Морфофункциональная оценка репаративной регенерации компонентов тазобедренного сустава в норме, в условиях индуцированного коксартроза и тотальной артропластики

М.А. Кайдановский, Н.А. Слесаренко
Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина

Источник: материалы Московского международного ветеринарного конгресса

Выяснение закономерностей структурной организации компонентов тазобедренного сустава (тбс), а также поиск оптимальных методов для оперативного лечения артропатий данного сочленения - одна из актуальных проблем современной науки и практики. Накоплен обширный фактический материал, посвященный изучению процессов, протекающих в хряще при артрозе и, в частности, при генетически детерминированной дисплазии, однако лишь единичные исследователи предприняли попытку изучить динамику морфологических эквивалентов репаративной регенерации компонентов тбс в условиях артропластики. В этой связи небезынтересным представляется экспериментальное моделирование артропатий тбс с последующим проведением тотальной артропластики и оценкой динамики морфологических коррелятов репаративной регенерации его компонентов.

Цель настоящего исследования - изучить структурно-функциональное состояние компонентов тбс в норме в условиях индуцированного, по разработанной методике, коксартроза, и при тотальной артропластике, а на основе полученных данных оценить динамику морфологических эквивалентов формирования неоартроза у животных.

Для достижения поставленной цели был применен комплексный методический подход, включающий: анатомическое препарирование и описание, световую микроскопию и аддитивно-инверсивную компенсацию в поляризованном свете при окраске препаратов реактивом Эбнера и пикро-сириусом, а также растровую электронную микроскопию. Материалом для исследования послужили 20 половозрелых беспородных собак, подобранных по принципу аналогов, на которых моделировали коксартроз и через 1 месяц проводили тотальную артропластику тбс: артроксизис вертлужной впадины и редуцирование головки бедренной кости с последующим внедрением культи шейки во вновь сформированную суставную впадину и имплантацией лавсановой связки. Животных выводили из эксперимента: через 1 месяц после моделирования коксартроза - 4; через 1 месяц после операции - 8; через 3 месяца - 8. От них получали тбс, которые затем подвергали морфологическому исследованию.

Результаты исследований. Тазобедренный сустав образован вертлужной впадиной тазовой кости и головкой бедренной кости. Он относится к шаровидным простым многоосным суставам. Суставная впадина значительно увеличена в глубину за счет расположенной по ее краям волокнисто-хрящевой губы. На уровне впадинной вырезки хрящевая губа формирует поперечную связку впадины, под которой проходят сосуды и нервы. В суставной впадине только ее краевая часть покрыта гиалиновым хрящем, а центральная служит местом прикрепления круглой связки и заполнена рыхлой клетчаткой.

Головка бедренной кости практически полностью конгруэнтна суставной впадине и также покрыта гиалиновым хрящем за исключением ямки головки, в которой закрепляется круглая связка. Следует отметить, что круглая связка, расположенная внутри сустава покрыта синовиальной оболочкой и является у собак достаточно длинной. Нельзя исключить, что она не предназначена для стабильности сочленения, а служит проводником кровеносных сосудов к головке бедренной кости.

Капсула сустава состоит из двух слоев - фиброзного и синовиального. Фиброзный слой представлен плотной оформленной соединительной тканью, волокна которой направлены по линиям физиологического нагружения и придают капсуле сустава максимальную прочность.

Шейка бедра у собак является достаточно длинной, что обуславливает вынесение точки приложения мышечной тяги за пределы сустава, а, следовательно, позволяет увеличить силу воздействия ее на сустав, а также создает максимально возможную для шаровидного сустава амплитуду движений. Однако именно эта особенность увеличивает риск травматического вывиха изучаемого сочленения.

Тазобедренный сустав окружен мощным слоем мускулатуры, максимальная толщина которой приходится на краниолатеральную и каудальную поверхности бедра, выполняя функцию мышечного корсета для сустава. Мышцы делятся на 4 функциональные группы: сгибатели, разгибатели, приводящие и отводящие, однако совместная работа мышц различных групп может создавать более сложные движения, такие как вращение. Следует согласиться с мнением ряда авторов (Анкин Л.Н., Анкин Н.Л.Т994; Корж А.А., Черных В.П., Филиппенко В.А., 1997) о том, что в отношении тазобедренного сустава именно на мышцы возложена такая важная функция как поддержание стабильности сочленения в подтверждение этому нами обнаружена у крупных собак дополнительная мышца, выполняющая роль напрягателя капсулы тбс с вентральной поверхности, а, следовательно, предотвращающая люксацию головки бедренной кости при интенсивных движениях. Описанный мускул, закрепляется в средней части впадинной ветви лонной кости, а другим концом контактирует с фиброзным слоем капсулы.

Через 1 месяц после индуцирования коксартроза наблюдали утолщение капсулы сустава, увеличение количества синовиальной жидкости в ее полости, суставной хрящ тусклый, с поверхностными дефектами и выраженными структурными изменениями. Разволокнениями, узурациями, трещинами, кистозными полостями, фибрилляциями матрикса, демаскировкой коллагеновых фибрилл на поверхности и существенным истончением в центральных отделах суставной поверхности. В участках хряща, подверженных деструкции, отмечено превалирование изоформ коллагена высокой степени морфологической зрелости, что может соответствовать ослаблению их метаболической активности.

Кроме того, выявлен прорыв фронта минерализации - нарушение целостности tidemafk, а субхондральная кость подвержена выраженным реактивным преобразованиям: активная сосудистая инвазия, изменение тинкториальных свойств костных трабеккул и их локальное склерозирование, гетерогенность распределения коллагена по степени зрелости.

Через 1 месяц после тотальной артропластики микрорегион между культей шейки бедренной кости и ацетабулюм заполнен массивом хряща и соединительной ткани, при чем регенерат, выполненный, в основном, волокнистым хрящом, разрастается как со стороны бедренного, так и тазового компонентов сустава, а сама область неоартроза ограничена плотной фиброзной капсулой, которая закрепляется на большом вертеле, вентральной поверхности культи шейки и по периметру ацетабулюм. На фоне отсутствия упорядоченности в ориентации межклеточного вещества и наличия в центре данной зоны коллагеновых волокон малой и средней степеней морфологической зрелости, свидетельствующей об их метаболической активности, по периметру превалируют зрелые изоформы коллагена, выполняющие консолидирующую функцию, которая может способствовать удержанию формы регенерата. Имплантированная в сустав лавсановая лента окружена соединительной тканью, прорастающей в ее ячейки.

Костная ткань в зоне неоартроза находится в фазе выраженных реактивных остеопластических преобразований: отмечена ее богатая васкуляризация, присутствие множественных резорбционных лакун и одновременно молодых костных балок, отличающихся неравномерными тинкториальными свойствами; межклеточное вещество имеет среднюю степень ориентационной упорядоченности, в нем преобладают юные и средние по морфологической зрелости изоформы коллагена. В областях, граничащих с зоной неоартроза, формативные процессы приводят к преобладанию компактной кости над спонгиозой.

Через 3 месяца после операции между культей шейки, большим вертелом и ацетабулюм уже контурирует суставная щель, образованная хрящевым покрытием, близким по своим морфологическим характеристикам к гиалиновому хрящу: гладкая поверхность; конгруэнтность сочленяющихся компонентов сустава; наличие поверхностной зоны с тангенциально ориентированными хондроцитами; средней некальцифицированной и глубокой кальцифицированной зон с изогенными группами клеток; разделенными границей кальцификации -tidemark. Под хрящом дифференцируется субхондральная кость в виде замкнутой пластинки, которая по своему происхождению является компактизированной спонгиозой. В межклеточном веществе хряща и субхондральной кости отмечена высокая степень упорядоченности матрикса, а коллаген в нем представлен в основном фибриллами средней и высокой степеней морфологической зрелости. Бедренный фрагмент костно-хрящевого регенерата по своей форме сходен с резецированной головкой и практически конгруэнтен с вновь образованной ацетабулюм. Ее глубина заметно увеличивается за счет остеофитозных выростов, особенно в области верхнего свода. Полость сустава ограничена капсулой, близкой по строению к исходной: в ней выделены два слоя наружный - фиброзный, состоящий из плотной соединительной ткани, в матриксе которой преобладает волоконный компонент, ориентированный по линиям физиологической нагрузки; и внутренний - синовиальный, имеющий в своем составе ворсины, синтезирующие синовию.

Таким образом, структурная реакция в зоне неоартроза свидетельствует о том, что ткани тбс имеют высокую адаптивную пластичность и чутко приспосабливаются к измененной при проведении тотальной артропластики биомеханической нагрузке.

Полученные данные позволяют согласиться с мнением практикующих ветеринарных и гуманитарных врачей о том, что тотальная артропластика индуцирует образование неоартроза тбс, который через месяц после операции надежно соединяет культю шейки бедренной кости и тазовый компонент, а к 3 месяцам после операции является вполне совершенным, с морфологической точки зрения, сочленением. Таким образом, данная реконструктивно-восстановительная операция может быть рекомендована к использованию в ветеринарной практике, как достаточна эффективная в функциональном отношении и экономически целесообразная, а кроме того она позволяет избежать многих послеоперационных осложнений, которые сопутствуют иным методам оперативной коррекции артропатий тбс.

Summary
М.А. Kaydanovskiy, N.A. Slesarenko. Morphofunctional estimation of reparative neogenesis of hip joint builders in requirements induced coxartrosis and total arthroplasty. Moscow state academy of veterinary medicine and biotechnology named K.Y. Skryabin.

In clause, the new experimental data received at model operation of an induced arthrosis of a hip joint and the subsequent total arthroplasty. The morphological substantiation to a total arthroplasty of a hip joint, as to one of methods of rational correction of arthropathies of a sectional articulation sectionals.