственной потенцией костеобразования [139, 154]. Из-за сложности и высокой стоимости культивирования предшественников остеобластов, короткого срока жизни клеток вне питательной среды этот способ пока не получил широкого применения.
2) Остеонндуктивный остеогенез — воздействие специфическими субстанциями, к которым принадлежит семейство костных морфогенетических белков (BMP - bone morfogenetic protein), индуцирующих фенотипическое преобразование полипотентных стволовых соединительнотканных клеток или индуцибельных остеопродромальных клеток в остеобласты [19, 176]. В настоящее время из костной ткани выделено и идентифицировано 15 типов BMP, действующих на разных этапах фенотипирования индуцибельных остеопродромальных клеток в остеобласты. Комплекс BMPs влияет на дифференцировку полипотентных стволовых клеток в хондроциты или остеобласты, ускоряет созревание и кальцификацию костного матрикса, определяет путь дифференцировки полипотентных мезенхимальных клеточных линий в остеобластическую линию [70, 195,204].
3) Стимулированный остеогенез — воздействие факторами, стимулирующими новообразование кости (трансформирующий фактор роста GF-B, инсулиноподобные факторы роста I и II - IGF-I, IGF-II, эпидермальный фактор роста — PDGF и основной и кислотный факторы роста фибробластов - bFGF и aFGF). Эти факторы постоянно присутствуют в нативной костной ткани и являются медиаторами клеточной пролиферации и дифференцировки, ангиогенеза и минерализации как при физиологической, так и при репаративной регенерации костной ткани [140, 209]. Эти факторы роста комплексируются с цитоплазматическими рецепторами клеток-мишеней, активируют внутриклеточные ферменты, их многоступенчатую (каскадную) систему, конечными продуктами которой могут быть несколько биологически активных соединений, регулирующих многие стороны внутри- и внеклеточного метаболизма [5, 73].
Таким образом, факторы роста и костные морфогенетические белки могут стимулировать синтез костных коллагеновых белков остеобластами и пополнять количество последних за счет воздействия на дифференцировку их предшественников. В настоящее время костные морфогенетические белки и факторы роста применяются в некоторых странах в клинической практике [18, 73, 113, 139, 141, 163]. Однако трудность их выделения и очистки, невозможность синтеза методами генной инженерии делают их использование ограниченно доступными. В России перспективными видятся работы по введению в область дефекта клеток костного мозга и культивированных фетальных фибробластов как стимулирующего фактора регенерации костной ткани [18, 141, 163]. Другой проблемой применения культур аутоклеток и факторов роста для стимуляции репаративного остеогенеза является их доставка в зону дефекта. Введение культуры аутоклеток или факторов роста непосредственно в область обширного костного дефекта инъекционным путем не обеспечивает их длительного присутствия в зоне повреждения кости и пролонгированной стимуляции остеогенеза.
4) Остеокондуктивный остеогенез - пассивная стимуляция детерминированных остеогенных продромальных клеток с помощью аллогенных костных трансплантатов, синтетических либо полусинтетических заменителей кости [ПО, 117, 178, 188]. Имплантаты искусственного или биологического происхождения в этом случае являются остовом (кондуктором) для прорастания кровеносных сосудов, после чего происходит врастание клеток (остеобластов) из костного ложа. Идеальный материал для этой цели, по мнению некоторых авторов, должен биодеградировать, замещаясь костью, в течение 6 недель. Имплантат из такого материала должен полностью резорбироваться, не препятствовать костеобразованию, быть инертным по отношению к тканям организма [19, 71,209].
Существующие материалы, в той или иной степени, отвечающие указанным требованиям, некоторые авторы делят на три группы [81, 89]:
биоорганические - инактивированный деминерализованный костный матрикс, коллаген, фибриновый клей, фибрин-коллагеновая паста;
керамические - Р-трикальцийфосфатная керамика, парижский пластырь (сульфит кальция), коралл;
синтетические полимеры - полимолочная кислота, полиактид полигликолид сополимер, полиангидрид и полиортоэстер:
Большинство этих материалов не отвечает в полной мере критериям идеального остеокондуктора. Так, полиактид-полигликолид сополимер [208], полимолочная кислота обнаруживаются в костном дефекте дольше 6 месяцев. Фибрин-коллагеновая паста и фибриновый клей индуцируют развитие хронического воспалительного процесса и угнетают гетеротопический остеогенез [181]. Перспективным, по данным проведенных исследований [181, 209], является синтетический материал полиортоэстер. Имплантаты из него вызывают минимальную воспалительную реакцию, не угнетают остеогенез, резорбируются в течение 4 недель после помещения в костный дефект.
Все разновидности материалов, предлагаемых для остеокондуктивного остеогенеза, могут быть использованы и в качестве носителей аутоклеток или факторов роста. Они не оказывают прямого стимулирующего влияния на репаративный остеогенез, но способствуют направленному росту новой кости. Являясь основой для прорастания в область дефекта первичных сосудов, остеокондукторы постепенно утилизируются и замещаются новообразованной костью [139, 209];
В настоящее время в России- на фоне определенного дефицита современных биологических имплантатов широко используются аутоткани в реконструктивных операциях, в том числе в травматологии и ортопедии [39, 55, 71, 81]. Конечно, использование костной аутопластики может решить проблему замещения костного дефекта и частично — проблему стимуляции костной регенерации. Однако костная аутопластика имеет и ряд недостатков. Прежде всего, это достаточно быстрый лизис и возможность гнойно-воспалительных осложнений, нередко недостаточный объём материала для заполнения дефекта, а также нанесение больному дополнительной операционной травмы при заборе аутотрансплантата. В связи со сказанным аутопластика, сегодня постепенно утрачивает свои позиции.
Одним из наиболее эффективных путей преодоления проблем, возникающих при костной пластике, является применение синтетических имплантационных материалов [36, 81, 123]. По сравнению с аллотканями биокомпозиционные материалы имеют ряд серьезных преимуществ, главным из которых является отсутствие риска отторжения, аллергических реакций и инфицирования ВИЧ и вирусами гепатита [75].
Согласно современным взглядам многих авторов в идеале костный трансплантат и биосовместимые искусственные материалы должны обладать тремя основными качествами [66, 121]:
1) стимулировать процессы регенерации, привлекать индуцибельные остеогенные клетки-предшественники и обеспечивать их дифференцировку в хондро- и остеобласты, стимулировать синтез ДНК и воспроизведение детерминированных остеогенных клеток-предшественников;
2) подвергаться биодеструкции в оптимальные для процессов костеобразования сроки;
3) создавать местную антибактериальную среду.
Исследования по созданию новых пластических материалов, которые обладали бы указанными свойствами, продолжаются весьма активно.
Методика эксперимента
В опытах in vitro взятие биоматериала проводилось при помощи стерильного ватного тампона или стерильного зонда из раневого канала на жидкую транспортную питательную среду, содержащую все необходимые питательные вещества для сохранения микрофлоры. Образцы клинического материала для исследования отбирали до начала лечения антибиотиками. Применяли стандартную микробиологическую методику, предотвращающую контаминацию другими микроорганизмами. Образцы отбирали, удалив излишки гноя и тканей. Доставка в лабораторию осуществлялась в сроки, составляющие не более 2-х часов с момента взятия материала.
Комплексное обследование включало количественный посев на расширенный набор питательных сред, содержащие жидкие и плотные питательные среды- для стафилококков и предусматривающие выделение золотистого стафилококка с раститровкой материала (получение разведений).
Перед началом эксперимента по изучению воздействия переменным электромагнитным полем высокой частоты делали соответствующие разведения микробной культуры стафилококка КГ4, 1СГ5 и 1СГб КОЕ/мл на физиологическом растворе, используя стандарт мутности по Мак-Фарленду, представляющий собой взвесь мельчайших частиц пирекс-стекла в дистиллированной воде. При помощи него производили оптическую стандартизацию микробных взвесей эталонных и клинических штаммов для испытания действия прибора. Значения мутностей взвесей эталонных микроорганизмов переводили в количество микробов в 1мл (КОЕ/мл). Тест - штаммы St.aureus из ампул или клинические штаммы со среды хранения пересевали на чашку Петри по ГОСТ 25336-82Е с питательным агаром и инкубировали в термостате сутки. Выросшую на питательной среде культуру каждого тест-штамма St.aureus проверяли на чистоту роста и пересевали в пробирку со скошенным агаром. Затем делали смывы 0,9% физиологическим раствором с односуточных посевов эталонных культур. Доводили концентрацию микробной взвеси до 10 единиц по стандарту мутности (ОСО 42-28-85П), соответствующего года выпуска. Полученные взвеси путем десятикратной раститровки (4,5 мл 0,9% раствора натрия хлорида с 0,5 мл микробной взвеси) доводили до разведения 10 3. В процессе разведения взвеси в следующую пробирку производили перенос новой стерильной пипеткой вместимостью 1 мл 2 класс точности по ГОСТ 20292-74Е, таким образом, получая последовательные разведения от 10" до 10"6КОЕ/мл.
В опытной группе проводили воздействие на культуры в пробирках с помощью переменного электромагнитного поля высокой частоты. Процедуры выполнялись два раза в день в течение 5 дней, длительность процедуры составляла 30 минут. Расстояние между обмоткой излучателя и объектом составляло 5 см и не изменялось в течение эксперимента. Более продолжительное воздействие на культуры стафилококка не являлось корректным, вследствие гибели культуры.
Подвергшиеся воздействию микробные культуры стафилококка (в жидкой среде) в концентрации 10"4, 10 5 и 10 б КОЕ/мл засевали штрихами с использованием калиброванной петли на чашки Петри с кровяным и молочно-желточно солевым агарами (рис. 1). Рост культуры на чашках происходил в термостате при + 37 С в течение 24 часов. Учитывали скорость роста и выход микробной массы, путем подсчета видимых невооруженным глазом колоний на каждой питательной среде. Далее оценивали рост микробной культуры St.aureus количественным методом.
Количественные характеристики культур оценивались согласно приказу №535 клинической микробиологии. Критерии количественной оценки микробного роста:
1 — очень скудный рост (101 мк/мл)— рост только в жидких средах, на плотной питательной среде рост отсутствует;
II—небольшое количество(10 мк/мл)— на плотной среде рост до 10 колоний;
III — умеренное количество (10s мк/мл)— на плотной среде рост от II до 100 колоний;
IV — большое количество (107 мк/мл)— рост на плотной среде более 100 колоний.
Уровень обсемененности равный 10 мк/мл является критическим. Превышение этого уровня указывает на большую вероятность развития гнойной инфекции и возможность генерализации инфекционного процесса.
В качестве контроля использовались те же культуры стафилококка и в тех же разведениях с последующими высевами на кровяные и молочно-желточно солевые агары, но без воздействия переменного электромагнитного поля высокой частоты.
В опытах in vivo у всех животных с соблюдением правил асептики создавали стандартный дефект костной ткани диафиза лучевой кости левой грудной конечности. Перед операцией животных выдерживали на 12 часовой голодной диете. После обездвиживания 2% раствором рометара в дозе 0,2 мл/кг живой массы животных фиксировали в боковом положении на операционном столе Виноградова. По месту разреза проводили инфильтрационную анестезию 0,5% раствором новокаина. Оперативный доступ к диафизу лучевой кости определяли с краниомедиальной стороны предплечья. Разрез кожи и фасции осуществляли между передним краем круглого пронатора и задним краем лучевого разгибателя запястья. Отпрепаровав лучевую кость создавали стандартный дефект длиной 5 мм с помощью разработанных «Щипцов хирургических для создания дефекта на лучевой кости у животных в эксперименте» (рис.2). Данное устройство позволяет получить стандартный дефект для всех исследуемых животных, уменьшает количество осложнений, сокращает число экспериментальных животных, снижает материальные затраты на исследование, достаточно простое в эксплуатации, дает достоверную информацию о проделанной работе.
Животным групп С и Д моделировали процесс острого гнойного остеомиелита лучевой кости левой грудной конечности. В отличие от работ Сидорова А.Ю [138] и Привалова В.А. [168] создававших модели хронического остеомиелита и асептического некроза костной ткани соответственно, мы после создания дефекта вводили в костномозговой канал по 0,5 мл суспензии St.aureus в концентрации 10" КОЕ/мл. Культуры выделяли от больных, полученные путем приготовления соответствующих разведений, используя стандарт мутности бактериальной взвеси по Мак-Фарленду. Был использован комплект БАК-5 (паспорт СОГ №1-98 ООО «Ормет») с оптической плотностью, имметирующих бактериальную взвесь для St.aureus 5,5 10"9 КОЕ/мл. Полученные взвеси путем десятикратной раститровки доводили до 10" 4 КОЕ/мл.
Оперированную рану зашивали, дренировали резиновым выпускником, накладывали асептическую повязку. Внешней иммобилизации конечности не проводилось. Раны у кроликов в послеоперационный период ежедневно обрабатывали раствором спиртового хлоргексидина. Животные групп С и Д получали антибиотикотерапию, согласно антибиотикограммам.
Стимуляцию остеогенеза мы выполняли бесконтактным электромагнитно-резонансным методом. Для этой цели применялся разработанный В.К. Носковым и соавт. совместно с Омским НИИ приборостроения аппарат стимуляции репаративных процессов «ОРЕОЛ-2» [116] (патент на изобретение № 2165272 от 20.04.2001г) (рис.3). Основанием для проведения работ явилось заключение Комитета по новой медицинской техники МЗ РФ (протокол № 6 от 27.06.2001г.). В опытных группах (В и Д) на оперированную конечность воздействовали электромагнитным полем два раза в день по 30 минут в течение 15 суток (методика Носкова В.К.) [106, 122]. Кроликам группы Д курс процедур повторяли с 21-х суток эксперимента.
Стимуляция репаративной регенерации костной ткани достигалась путем многократного воздействия на область перелома или костного дефекта электромагнитного поля, образованного синусоидальным сигналом с несущей частотой в диапазоне частот 300 кГц - 1 МГц амплитудно-модулированным низкочастотным сигналом в диапазоне частот 10 - 1000 Гц.
По данным ряда авторов [106, 122, 124] электромагнитная волна с частотой до 40 кГц распространяется преимущественно по сосудам и межтканевым щелям;. При высоких частотах от 100 до 1000 кГц емкостное сопротивление мембран уже: не мешает проникновению электромагнитных волн в клетки, и их плотность вне и внутри клеток становится сравнимой; что объясняет стимулирующее действие на клеточные структуры и ускорение дифференциации. При сверхвысоких частотах (свыше 100 МГц) уменьшается глубина проникновения электромагнитных колебаний, и они вызывают лишь нагрев поверхностных слоев тканей.
Модуляция несущего сигнала низкочастотным сигналом в диапазоне 10 — 1000 Гц оптимально обеспечивает охват электромагнитными колебаниями всех элементов кости и сопутствующих мягких тканей. Для излучения; используется. безопасная сила тока равная 20 мкА. Допустимая сила тока для.организма.равна ГмлА на квадратный;сантиметр при частоте 350 - 500 кГц..
Результаты микробиологического исследования
В лабораторных опытах in vitro комплексное обследование включало количественный посев на расширенный набор питательных сред жидкие и плотные питательные среды для стафилококков, предусматривающий выделение золотистого стафилококка с раститровкой материала.
При воздействии переменного электромагнитного поля высокой частоты на культуры золотистого стафилококка в течение пяти дней с пересевом их на кровяной агар и оценкой роста, было установлено, что во всех облученных культурах S.aureus и во всех разведениях отмечался рост микроорганизмов. В то же время в контрольной серии опытов на культурах St.aureus в тех же разведениях, но не подвергавшихся воздействию электромагнитного поля, отмечался такой же рост микробной биомассы. Причем количественные характеристики роста культур практически не отличались в опыте и в контроле (табл. 2).
Динамику изменений воспалительных процессов в ране у животных групп С и Д оценивали при помощи подсчета количественного содержания микробных культур в посевах из раневого отделяемого.
Микробиологическое исследование культур выделенных от экспериментальных животных проводили на 3-е, 10-е, 14-е,, 28-е, 50-е сутки после оперативного вмешательства.
В опытной группе животных наряду с положительной" динамикой репаративных процессов в ране при клиническом исследовании в течение периода эксперимента отмечали снижение микробной обсеменности. Так количественные характеристики микрофлоры выделенной от животных опытной группы Д на 10-е сутки соответствовали 10-10"" КОЕ в мл, тогда как в группе сравнения С этот же показатель составил 107 КОЕ в мл (табл.3).
На 14-е сутки показатель микробной обсемененности в ране у животных опытной группы составил 10 КОЕ в мл, а в контрольной группе варьировал от 105-107 КОЕ в мл. На 28-й день в ране у животных группы Д рост микроорганизмов не определялся (рис.9), хотя в группе С количественные признаки микробной обсемененности в ране оставались прежними или незначительно снижались (рис.10).
Сроки полного заживления гнойной раны у животных контрольной группы задерживались и варьировали от 50-и до 60-и дней, совпадая с отсутствием высева каких либо микроорганизмов из раны.
Таким образом, проведенное в лабораторных условиях in vitro, in vivo исследование не выявило угнетающего и стимулирующего влияния на золотистый стафилококк переменного электромагнитного поля высокой частоты образованного аппаратом «Ореол-2». Однако показатели микробной обсемененности в опытах in vivo показали более быстрое снижение количества микробных культур St.aureus у животных опытных групп.
Результаты рентгенологического исследования
Рентгенография поврежденного сегмента конечности выполнялась сразу после проведения операции. На рентгенограммах у животных всех групп отмечался дефект средней трети диафиза лучевой кости протяженностью 0,5мм с ровным четким контуром краев фрагментов кости (рис.20).
Впервые семь суток после операции у животных всех четырех групп исследования рентгенологическая картина была не информативна.
У животных группы А первые признаки появления регенерации костной ткани на 14-е сутки эксперимента были выражены незначительно и представлены слабой тенью регенерата расположенного у основания дефекта. Площадь костного регенерата в группе А составляла 28,0±0,16%. В опытной группе В первые признаки костной регенерации отмечали на 14-е сутки в виде костного мостика, перекидывающегося с одного края дефекта до другого, толщиной до 1\2 диаметра кости с наличием поперечной полосы просветления в формирующемся костном регенерате, площадь которого составляла 56,58±0,48% (рис.21).
У животных групп С и Д вследствие выраженного гнойно-воспалительного процесса в эти сроки, а как следствие слабой регенерации костной ткани рентгенограммы на 14-е сутки исследования были малоинформативные.
К 28-м суткам эксперимента в группе А отмечали замещение дефекта лучевой кости тенями новообразованной костной ткани на 1/4 поперечника кости, площадь регенерата в среднем составила 34,4±0,14%. В группе В костный дефект был полностью заполнен костной тканью с выраженной репаративной периостальной реакцией (рис.22).
На рентгенограммах группы С на 28-е сутки отмечали первые признаки появления регенерации костной ткани в виде слабых теней регенерата, расположенного у основания проксимального и дистального концов дефекта не соединяющихся между собой. В группе Д в области костного дефекта отмечали полосу новообразованной костной ткани толщиной в половину поперечника кости с наличием со стороны внутреннего кортикального слоя периостальных наслоений (рис.23). Площадь костного регенерата у кроликов группы Д на 28-е сутки составляла 43,5±0,64%, а в группе С лишь 18,33±0,48%.
На 50-е сутки процесс репаративной реакции в группе А еще больше увеличивался и захватывал 4\5 поперечника кости. В области наружного кортикального слоя проксимального края костного дефекта отмечалась периостальная реакция. Локальная периостальная реакция на наружном контуре проксимального фрагмента лучевой кости сохраняла свои размеры и структуру, как при исследовании на 28-е сутки и выглядела в виде полуовального образования однородной слабой интенсивности. Площадь костного регенерата к этим суткам составляла 74,2±0,23%. К 50-м суткам в группе В плотность костной мозоли по сравнению с исследованием на 28-е сутки увеличилась, произошла ассимиляция периостальных наслоений, формировалась кортикальная пластинка диафиза кости (сращение) (рис.24).
На рентгенограммах группы С на 50-е сутки в дефекте определялись тени костных регенератов исходящие из проксимального и дистального костных отломков, между регенератом определялась полоса просветления протяженность до 1/3 высоты диастаза. Регенерат имел форму песочных часов, что свидетельствует об угнетении процесса костеобразования.
В группе Д к этому сроку дефект заполнялся тенями новообразованной костной ткани до 3\4 поперечника кости (рис.25). Площадь регенерата в группе С составила 51,33±0,86%, у кроликов группы Д 82,67±0,41%.
У животных группы А на 80-е сутки исследования в области резекционного дефекта новообразованная костная ткань практически полностью заполняла дефект без дифференцировки на кортикальный слой и костномозговое пространство. В группе В к этому сроку исследования область создаваемого дефекта не прослеживалась, поля регенерата выступали за пределы кортикального слоя лучевой кости (рис.26).
На рентгенограммах группы С к 80-м суткам эксперимента в дефекте формировался типичный ложный сустав с закруглением краев концов отломков и наличием тонкой замыкательной пластинки по контуру костных отделов формирующегося регенерата. Площадь костного регенерата в этой группе составляла 63,17±1,25%. В группе Д к 80-м суткам исследования костный дефект был полностью заполнен гомогенными тенями новообразованной костной ткани. Отмечено замедление органотипической перестройки формирующегося участка кости (рис.27).
При сравнительном анализе репаративной регенерации костной ткани между группами А и В отмечали интенсификацию костеобразования в опытной группе с ранних сроков эксперимента, которая завершалась полным замещением дефекта костной тканью к 28-м суткам эксперимента. У животных группы А процесс регенерации костной ткани был замедлен и завершался к 80-м суткам.
У кроликов групп С и Д вследствие гнойного процесса начало костеобразования было замедлено и рентгенологически проявлялось на 50-е и 28-е сутки соответственно. Появление рентгенологических признаков репаративной регенерации кости в опытной группе через четыре недели эксперимента, связано с повторным проведением курса бесконтактной электромагнитно-резонансной стимуляции. К 80-м суткам в группе Д дефект полностью замещается костной тканью с выраженной периостальной реакцией, в группе С формируется ложный сустав.
Таким образом, при рентгенологическом исследовании установлено, что площадь формирующихся костных регенератов в опытных группах была достоверно выше по сравнению с контрольными, а также формирование непрерывности кортикальной пластинки и замещение дефекта лучевой кости рентгенологически проявлялись значительно раньше, что свидетельствует о положительном влияние на процессы регенерации костной ткани переменного электромагнитного поля генерируемого аппаратом «Ореол-2» в условиях острой гнойной инфекции.
![Регенерация костной ткани при холодовой травме в условиях лечения изотоирбамином [Электронный ресурс]](/i/i/4301/177944.png "Регенерация костной ткани при холодовой травме в условиях лечения изотоирбамином [Электронный ресурс] Киреев Андрей Александрович")
