Роль периостального остеогенеза в процессе репаративной регенерации при заживлении ацетабулярных переломов у собак

Т. А. Силантьева, К. П. Кирсанов, И. В. Борисов
ГУН Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. академика ГЛ. Илизарова

Источник: материалы Московского международного ветеринарного конгресса

Травмы тазового кольца относятся к числу тяжелейших повреждений костно-суставной системы мелких домашних животных. В последние десятилетия их частота постоянно увеличивается в связи с бурным развитием автодорожного транспорта. В РНЦ «ВТО» им. академика Г.А. Илизарова на базе клиники животных проводятся экспериментальные исследования с целью изучения возможностей использования аппаратов внешней фиксации при лечении переломов костей таза в ацетабулярной области.

Целью данного исследования явилось обоснование эффективности применения метода чрескостного остеосинтеза при лечении переломов таза с повреждением вертлужной впадины и изучение особенностей репаративного остеогенеза в данных экспериментальных условиях.

Материалы и методы. На модели поперечного внутрисуставного перелома вертлужной впадины с центральным смещением ее фрагментов (по классификации М. Tile, 1995) изучены морфологические особенности формирования регенерата при заживлении переломов без фиксации костных отломков (первая экспериментальная серия), а также в условиях фиксации аппаратом спице-стержневого типа (вторая серия эксперимента). Моделирование внутрисуставного перелома тазобедренного сустава выполнено на 20 взрослых беспородных собаках. Во всех случаях получена стандартная картина с повреждением вертлужной впадины (поперечная остеотомия). Животных выводили из опыта через 14, 28, 42, 72, 132 и 222 суток после операции. Эвтаназию животных осуществляли внутривенным введением летальных доз наркотических средств в соответствии с требованиями приказа МЗ СССР N 755 от 12.08.77г. "О мерах по дальнейшему совершенствованию организованных форм работы с использованием экспериментальных животных". Использованы клинико-экспериментальный, рентгенологический и гистологический методы исследования.

Результаты исследования. После моделирования данного типа повреждений по данным рентгенографии у всех животных в день операции определялся центральный перелом дна вертлужной впадины со смещением отломков, составляющим 1,2 ± 0,14 мм.

В эксперименте, исключающем фиксацию аппаратом, через 14 суток после операции на ретгенограммах наблюдался диастаз между отломками. Гистологически на внутренней поверхности костных отломков наблюдали периостальные наслоения небольшой протяженности высотой 0,4 ± 0,08 мм.

Спустя 28 суток после операции на рентгенограммах сохранялся диастаз между фрагментами вертлужной впадины и их смещение относительно друг друга. На гистотопограммах наблюдали сращение перелома, образованное фиброзной и волокнистой хрящевой тканью и периостальное разрастание незрелой губчатой кости. При общей высоте зоны сращения 2,1 ± 0,12 мм периостально образованные костные трабекулы проникали в нее на глубину 1,3 ± 0,23 мм.

На 42 сутки после операции на рентгенограммах сохранялось смещение фрагментов вертлужной впадины. Костеобразование в периостальной области активизировалось, в результате чего общая протяженность губчатой кости на поверхности корковой пластинки составляла 27,4 ± 1,0 мм, а высота возрастала до 4,0 ± 0,20 мм. На гистотопограммах наблюдали перестройку костной ткани отломков материнской кости на протяжении 7,0 ± 0,21 мм. Зона сращения высотой 2,3 ± 0,12 мм была образована фиброзной и хрящевой тканью с отдельными энхондрально и десмально образованными трабекулами. Сохранялось частичное перекрывание медиальной области зоны сращения периостально образованной губчатой костью.

Через 72 суток после операции рентгенологически определялось смещение фрагментов костей. Периостальные наслоения той жепротяженности достигали высоты 4,2 ± 0,15 мм, наблюдалась их компактизация. На гистотопограммах ширина зоны сращения в 4,2 ± 0,15 раза превышала исходные размеры кости. Костные трабекулы не пересекали зону фиброзно-хрящевого сращения ни в эндостальной, ни в периосталыной области.

Через 132 суток после операции рентгенологически сохранялось смещение отломков и утолщение кости. Сращение перелома оставалось фиброзно-хрящевым.

Через 222 суток после операции наблюдали полное костное сращение перелома. Ширина регенерата превышала исходную толщину тазовой кости в области повреждения в 3,6 ± 0,05 раз за счет массивных периостальных образований общей протяженностью 30 ± 0,58 мм. На внутренней поверхности кости в области сращения наблюдали сформированную корковую пластинку, на суставной - компактную субхондральную костную ткань.

В экспериментальной серии со стабилизацией отломков аппаратом внешней конструкции на протяжении всего периода фиксации (42 дня) достигнутое на момент сопоставления положение фрагментов вертлужной впадины стабильно удерживалось аппаратом. Смещение отломков составляло 0,6 ± 0,07 мм.

Спустя 14 суток после операции высота диастаза не превышала 0,5 мм. Грануляционная ткань, покрывающая раневые поверхности отломков, частично заполняла его в медиальной области. Расстояние между отломками на уровне корковой пластинки составляло 2.5 ± 0,15 мм. Периостально образованная губчатая кость протяженностью 22,1 ± 0,86 мм и высотой 0,8 ± 0,10 мм не перекрывала зоны сращения перелома.

Через 28 суток после операции линия остеотомии вертлужной впадины прослеживалась в виде полосы просветления. Гистологически к этому сроку эксперимента отмечалось фиброзное либо фиброзно-хрящевое сращение перелома высотой 2,9 ± 0,46 мм. Ширина зоны сращения в 1,6 ± 0,09 раза превышала исходную толщину кости. Объем периостальных образований оставался на уровне предыдущего срока эксперимента.

В конце периода фиксации (через 42 суток) на рентгенограммах следы линии остеотомии сохранялись лишь в отдельных участках в виде прерывистой полосы просветления. На большем протяжении зоны травматического повреждения определялись тени различной плотности, а в отдельных участках - характерный трабекулярный рисунок. На гистологических препаратах высота зоны фиброзно-хрящевого сращения снижалась до 1,3 ± 0,16 мм за счет активизации десмального и энхондрального остеогенеза, преимущественно в периостальной области. Объем периостально образованной компактизирующейся губчатой кости на поверхности отломков оставался на прежнем уровне.

После снятия аппарата на рентгенограммах таза, выполненных в двух стандартных проекциях изменений размеров и формы тазового кольца (по сравнению с исходными) не выявлено. На гистотопограммах через 30 суток после снятия аппарата в зоне сращения перелома наблюдалась компактная кость, подвергающаяся перестройке. Ширина зоны сращения в области дна вертлужной впадины достоверно не отличалась от исходной толщины кости. Периостальные наслоения были компактизированы, их высота составляла 0,4 ± 0,07 мм.

Через 3 месяца после снятия аппарата следы травматического повреждения рентгенологически не выявлялись, отмечался однородный трабекулярный рисунок. Четко прослеживались его контуры по вентральной и дорсальной поверхности вертлужной впадины. Отдаленные результаты (182 суток после снятия аппарата) не выявили каких-либо рентгенологических изменений анатомических структур таза. Через 222 суток на гистотопограммах наблюдали органотипическое строение кости в области вертлужной впадины. Ширина участка периостально образованной кости соответствовала исходной толщине кости (1,0 ± 0,05).

Выводы. При заживлении переломов тазовых костей с повреждением вертлужной впадины без фиксации аппаратом репаративный остеогенез наблюдается преимущественно периостально на внутренней поверхности костных отломков. Подвижность в зоне сращения перелома приводит к формированию фиброзно-хрящевой мозоли, сохраняющейся в течение длительного периода. Полное костное сращение наблюдается лишь спустя 7,5 месяцев после операции, при этом отмечены грубые изменения формы и размеров тазовой кости в области вертлужной впадины за счет избыточного периостального остеогенеза.

В серии с применением спице-стержневого аппарата внешней фиксации для стабилизации костей таза периостальная реакция более выражена на ранних этапах лечения - 14, 28 сутки периода фиксации аппаратом. Формирование фиброзно-хрящевого сращения перелома к 28 суткам эксперимента обусловлено как тяжестью травмы, так и сохранением дистаза на момент сопоставления отломков. К окончанию периода фиксации аппаратом в периостальной области зоны сращения наблюдаются многочисленные очаги остеогенеза. Сроки формирования полного костного сращения перелома составляют 2,5 месяца. Через 7,5 месяца наблюдается полное восстановление рентгенологического и гистологического строения костного органа.

Таким образом, проведенное исследование подтверждает необходимость хирургической коррекции, которая должна основываться на полной репозиции фрагментов костей и их стабильной фиксации на протяжении всего периода лечения. Это обеспечивается аппаратом внешней фиксации. Периостальный остеогенез играет важную роль, обеспечивая консолидацию данного типа переломов.

Следует отметить, что отсутствие стабильной фиксации приводит к развитию избыточной периостальной реакции, что способствует обездвиживанию отломков тазовой кости. Однако при этом сроки консолидации перелома значительно увеличиваются.

Summary
Kirsanov K.P., Silantieva T.A., Borisov I.V. The role of periostea! osteogdhesis in reparative regeneration during canine acetabular fracture healing. State Science Institution - Russian Ilizarov Scientific Center "Restorative Traumatology and Orthopaedics" Kurgan, Russia.

The role of periosteal osteogenesis in bone healing after pelvic acetabular fractures is discussed in the article. Experimental study in dogs showed that strong periosteal reaction in unfixed fracture healing didn't lead to early consolidation observed 7,5 month after operation only. Stable fixation led to consolidation 2,5 month after operation. Periosteal osteogenesis plays an important role in both cases.