Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экспериментально-клинические обоснования криохирургии хрящевого сегмента

ВАК РФ 03.00.22, Криобиология

Автореферат диссертации по теме "Экспериментально-клинические обоснования криохирургии хрящевого сегмента"

інститут проблем кйшіодоіїі тл гоісадрда Аіщга-іП нлук-украіш

На правах рукопису

ШМЫОВ бекгаїі Іябері’вноЕИч

^КСПШІШТАШЮ-ІУІІІЙЧШ ОБГРУНТУВАННЯ НРШШРГП ХРЕБЦЕВОГО СШШІТА

03.00.22 - кріобіологія

14.03.22 - травматологія і ортопедія

Азторв'фера а’

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних' наук

Харків - 1394

Робота виконана в Харківському інституті удосконалення лікарів /ректор інституту - доктор медичних наук, професор Хеиспк М.І/

Наукові керівники: -

доктор медичних: науц, процесор, еасдуввний

діяч науки України Хвисюк М.і.і

кандидат медичних наук с.н.с. Василовсьяий В.ІЗ.

Офіційні опоненти:

ї. Доктор медичних наук, професор Е.Н.Панков

2. Доктор медичних неук, процесор М.О.Кора

Ведуча установа - ^'ганський медичний інститут.

Захист дисертації відбудеться "2'і" ІІ^РН«-%_______Д994

0 " і•у" годині ка засіданні спаці&ліаомшоі рди,*? Д 0І6.6Р.0І в Інституті проблем кріобіологіі та кріоьйдщкни ЛЯ України. ».Харків, вул. Переяславська, 23.

З дисертацією’’можно ознайомитись в бібліотеці інституту. Автореферат розісланий 11 МО.0.______■______2994 р#

Вчений секретер; ■ спеціалізованої рада

доктор медичних наук, • ^

процесор ' а.Н.Гольцев

Актуальність праці. Ніші установлено, ш.о операцією вибору при дегенеративно-дие.тро^ічних змінах хребта є декомтіресійно-ста-білізуючі втручання, спрямовані на усунення неврологічного де$г-ціту та створення надійного спондилодезу скоілпроментооаних сегментів.

З позиці і сучасної концепції лікувальної тактики докошре-сія та стабілізація - це взаємопов'язані моменті, комплексно вирішення яких забезпечує формування спондилодезу.

При цьому більшість авторів, як зарубіжних так і вітчизняних, провідну роль відводять етапу фіксації, вказуючи на необхідність створення первинно-стабілїзуючоі фіксації і надійного кісткового зрощення у віддалені строки.

Існує велика кількість способів створення ніжтілового спондилодезу, за рахунав ауто-, алло-, ксено-, кєрамотрансплантзцї і, поєднаних способів міжтїлового спондилодезу з фіксацією заднього опорного КОіЯіЛЄКСУ . •

Проте, конен із цих. способів не позбавлений тих чи іниих недоліків, які зву кують іх широке клінічне застосування, що обумовлює актуальність пошуку иоз'лх можливостей та способів' створення надійного спондилодезу. ■ ■ - .

В останні роки з'явилось ряд повідомлень яро застосування кріохірургічного методу операції при дегенеративно-дистрофічних захворюваннях хребта. При цьому, незвааалчи на те, ідо роботи проводились в експерименті, вони показали високі якості шзтоду кріодаструкціі мікхребцевих дисків, побудованого на властивостях низьких температур викликати некроз в патологічно- змінених тканинах мівосребцевого диску з насипним сформуванням кістково-ірящс-вого блоку між тілами еуміяі-шх хребців.

Однак, розробці та клінічному застосували» крїохірургівдсго методу, пзрегакодяас ряд невирітенкх і суперечних питань, як в експериментальному, так і в клінічноцу плані. Зокрема, в експерименті ке досдідйєно характер зміщі теплового градієнта в області іребетного каналу при деструкції пікхребцевого диска, не вироблені оптимальні режими■проведення кріодеструкціІ. Не-вивчені особливості реакції тканин міахребцєвого дтека на низькі тоіжз-ратури в клінічному варіїнті застосування,'В клініці донині не обгрунтовані показання і не розроблені способи застосування оперативного лікування о використанням кріохїрургічного истоду, не

вивчені віддалені результати хірургічного лікування. .

Мета дослідження. Метою цього дослідження є вивчення ідошш- ' вості та ефективності застосування низьких температур для міатх-лового споидидодезу.

Для реалізації постановленої мети необхідно було вирішити такі завдання; '

, І. Вивчити в експерименті особливості змін температурних показників у різних відділах «ікхребцевого. диску при кріодеструк-ціі центральної іі частини. . ,

. В. Визначити оптимальні параметри проведення кріодеструкціі на оснСві реєстрації термопластичних властивостей мікхребцевого диску, . .

3. Дослідити особливості иорфолотічщх змін в мікхребцавих дисках після кріовплизу.

4. Оцінити особливості деякій біихікічкйх показників тканин

' міххребцевого диску на кріовплив. ‘

• Б. Виявити і проаналізувати особливості реакціі тканин між-хрєбцевих дисків на низькі температури при різних клінічних варіантах його застосування. .

б. Розробити нові способи міхтілового спондилодезу з удосконаленням відомих і запропонувати нові пристосування для його ЕИКбіШННЯ. .

Наукова новизна дисертаційної праці полягає в тому, що в експерименті вивчені особливості змін температурних показників у різних відділах мІБхребдевого диска, визначені оптимальні параметри проведення кріодеструкціі цен?ральноі Його частики. Оцінені особливогті морфологічних змін у міахребцевйх дисках у динаміці спостерзкень після кріобпливу. Виявлені особливості реакцті міг.-хрєбцевих дисків на шзькі температури при різних клінічних варіантах його застосування. На основі експериментально-клінічного дослідження розроблені та запропоновані принцкпйво нові способи спондилодезу. Проаналізовані результати оперативного лікування, вказані причини негативних наслідків, помилки та усюш(шення, намічені шляхи іх усунення.

Практичне значення проведеного дослідження полягає у вивченні кожливості і ефективності засгосуваиня низьких температур для ціжтілового спондилодезу. На експеріментальному матеріалі опрацьовані обгрунтовані режими кріодеструкціі різник елементів хре-

бетногс сзгменту, доведена бешкзчиість низьких температур під час локального вшшву для нервбіт структур цієї області. Розроблені, виготовлена та Елровздкаяі У клінічну практику 'Шприц для дискографії” /А.с». S- І6Є0ЙІ1/, "Спосіб лікування остеохондрозу храбтл“ JK.cn, il 2726863/, Всього по чті дисертації отримано 2 авторських свідоцтва.

3anpû5is»üûftHÎ способи ч& присталі для ісріовшшву забеБпечушь скорочення строкis зроцекня* .

Впровадження з практику. За яідсуиками дисертаційного дослідження опубліковано 10 наукових праць у республіканських і обласнії:: видавництвах. .

Основні положения дисертаційного дослідження доповідались і обговорювались на засіданнях Харківського товариства вертєбродогів /1990/; XI з"їзді травматологів і ортопедів України /I99I/_j_

Розроблені пристрої те способи лікування остеохондрозу хребта впроваджені і виористовуютьск в 2 травматологічної^ відділені йіськоі клінічної лікарні Харківського району, включені а програш циклів підвищення кваліфікації лікарів на кафедрі травматології та ортопедії J" Z ХЇУД.

Обсяг і структура дисертації. Праця викладена на IIô сторінках машинописного тексту. Містить 4 табязді, 40 малюнків, подана в одному томі і складається а вступу, 5 глав, закінчення, висновків, додатка.

Список літератури містить 106 вітчизняних та 83 іноземних джерел. • ' .

Положення, які виносяться на захису.

1. При кріовпливі області студенистого ядра з експозщіею б хвилин зона некроза становить не менша ніж 64JS обсягу заморожування иікхребцевого проміжку, при цьому температурні градієнти зоь-нішш; відділів-диска заливаються в меаах норми.

2. Оптимальний рзким кріодеструкцїі тканини мікхребцевого диска полягає в максимально пвидкоцу охолодзниі /І0-60°С/хвнл./ до темлернау^и - 22°С г наступним повільним відігрівои.

3. Морфологічні аміни тканин міжхребцевого диска в ранні

строки після кртовплизу характеризуються дистрофічними, некробіо-тичними та некротичними процесами а наступний формуванням щільно і сполучної тканини і трансформацією іі у віддалені строки в кісткову тканину. .

4. Розроблені способи шктіиового спондилодезу та пристрої дяк його здійснення попереджають виникнення ускладнень, поз"язаних si зниженням висоти иіжтіловрго про мі носу після кріовпливу.

Зміст праці, матеріал і методи дослідження.

Експериментально дослідження проведено на 55 кроликах породи Шшшіма, вагою 2,5 - 3,0 кг, поділених на 5 груп. В першій групі проведено дослідження характеристик теплового режиму тканин мік-хребцевого диска а вичленням раціонального, режиму кріовплигіу.

В другій - реєструвались температурні інтервали а оптимальними умовами кріодеструкціі. В третій групі досліди проведені зі строком спостереження від ЗО.хвилин до 365 діб з вивченням динаміки деструктивно-репаративних процесів. В четвертій групі дослід-¡нувались синтетичні процеси оа покаон'іясчи нуклеїновій кислот і білків. ІГ’ятоо контрольно» групою слуаили 5 інтактних тварин.

Отримані експериментальні результати свідчили, що через І хвилину після кріовпливу діаметр замороженої зош становить 4.1 + 0,5 мм, через 3 хв. 6,6 + 0,26 мм, п"яа ¡¿хвилинне охолодження збільшує розмір діаметра до 7,8 + 0,55 мм. Експозиція понад 5 хв. статистично вірогідного збільшення розмірів заморокеиоі зони не екричиняе. Температурні поля зони заморожешя денонструвжи підвищення температури залежно від збільшення відстані від кріизон-да. Найбільш низька температура реєструвалась в локусї кріозонда й досягала - І80°С, за 3 ш від. краю кріозонда вона становила -21,3 + 1,3 °С,’а на Еідстані 7 мм відповідала нормальній температурі тканин диска. Найбільш інтенсивне зниження температури оа збільшенням розмірів зош заморокення відбулось в перші 5 хв. кріоьпадву, в подальшу температура стабілізувалась.

Встановлено, ідо шггдкість охолодаення залежить від часу кріовшвіву при ОДНІЙ І ТІЙ 2ГЄ ЯІДСТЙНІ БІД ДОСЛІД23уЕ£НОІ ТОЧКИ до кріозонда. Tait, на відстані І ш нід наконечника в першу хвилину кріовпливу швидкість охолодження становий. 42° с/хв, на протязі третьої хвилини зона зникуеться до 13° с/хв. і до 5 хик-лиш: знинєння температури ПРИПИНЯЄТЬСЯ.

Виявлена т&ісое залежність швидкості охолодження від відстані між кртозондом і досліджуваною точкою. Якщо f¡a відстані І m від кра» наконечні а під час І хв. кріовпливу ишидоістг» охолодження становить 42° с/хв, то на відстані 3 мм 25° с/хв.

і на відстані У ш дорівнює 0° С.

На гістологічних препаратах при експозиції кріовпливу 5 хн. некревизована зона ма'З округлу форму діаметром 4,9 + 0,75 мы. Зовніщня мека некротизованоі ділянки віддалена від кршз каналу, залишеного кріозондом, на 2,5 _+ 0,15 ми. Зважаючи на те, що зопа замерзання становить 7,,8 + 0,55 ш, зона повної дестру'одіі становить 6455 від всісі зони заморожування. Зіставлення розмірів зони деструкції, кенса якої проходить за три міліметра від краю наконечника, з температурний полом зони заморокення показує, що некроз иіюеребцового диска настав при зтшенні його темпехюгури ішаче -21,3 і 1,3 °С. '

У відповідності до встановлених характеристик теплового режиму тканин мі жеребцевого диска нами був установлений раціональний реким кріовливу. При цьоі*у враховувалось, що використання стандартного наконечника циліндричної $орми діаметром І ми і довжиною ІБ мм дозвеяило отримати заморожений обсяг тканини діаметром 7,0 + 0,5 ш. Зона некроза становить 6455 всієї зони замерзання, а температура на мені ціеі зони з зоною замороаення дорівнювала - 21,3 + Г,3°С, В зоні деструкції швидкість заморову-вання в перші 5 хвилин кріовпливу відповідач "швидкій”, надалі . зона переходить у "повільну" і до б хвилин дорівнює 0°С. Отже, збільшення експозиції понад 5 хв. недоцільне.

Так, для підвищення можливості загибелі тканини доцільне іі швидке охолодження /10-60° С/хв/ до температури - 21° С і нижче, з наступним повільним відігрівом, При цьому швидке охолодження приводить до лех>еохолодиення клітин і наступної -кристалісірці і вологи як поза клітинами, так і всередині їх, ідо викликає згігк-бель тканини. '

Результати наркологічних досліджень показали, що на 5 добу -після кріовпливу на нїкхребцевий диск збільшіться зона некроза в області студенистого ядра та значної частини колагеново-волокнистої хрящової тканини фіброзного кільця. Межа міа векротизс-ваними і нєзміненими структурами ш ¡¡¡хребцевих дисків була виражена чїіко. На ? добу чітко визначилась п^олі^ероцЬі фібробластів, утворення тонких колагенових волокон і кровоносних.судин. Структура центральних ділянок міжхребцевого диска, шр складається з тонковолокнистої "хр;щовоі тканини та.студенистого ядра, н*

ЗО добу після кріовпливу була повністю змінена і характеризувалась наявність волокнистої хржцовсі тканини, яка займала

п/іощу риси а. Більша частина хрящових клітин перебувала в стані проліферації. В центральних відділах аота студенистого ядра спостерігались дрібні ділянки некроза.

Через 1 місяців після кріовплкзу гістологічні зміни характеризувались формуваїшш кістково-фіброзного блока мі а тілами суміжних хребців. В цілого вся область студенистого ядра і зона тонковолокнистого хряща була замінена грубоволокнистим і гіаліиовим хрящем, який перебудовузаеск 4 зоьнавав ендохондралько! осифіка-ці: а утворенням грубоволокнистої та пластичатоі кісткової тканини. Новоутворена кісткова тканина окєслювалась як в центральних відділах диска, так і в зовнішніх його чідділах. Процесії остеогенезу спостерігались також в хрящовій тканині дііска, на мені з кістковою тканиною тіл суміжних хребців.

Через один рік гістсгтчиа картинг після кріовпливу характеризувалась перебудовою ефармованого кісткового блока на місці мік-хребцєпогс диска. Кістковий блок був зрощений з суміжники тз диском тілами хребців в єдине кісткейе утворення різноі зріслості.

Ці дані були підтверджені результатами, отриманими при • вивченні синтезу білків і нукиеінові?х кислот після кріовпливу на міжхрзбцавмй диск. Поряд а деструктивным процесами виникають і прогресують процеси відношення клітин хряща, які досягають макси-одцу, за даними включення 14 С - аминокислот і З Н - уридина, на 00-90 добу. На 120 -- 270 добу виникає фааа рівномірного зниження метаболічних процесів, яка завершується зміною гістоархітектоніки хрящової ткеніши, яка відзначається зниженням рівня синтезу РІК і білків.

Результати морфологічного долсідження тканин мікхребцевого диска лодиіш після кріовпливу свідчать про те, що характер структурно; амін, ідо відбулись безпосередньо після кріовпливу, ідентичний змінам в аналогічних тканинах в експерименті у тварин на відповідні строки монологічного' дослідження. Ураховуючи існуючі за-гальнобіолегічні еаконоггірностї реакції елементі» ополучноі чка- . нини» иої.на припустити, що наступні закономірності перебігу репа-ративкях процесів, виявлені Нами в експерименті у тварин, будуть ідентичні процесам, які відбуваються в тканинах мімеребцевого диска у людини. ■ . .

Одер,¡сані в '“експерименті результати дозволили зелтосувзти метод крісдеструкціі в клінічній практиці. Нас в пзрісу чергу

цікавила реакція тканин хребцевого сегмента на низькотемпературний вплив. Дана задача реалізовувалась рентгенометричним методом дослідження. При цьоїд' аналізувались не абсолютні показники висоти міжхребцевих дисків, а коефіцієнти.

Аналіз реакції тканій мігосребцевого диска на кріовплив проведене в 3 клінічних групах. Б першу /контрольну/ увійшли 12 хворіючих, у яких кріодеструкція проводилась із переднього забовшш-ного доступу виявлених дегенеративно-дистрофічних уражень дисків на вищелегкачих сегментах при дегенеративному спондило^стезі. В другу клінічну групу увійшли 10 пацієнтів, у яких операції'виконувались із заднього доступу з приводу протрузій або проляжів диска, суть яких полягала в кріовлливі після видалення зміщених фрагментів диска та його кюретаяуо В третй клінічні’ групу увійшли 10 хворих, у яки;; характер оперативного втручання г лягав у кріодеструк-цхі і спондилодозі шляхом накладення на задні відділи ураженої ділянки хребта металевих фіксаторів.

Аналіз отриманих результатів в першій клінічній групі езід-чить про те, ідо на 3-4 місяці після кріодеструкціг висота міжхроб-цевих проміжків знижеться в е-зродньому на одну третину вихідноі величини. Слід відзначити, що втрата висоти дисків відбувається рівномірно як за рахунок вентральних, так і за рахунок дорзальних його відділів. Б другій клінічній групі спостерегасться аналогічна картина, тобто зниження висота мінстілового промікку б середньому на 25Й в ті и строки з тієп різницею, що втрата висоти відбувається в більшії мірі за рахунок дозальнлх вхдйілів внаслідок видалення зміщення фрагментів диска та його кюретаау з наступної? кріодс-струкцісю. Аналіз рентгенологічних характеристик а наступні строки спостереження не дав кокливості виявити достовірних змін з боку міетребцешіх дисків по свій параметрам, які вивчалися.

Враховуючи отримані''дані, ші розробили спосіб лікування, що полягає- в кріодеструкціі мізхребцевого диска з наступною стабілізацією задніх' відділів хребцевих сегментів занурюваними ■ металічними фіксаторами. Для підтвердження ефективності даного способу проведено реіитеноі/зтрічве дослідження £ третій клінічній групі, в якій хребцевий'сегмент після кріодест;;укціі фіксувався металічними пластинами. Результати статистичної обробки . ма.7»;ріалу показали, що під час оперативного втщчання у хворих’ було досягнуто розширення міїкреЗцввих пролежнів, Збільшення внести дисків досягнуто б середньому на-19,6% ДШДОЮІ величини,.

Застосований нами спосіб о&беопечував рівномірне розширення міахребцегого промішу як б його задніх, гак і о передніх відділах. На кінець першого місяця після яріодокиву відмічилось статистично значущо- зменшення показників середньої висоті* міжхрабцевих проміжків порівняно а післяопераційної і досягали своїх первинних величин, • "

На кінець трогього місяця відзначалась відсутність подальших достовірні« амін "середніх висот міахребцових промішав.

■ Операцією виробу при нестабільних -і особливо сполучених формах захворювання наші .рекомендований спосіб лікування оотед-хоїщрозу хребта, який полягао в кріодесїрукцті дьска, вправленні зміщених хребців і спондилодезі шляхом накладення на задні відділи в урокеноі ділянки' хребта металічного фіксатора.

ВИСНОВКИ '

1. Під час кріовплм^у на центральну частину- «ікхребцевого

диска зона деструкції становить 64$ від обсягу заворожування міа-•ТІЛОЕОГО Промікку. ■ ’ ■ ’

2. На основі експериментального, дослідження виявлено, що оптимальним реу.шш кріодеотрукціі виявляється швидке охолоджен- . ня /10 г- 60° із/хв/ до температури - 22° С з експозицією 5 хвилин.

3. Після впливу холодом на тканину ш»хребцевого диска на

5 доСу чітко виражені явща некроза, на 30 добу вшшкає волокниста тканяна з формуванням фіброзно-кісткового б пока на 7 місяців

і утворення кісткового блока через рік.

4.' Кріодеструкція иікхребцевого диска е патогенетично

обгрунтований способом лікуванням дегенеративно-дистрофічні« захворювань хребта, в його основі лежить стабілізація сегмента шляхом зниження висоти міжтілового промікка та ^ородвання кістко-^о-хря^ового регенератора. ■

б. Кріодеструщія хребцевого сегмента моые бути способом вибору-при. дегенеративних змінах в псперековоііу відділі хребта,

i з иетоі& попередження" зниження. висоїи мікхребцевого ПроМІйМу

ii слід поєднувати о земнім спсндилодезом за допомогою фіксаторів.

с л и с о к

наукових праць, опублікованих по темі дисертації

1. Морфологічні зміни після кріовплнву на мїжхребцсший диск в експерименті // Тез. допов. обл.наукотзо-практ.нокф. "Науково-технічний прогрес в медицині". - Харків, 1989. - с.

103 - 104 /співавт. Василовський В.Ю./

2. Морфологічні зміьи з міжсребцзпому диску лісля кріовпливу // Тез. допов. обл.. кон*. "Стрес і патологія опорно-рухового апарата. - Харків, I98S. - С.2? - 28 /співайт. Калова ,Н.Г.-, Васило'в- • сысий В.*1./

. 3. Деструктивно-репаративні зміни б мікхребцевому диску

після кріовлливу в експерименті // Тез. допов. наук. - практ.конф. "Механізми інтеграції біологічних систем. Проблема адаптації"

- Ставрополь, 1909. - С. 58 - 59 /співавт. Василовський Б.Ю.,-

Рязанцев В.Б./ -

4. Новий підхід в тактиці лікування хворих остеохондрозом // Тез. допов. респубдиксйськоі наук.-практ.конф. "Саноторно-курорг-. не лікування хворих’із захворгаздням опорно-рухового апарата і нервової системи" - Слов'янськ, 1990, /співавт. Хвісюк М.1., 7тсуков Q.C., Бойко Л.Т./

5. Адаптаційно-компенсаторні реакції сполушоі тканини на низькотемпературні впливи // Тез. допов. наук. - практ. конф, "Екологія людини, механізми інтеграції біологічних систем. Проблеми адаптації". Ростов-на-Дгну, 1990. - С. В4-2$ /співавт.

Чикунов О.С., МалозаН.Г., Василовсышй В.Ю./ .

6. Експерииентильно-клінічні аспекти кріодеструкціі хребцевого сегмента. // УІ з"ізд Травматологів - ортопедіз Прибалтійських республік - Таллін, I99Ü. - С. 210 - 212. /співавт.

Хвісюк М.Л., Чикунов О.С., Завеля M.Í., ВасиловськчЯ Б.Ю./ .

7. Деструктивно-метаболічні та репаративні зміни хрящової тканини після кріовпливу // Тез. допов. наук. - практ.конф. "С7'руктурн0-і{іунщі0нальні одиниці та іх кошок нти в органах вісцеральних систем в нормі та патології" - Харків, І99І.

- С. 158 /спіааЕт. Малова Н.Г./ -

8. Особливості пріодеструкціі мі жеребцевих дисків при

остеохондрозах // Цатер, наук, - практ. koh<J. "Актуальні проблеми остеохоьдроаа хребга. - Черкаси, 1991.С. 31-32 /співант. Иалова Н.Г./ . . •

9, Експериментально-клінічне обгрунтування кріодострукціі міякребцевих дисків // Тез, неук. - практ., коні. “Використання діаичних методів у хірургії1'.- Харків,' 1991. - С. 55 - 56. /співаьт. Хвісюк 11.1., йалова И.Г., Яолегаев О.Н./

10. Про перспективні можливості кріодеструкціі при ускладненій гра ті хребта. // XI а"іад травматологів ортопедів України.

- Харків, IS9I. ~ С, 160 - 161 /співавт. Басилоаський В.Ю., Іутцев М.Ю./

винаході по'дай дїсертаці!

1. Шприц для дискографії. Abt,свідоцтво ’’ І6802ІІ, 01.06.91

Спіьйвт. Хвісюк М.І., Чякунов О.С., ІСозирев А.М./ *

2. Спосіб лікувз'шя остеохондроза поперекового віддіед

хресіта з нестабільністю. Авт.свід. J? 1725863, 15.12.91 /Співавт. Хвісюк U.J., Чикунов О.С., Бабійчук 1.0., Василовсь-кий В.Ю., їШтарпян А.М./. '