Автореферат и диссертация по медицине (14.03.10) на тему:Клинико-биохимические критерии оценки эффективности лечения переломов длинных костей голени

Ван Кай

Клинико-биохимические критерии оценки эффективности лечения

V___

переломов длинных костей голени 14.03.10 - клиническая лабораторная диагностика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Саратов-2011

1 7 ш? 2011

4840453

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Бородулин Владимир Борисович.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Гладилин Геннадий Павлович;

доктор медицинских наук, профессор Староконь Павел Михайлович.

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государствеппый медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Защита состоится« » 2011 г. в часов на заседании диссертационного совета

Д208.094.04 при ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России» по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Б. Казачья, 112.

С авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России».

Автореферат разослан« » 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Бородулин В. Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Переломы трубчатых костей и связанные с этим осложнения являются одной из актуальных проблем современной ортопедии и травматологии.

При этом высок процент дегенеративно-воспалительных и атрофических осложнений, при которых пациенты не могут рассчитывать на полную реабилитацию. Эти осложнения включают в себя псевдоартрозы.

Несмотря на современные достижения травматологии и ортопедии, процент нарушения стабильности фиксации в результате применения тех или иных методов лечения переломов длинных костей остается достаточно высоким.

В регуляции проницаемости мембран, окислительном фосфорилировании, активации ферментов и других физиологических процессах важную роль играет перекисное окислите липидов (Абдель Джалиль, 2005). Равновесие между интенсивностью перекисного окисления и процессами восстановления клеточных компонентов обеспечивается эндогенной антиоксидантной системой (Зайцев В.Г., 2001). Для исследования этого равновесия принципиально важно не только определение промежуточных и конечных продуктов ПОД но и активности ферментов, которые обеспечивают анггиоксидантную защиту, в частности, фермента каталазы, инактивирующей перекись водорода.

Процессы перекисного окисления липидов в организме сдерживает многокомпонентная система антиокислительной защиты, включающая в себя различные нефермештше биоантмоксиданты (токоферол, каратиноиды, ретинол, убихиноны и др.), а также ряд специфических ферментов (супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза, глутатионредуктаза и др.).

С целью стабилизации структуры и функции биомембран в лечении больных с переломами длинных костей нами рекомендовано применение препаратов с антиоксидантным эффектом — токоферола (витамина Е), каротина, ретинола, унитиола, натрия-тиосульфата, аскорбиновой и никотиновой кислот.

В последние годы расширены показания к назначению препаратов, обладающих не только антиоксидантным, но и мембраностабилизирующим эффектом. Подобными свойствами обладают эссенциале, дицинон, добезилат кальция. Так, применение эссенциале показано при всех заболеваниях, сопровождающихся токсемией, гипоксией, а также нарушениями других обменных процессов, особенно тех, в регуляции которых существенная роль принадлежит клеточным мембранам.

Применение в комплексном лечении травматологических больных антиоксидантов и мембраностабилизирующих препаратов по сравнению с традиционным лечением позволяет существенно улучшить результаты лечения и качество жизни пациентов.

Цель настоящего исследования заключается в оценке эффективности лечения переломов длинных костей голени с использованием клинико-лабораторных показателей

Задачи исследования

1. Исследовать биохимические показатели процессов репаративного остеогенеза у больных, оперированных по поводу переломов голени.

2. Изучить процессы перекисного окисления липидов и активности каталазы сыворотки крови у больных с переломами длинных костей.

3. В экспериментальном исследовании обосновать способ стимуляции репаративного остеогенеза при переломах длинных костей.

4. Провести сравнительный анализ биохимических показателей больных с переломами голени традиционным способом и с применением препаратов, обладающих мембраностабилизирующими и антиоксидантными свойствами.

Научная новизна

В работе изучена важная и актуальная проблема поиска биохимических маркеров процесса репарации и заживления костной и соединительной ткани, которая, включает в себя обоснование, разработку и внедрение исследования биохимических показателей процессов репаративного остеогенеза у больных с переломами длинных костей голени.

Уточнены патогенетические механизмы возникновения воспалительных процессов в поврежденной травмой соединительной ткани.

Практическая ценность

Разработаны клинико-лабораторные методы оценки эффективности лечения больных с переломами длинных костей голени с применением мембранопротекторов и антиоксидантов.

Предложена и обоснована методика оценки некоторых биохимических показателей при лечении больных с переломами длинных костей и замедленно консолидирующими переломами.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Разработанный анализ биохимических показателей больных с переломами костей голени при лечении с применением мембранопротекторных и антиокеидантных препаратов обеспечивает стимуляцию репаративного остеогенеза, критериями прогнозирования которой являются уровни оксипролина (ОП) и гликозаминогликанов (ГАГ) крови и мочи.

2. Концентрация малонового диальдегида и активность каталазы являются дополнительными биохимическими маркерами процессов репаративного остеогенеза у больных с переломами длинных костей голени.

3. С помощью клинических, рентгенологических и морфологических методов исследования подтверждена эффективность применения биоматериала «аллоплант» в экспериментальном исследовании.

Апробация работы

Основные результаты исследований представлены в материалах III осенней научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Молодёжь и наука: итоги и перспективы» (Саратов, 2005); научно-практической конференции «Молодые ученые -здравоохранению региона» (Саратов, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Методы лечения больных с врождёнными аномалиями развития» (Курган, 2007); I Международном конгрессе «Современные методы диагностики и лечения больных с повреждениями и заболеваниями верхней конечности» (Москва, 2007); V Международном конгрессе АСАМИ (Санкт-Петербург, 2008). «Молодежь и наука: итоги и перспективы)). Материалы межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Саратов, 2008; «Молодые ученые - здравоохранению». Материалы 71-й межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Саратов, 2010.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, из которых 2 - в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ. Получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста и состоит из введения и методов исследования; 4 глав, отражающих результаты собственных исследований; заключения, выводов и списка использованной литературы, включающего 165 отечественных и 157 зарубежных источников.

Работа иллюстрирована 25 рисункам» и 14 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Клиническая характеристика больных

Клиническая часть работы основывалась на анализе результатов лечения 93 больных, находившихся на лечении в травматолого-ортопедических отделениях МУЗ «Городская клиническая больница № 2 им. В.И. Разумовского», МУЗ «Городская клиническая больница №9», являющимися клиническими базами кафелры травматологии и ортопедии Саратовского государственного медицинского университета за период с 2006 года по 2009 год включительно. Из них 50 пациентов составили основную группу, 43 больных были включены в группу сравнения. Всем больным основной группы (лечнвццкея на базах кафедры травматологии и ортопедии СГМУ с 2006 по 2009г. включительно) был выполнен метод чрескостного остеосшггеза с использованием стержневых, сшщевых и спице-стержневых компоновок аппарата, с последующим применением антиоксидантов и мембранопротекторов. Больных в группе сравнения лечили традиционным методом чрескостного остеосингеза с иегюлыованнем сшщевых, спице-стержневых и стержневых компоновок.

Среди пациентов основной группы были 25 мужчин и 25 женщин, причем в основном это были люди молодого и среднего возраста от 21 до 60 лет (36 человек - 72% пациентов). Распределение больных по полу и возрасту представлено в табл. 1.

Группу сравнения составили 43 пациента с переломами длинных костей голени, которым был выполнен чрескостный остеосшггез спицевыми, спице-стержневыми и стержневыми аппаратами внешней фиксации в травматолого-ортопедических отделениях ММУ «ГКБ № 2» и ММУ «ГКБ № 9» г. Саратова в период с 2006 по 2009г. включительно.

Среди пациентов группы сравнения мужчин было 20 человек, женщин - 23 человека, причем в основном это были люди трудоспособного возраста в возрасте от 21 до 60 лет (29 человек - 67,4% пациентов) (табл. 1).

Основную часть пострадавших в основной группе составили представители категории работающих граждан - 17 человек (34%).

Основную часть пострадавших в группе сравнения, как и в основной группе, составили представители категории работающих граждан - 18 человек (41,8%). Распределение пациентов по социальным категориям представлено в табл. 2.

Определяющей локализацию и вид перелома диафнза костей голени считали болыдеберцовую кость, так как все хирургические манипуляции при диафизарных переломах голени необходимо выполнять именно на большеберцовой кости, которая является опорной и формообразующей составляющей данного сегмента. Распределение больных по локализации и виду перелома длинных костей представлено в табл. 3.

Таблица 1

Распределение больных с переломами длинных костей голени в основной группе и группе _сравнения по возрасту (число человек)_

Основная группа

Возраст < 20 лет 21-40 лет 41- 60 лет >60 лет Итого

Мужчин 6 8 6 5 25

Женщин 1 8 14 2 25

Всего 7 16 20 7 50

(%) (14) (32) (40) (14) 1100)

Группа сравнения

Возраст <20 лет 21-40 лет 41-60 лет > 60 лет Итого

Мужчин 4 8 4 4 20

Женщин 3 9 8 3 23

Всего 7 17 12 7 43

(%) (16,3) (39,5) (27,9) (16,3) (100)

Таблица2

Распределение пациентов основной группы и группы сравнения по социальным

Социальная категория Основная группа (число пациентов) Группа сравнения (число пациентов)

Школьники, учащиеся 5 5

Студенты 3 2

Работающие 17 18

Неработающие 10 9

Пенсионеры 15 9

ВСЕГО 50 43

Таблица 3

Распределение пациентов основной группы по локализации и виду перелома __костей голени (п - количество пациентов)__

Локализация Видпе релома п = 50

Косые, косо-спиральные Поперечные

Оскольчатые Неоскольчатые Оскольчатые Неоскольчатые

Верхняя треть диафиза 1 6 - 1 8

Средняя треть диафиза 3 8 1 3 15

Нижняя треть диафиза 5 13 4 5 27

Всего (11 = 50) 9 27 5 9 50

ВСЕГО, % 18 54 10 18 100

У всех больных повреждения были односторонними и закрытыми.

Таким образом, анализ клинического материала показал, что в обеих группах распределение пациентов по полу, возрасту, локализации и наличию сопутствующей патологии было сопоставимым. Количество мужчин и женщин в группах было

практически одинаковым. В обеих группах преобладали люди трудоспособного возраста. Локализация повреждений была идентичной.

Методы исследовании биохимических показателей сыворотки крови

Общий анализ крови и мочи определяли на аппарате Particle Counter Model РСЕ-210 (Япония); биохимическое исследование крови производилось на аппарате Biochemistry Analyzer MARS.

Лабораторное исследование включало в себя клинический анализ показателей периферической крови, биохимический анализ крови (определение активности аминотрансфераз, щелочной фосфатазы, ЛДГ, ГГТ, КФК, амилазы, общего белка, альбумина, содержание креатшшна и мочевины, глюкозы, холестерина). Методы являются унифицированными (Лабораторные методы исследования в клинике: Справочник / Под ред. В.В. Меньшикова, 1987).

При исследовании показателей перекисного окисления лшшдов проводили определение малонового диальдегида (МДА) (Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г., 1977, в модификации Кировой Ю.И., 2001); определение активности каталазы (модификация метода Королюк М.А., 1988).

Уровень глихозашшогликанов определяли по методу В.В. Меньшикова (1987), оксипролина - по методу Л.М. Пустоваловой (1999).

Статистические методы исследования

Статистическая обработка полученных результатов проводилась на персональном компьютере Pentium 4 программным средством STATGRAF методами вариационной статистики.

Динамика биохимических показателей у больных с переломами костей голени

Всего нами обследованы 93 больных с переломами длинных трубчатых костей голени, которые поступили в клинику с травматическими повреждениями костей голени и подверглись оперативному лечению.

Для формирования контрольной группы и определения содержания биохимических показателей и биополимеров соединительной ткани в крови и моче здоровых людей были исследованы биологические жидкости 20 добровольцев - 12 мужчин и 8 женщин в возрасте от 20 до 50 лет.

Основные диагнозы, с которыми обследованные больные поступили в клинику, представлены в табл. 4.

Таблица 4

Распределение больных по диагнозу перелома длинных костей (ПДК) голени_

Диагноз Группа сравнения (традиционное лечение) Группа основная (мембранопротекторы и антиокхиданты) Всего больных

Перелом голени косой 25 36 61

Перелом голени поперечный 18 14 32

Итого: 43 50 93

Больные были разделены на две группы в зависимости от проводимого лечения. Первой группе (сравнения) больных было оказано традиционное оперативное лечение с последующим применением противовоспалительных, алальгезирующих и

антибактериальных препаратов. Второй группе (основной) больных, кроме вышеназванных лечебных мероприятий, были прописаны препараты, обладающие антиоксидантным и мембранопротекторным действием.

Следующие биохимические показатели отражали патологический процесс: концентрацией альбумина, уровнем глюкозы, активностью щелочной фосфатазы,

лактатдегидрогеназы и аминотрансфераз. Эти показатели в основном отражают функциональное состояние клеток печени. Положительная динамика заболевания выражалась в изменении биохимических показателей в сторону их нормализации. В работе исследовали основные биохимические показатели, представленные в табл. 5 и 6. В процессе лечения отмечалась их положительная динамика

Активность фермента лактатдегидрогеназы может служить одним из биохимических маркеров, отражающих процессы повреждения клеток костно-мышечной системы. Фермент «лактатдегидрогеназа» катализирует прямую и обратную реакцию превращения пирувата в лактат, то есть является своеобразным индикатором анаэробных процессов в клетках. Увеличение активности ЛДГ в сыворотке крови указывает на выход фермента из клеток из-за повреждения клеточных мембран и одновременно будет служить индикатором нарастания анаэробных процессов в организме. Следует отметить, что ЛДГ присутствует в большом количестве в печени, сердечной мышце, почках и скелетной мускулатуре. Изоферменты ЛДГ в данной диссертационной работе не исследовались, поэтому можно предположить, что основной вклад в активность ЛДГ вносят печень и скелетная мускулатура, которая повреждается при переломе костей голени. В случае положительной динамики обнаруживается снижение активности ЛДГ.

Метаболиты мочевина и креатинин отражали функциональное состояние мочевыделительной системы в ответ на травму. На 10-е сутки после травмы и операции у больных 1-й группы концентрация данных метаболитов нарастала до максимальных значений. В дальнейшем отмечалось плавное снижение концентрации данных метаболитов, что указывало на положительную динамику процесса. У больных 2-й группы, принимавших мембранопротекторы и антиоксиданты, положительная динамика начиналась с 14-х суток послеоперационного периода, то есть раньше, в сравнении с больными 1-й группы.

Снижение концентрации общего белка и альбуминов в обеих группах указывало на вовлечение печеночной паренхимы в патологический процесс на фоне гипоксии и гиподинамии. Положительная динамика процесса была характерна для больных 2-й группы по показателю «альбумин» на 14-е сутки по сравнению с больными из 1-й группы (табл. 5 и 6).

Ферменты АлАТ и ЛДГ оказались самыми консервативными и в процессе лечения значение их активности оставалось на высоком уровне (табл. 5 и 6). Можно предположить, что на величину активности данных ферментов влияло не только состояние печеночной паренхимы, но и метаболические процессы, протекающие в скелетной мускулатуре, так как хорошо известно, что фермент ЛДГ присутствует в большом количестве вмышечной ткани для обеспечения анаэробного гликолиза, а фермент «аланинаминотрансфераза», находящийся также в мышцах, принимает активное участие в превращении лакгата в аланин, уменьшая тем самьи: троцессы ацидоза в мышцах и переводя аммиак аминогрупп аминокислот в транспортную форму -аминокислоту «аланин» с последующей транспортировкой аланина в печень.

Крсатинфосфокиназа является типично мышечным ферментом, принимающим активное участие в метаболизме мышечной ткани. КФК также оказалась информативным маркером на процессы заживления исходной травмы и проявляла выраженный консерватизм у больных обеих групп. Только к 30-му дню лечения наблюдалось снижение активности фермента в обеих группах, хотя по абсолютным значениям активности лидировали больные из первой группы, что подтверждает наше мнение о целесообразности применения антиоксидантов и мембранопротекторов при лечении больных с ПДК.

Таблица 5

Динамика биохимических показателей у исследоваемых больных с ПДК голени (р < 0,05)

Показатель Сроки исследования, сут

10 14 30

сравнения основная сравнения основная сравнени я основная

Общий белок (60-80 г/л) 52±3.2 54±2.4 59+5.2* 61±2.7* 64+4.2* 72±5.3*

Альбумин (40-50 г/л) 22±3.0 41+4.3« 34+4.8 49±6.3* 42+5.7* 49±7.4*

Мочевина (1,7-7,5 мМ/л) 9,37+1.3 8,7±1.5 8,32±1.1 7,б±1.2* 6,78±1.5* б,5±1.9*

Креатинин (44-97 мкМ/л) 150± 10.2 120±11.4 115±4.5 93.4±5.6* 94+15.1* 90+13.2*

Глюкоза (3,5-5,5 мМ/л) 4,68±1.4* 4,60±1.6* 4,51±1.7* 4,25±1.53* 4,60+1.3* 3,71 + 1.23*

j Miviy;if _

*-- р > 0,05

Таблица 6

Динамика активности ферментов у исследоваемых больных с ПДК голени (р < 0.05)

Показатель Сроки исследоватшя, сут

10 14 30

сравнения основная сравнения основная сравнени я основная

АлАТ (5-40 ед/л) 60±12.1 54±9.2 51±7.2 48±2.5 42±4.3* 32±2.7*

АсАТ (5-37 ед/л) 150±21.3 61±13.4 90±14.5 42+12.6 45±21.3 31+15.4*

ггт (0-53 ед/л) 90+27.2 73±14.3 73±9.2 65+8.8 54±3.8* 42+4.9*

ЩФ (60-306 ед/л) 400+35.4 340±26.5 345±32.7 323±21.8 151+45.2 * 291+23.1*

лдг (225-450 ед/л) П11±78.4 953±58.3 850±36.7 720±47.2 620+67.8 481+25.2

КФК (24-180 ед/л) 210+26.1 200±25.3 202±16.1 185±9.7 171+15.3 * 93+8.3*

*~р>0,05

Показатели перскисного окислении липндои у больных с ПДК голени

Терапия у этих пациентов приводит к положительной динамике изменения биохимических показателей. Происходит уменьшение концентрации малонового диальдегида и сиаловых кислот, рассматриваемых нами в качестве показателей перекисного окисления липидов.

Рассмотрим группы больных, у которых был поставлен диагноз перелома костей голени с последующим оперативным вмешательством. Больным 1-й группы оказывали традиционное лечение с последующим применением противовоспалительных, анальгезирующих и антибактериальных препаратов. 2-й группе больных, кроме

вышеназванных лечебных мероприятий, были прописаны препараты, обладающие антиоксидантным и мембранопротекторным действием

При лечении отмечалось снижение уровня малонового диальдегида с 9,57 до 5,58 мкмоль/л у больных 1-й группы и с 6,97 до 4,68 мкмоль/л у больных 2-й группы (табл.7).

При этом происходило и снижение концентрации сиаловых кислот: от 2,90 до 2,4 ммоль/л у больных 1-й группы и от 2,67 до 2,26 ммоль/ л у больных 2-й группы ( табл. 7).

У всех обследованных больных отмечается характерное увеличение концентрации малонового диальдегида на 10 и 14-й дни заболевания с последующим его снижением в процессе лечения; при этом динамика снижения концентрации малонового диальдегида в крови более выражена у больных, принимающих антиоксиданты и мембранопротекторы, по сравнению с группой больных, использующих только традиционные методы лечения (табл. 7).

Таблица 7

Показатели перекисного окисления липидов у больных с ПДК голени, р < 0,05

Диагноз Группы больных Показатель, сроки исследования, сут

Малоновый диальдегид (4,6-4,73 мкМУл) Сиаловые кислоты (2,0-2,3 мМ/л)

10 14 30 10 14 30

Перелом голени Сравнения 9.57+1.3 7.43+0.5 5,58+1.2 2,90+0.2 2,75+0.23 2,40+0.21

Основная 6,97+1.21 4,80+0.9 4,68±0.84* 2,67+0.11 2,38+0.14* 2,26+0.21*

*-- р > 0,05

Необходимо отметить, что обнаруживается взаимосвязь между двумя биохимическими показателями - уровнем малонового диальдегида и активностью щелочной фосфатазы. Выявляется зависимость между увеличением активности щелочной фосфатазы и выражештостью патологических процессов в костно-мышечном аппарате.

У больных с повреждением костей активность щелочной фосфатазы была повышена по сравнению с нормой. Вероятно, подобное повышение активности щелочной фосфатазы может быть объяснено вовлечением в патологический процесс костной ткани.

Активность антиоксидантного фермента каталазы также находилась в прямой зависимости от степени тяжести процесса и концентрации малонового диальдегида в сыворотке крови. Отмечается тенденция к снижению каталазной активности в разгар заболевания, что указывает на истощение антиоксидантной активности сыворотки крови.

При положительной динамике течения заболевания обнаруживается увеличение каталазной активности сыворотки крови. Так, у больных основной группы на четвертой минуте от начала реакции по выявлению каталазной активности на 10-й день лечения основного заболевания определена активность каталазы в 1,7х10_4 нмоль/минхмг, а после прохождения курса лечения эта активность стала равной 4,8x10^* нмоль/минхмг на той же четвертой минуте от начала каталазной реакции. У больных в группе сравнения на 10-й день лечения выявлена активность каталазы, равная 1ДХ10"4 нмоль/минхмг; в процессе лечения эта величина увеличилась до 3,8x10'4 нмоль/минхмг (табл. 8).

Таблица 8

Концентрация каталазы (хЮ-4 нмоль/минхмг) в сыворотке крови больных с ПДК

исследуемые группы больных Каталаза (3,11±0,08x10"* нмоль/минхмг)

10-е сутки 30-е сутки

группа сравнения 1.1±0,04 3.8±0,11

основная группа 1,7±0,05 4.80±0.13

Биохимические исследования биомаркеров соединительной ткани у больных с переломами длинных костей голени

Биомаркеры соединительной ткани изучали на 10 и 30-е сутки лечения в двух группах: 1-я группа-группа сравнения и 2-я группа - основная группа.

С целью определения содержания биополимеров соединительной ткани в крови и моче здоровых людей были исследованы биологические жидкости 20 добровольцев - 12 мужчин и 8 женщин в возрасте от 20 до 50 лет.

Для исследования обмена коллагена определяли содержание в сыворотке крови общего количества оксипролипа (ОП).

Изменения в обмене протеогликанов оценивали по уровню гликозаминогликанов (ГАГ) крови и по суточной экскреции гликозаминогликанов мочи.

Выявлены межполовые различия по уровню содержания некоторых биополимеров соединительной ткани, которые, по-видимому, связаны с большей средней массой тела у мужчин и, следовательно, большим количеством соединительной ткани (Дубинина Е.Е., Шугалей Н.В., 1993; Bast A., Göns R.J.A., 1989; Burk R.F., Hill К.Е., 1994; Halliwell В., Chineo S., 1993; Johnson P., 1993). Сравнительные данные представлены в таблицах 9-14.

Таблица 9

Содержание свободного оксипролина и гликозаминогликанов _в сыворотке крови здоровых людей (М ± т)_

Показатели Мужчины, п= 12 Женщины, п = 8

ОП, мкмоль/л 17,6 + 0,43 14,2 + 0,1

ГАГ х 10"2 г/л 0,321 ±0,02 0,263 ± 0,03

Таблица 10

Содержание свободного оксипролина и гликозаминогликанов _в суточной моче здоровых людей (М ± ш)_

Показатели Мужчины, п= 12 Женщины, п = 8

ОП, мкмоль/л 141,3 ±0,15 152,3 + 0,12

ГАГ, у.е./сут 58,2 ±0,09 51,6+0,11

п - число наолюдении; М - среднее значение показателя; т - среднее квадратичное отклонение.

Динамика содержания ОП в сыворотке крови у больных в обеих группах отражена в табл. 11; так, в Г группе уровень ОП на 10-е сутки оставался в пределах нормы п равнялся 28,2 ± 0,4 мкмоль/л, а на 30-е сутки его количество уменьшалось до 22,4 ± 0,6 мкмоль/л. У больных II группы на 10-е сутки установили повышение содержания в крови оксипролина до 25,1 ± 0,2 мкмолъ/л, а на 30-е сутки его уровень уменьшился до 18,4 ± 0,3.

Таблица 11

Содержание свободного оксипролина

Сроки исследования, сут

Группы 10-е 30 -е

I II I II

ОП, мкмоль/л 28,2 ± 0,4 25,1 ±0,2 22,4 ±0,6 18,4 ± 0,3*

*— р > 0,05

Данные результаты указывают на более выраженную катаболическую направленность метаболизма коллагена у больных.

Общепринятым показателем интенсивности синтеза коллагена является содержание ОП сыворотки крови. В полученных нами результатах исследования ОП в крови пациентов очевидна системная активация синтеза коллагеновых белков. Усиление синтеза соединительнотканных структур можно рассматривать как универсальную ответную реакцию на патологическое воздействие.

При исследовании ГАГ крови установили повышение их содержания, которое также отличалось у больных с различной степенью поражения соединительнотканных элементов. Поскольку ГАГ крови в основном связаны с белком, то так же, как и ОП крови, они демонстрируют уровень синтетических процессов в соединительной ткани. У больных I группы на 10-е сутки ГАГ повышался до 0,73 ± 0,03 х 10~2 г/л, а на 30-е сутки снижался до 0,45 + 0,06 х 10"2 г/л. Во II группе уровень ГАГ на 10-е сутки возрастал до 0,68 ± 0,05 х КГ2 г/л, а на 30-е сутки снижался до 0,34± 0,02 х 10~2 г/л (табл. 12).

Таблица 12

Содержание гликозаминогликанов в сыворотке крови

Сроки исследования, сут

Группы 10-е 30-е

I II I II

ГАГ х10"2, г/л 0,73 + 0,03 0,68 ± 0,05 0,45 ± 0,06 0,34 ±0,02*

*-р > 0,05

Выявлена связь между уровнем экскреции ОП, ГАГ и глубиной поражения соединительнотканных элементов. В табл. 13 показано, что количество выделяемых с мочой ОП и ГАГ у больных I группы выше, чем у пациентов II группы. Так, у больных I группы на 10-е сутки в моче содержалось 173 ± 8 ммоль/л ОП, а на 30-е его суточная экскреция равнялась 154 ± 12 ммоль/л. У больных II группы суточное выделение ОП с мочой достигало на 10-е сутки 169 ± 9 ммоль/л, а на 30-е сутки снижалось до 143 + 15 ммоль/л, однако превышая его нормальный уровень.

Таблица 13

Содержание оксипролина в суточной моче

Сроки исследования, сут

Группы 10-е 30-е

I II 1 II

ОП, ммоль/л 173 + 8 169 + 9 154 + 12 143 + 15

Суточная экскреция ГАГ у больных I группы на 10-е сутки составляла 71,3 + 7 у.е./сут, а на 30-е она равнялась 66,2 ± 11 у.е./сут, выше нормальных показателей. Во И группе на 10-е сутки суточная экскреция ГАГ была 69,3 + 8.5 у.е./сут, а на 30-е ее уровень составлял 61,5 + 4 у.е. (табл. 14).

Таблица 14

Содержание гликозаминогликанов в суточной моче больных [ и II групп на 10-е и 30-е сутки (М ± ш), р < 0,05

Сроки исследования, сут

Группы 10 30

I II I II

ГАГ, у.е./сут 71,3+7 69,3 ± 8.5 66,2 ±11 61,5 ±4

Итак, в результате проведенных исследовании метаболизма соединительной ткани мы установили критерий прогнозирования течения травмы. Среди изученных показателей сыворотки крови и суточной мочи диагностически информативны в оценке тяжести заболевания уровни ОП и ГАГ крови. Очевидно, что с деградации соединительнотканных структур поврежденного органа начинается каскад патофизиологических изменений при формировании псевдоартрозов, а репаративные процессы после любой травмы - это, прежде всего, изменения метаболизма соединительной ткани. Так как ОП крови является индикатором скорости оборота коллагенового белка в организме, а ГАГ указывает на степень деструкции, определение их концентрации следует считать основным признаком при вьщелении «группы риска с травмами» в травматологических отделениях для усиления профилактического лечения в более ранние сроки после операции.

Гистоцитологическая характеристика индуцированного репаративного остеогенеза в экспериментальных исследованиях

Несомненными достоинстаами наружной фиксации являются возможность обеспечения точной репозиции и прочной управляемой фиксации костных отломков, возможность обеспечения раннего и полноценного функционального лечения, диапазон возможностей клинического применения, степень травматичности метода, простота конструкции, взаимозаменяемость и универсальность деталей и узлов аппарата.

Исходя из этого, универсальная система фиксации должна прежде всего содержать элементы связи внешних опор с костью, которые наилучшим образом были бы адаптированы к анатомическим и функциональным особенностям сегмента в каждом конкретном случае.

Элементы внешней конструкции достаточно унифицированы, чтобы в зависимости от лечебных задач монтировать как простейшие рамочные, так и сложные рамочно-циркулярные компоновки для управляемого воздействия на костные фрагменты.

В качестве остеофиксаторов мы использовали спицы Киршнера и консольные сгащевые фиксаторы диаметром 1,8 мм, входящие в набор аппарата Г.А. Илизарова, стержни из аппарата ЦИТО и их модификации (положительное решение по заявке на изобретение № 97116559; приоритетная справка на промышленный образец N2 98500404 от 27.04.98; свидетельства на полезные модели №7835, №7836).

В качестве конструкций для наружного чрескостного остеосинтеза были использованы: аппарат Г.А. Илизарова, выпускаемый «РНЦ «ВТО» г. Курган, № гос. регистрации 81 / 823 - 53; аппарат для чрескостного остеосинтеза внутри- и околосуставных переломов длинных костей А.О.П. - 0.1 Г.Э.П. «ЦИТО», № гос. регистрации 86 / ¡651 - 29. Модификация стержневых остеофиксаторов осуществлялась согласно ТУ на винт-шило для метафизарных отделов кости (ТУ - 108.13 - 33 - 88), утвержденных Минздравом СССР.

Методика проведения остеосинтеза была следующей: в метафизарные отделы костей стержни устанавливали простым вкручиванием с помощью рукоятки, собранной из кронштейнов аппарата Г.А. Илизарова В диафизарные отделы костей установка стержня проводилась в некоторых случаях простым вкручиванием, а также после

предварительного формирования канала сверлом. Стержни устанавливали до заделки в противоположном кортикальном слое.

При установке остеофиксаторо» создавался запас мягких ткаией путем соответствующего смещения кожных покровов для предупреждения прорезывания и гофрирования кожи.

В качестве внешних конструкций мы использовали набор деталей аппарата Г.А. Илизарова, как унифицированной системы фиксации многоцелевого назначения, позволяющей собрать любую компоновку сообразно стоящей лечебной задаче. Для внешних опор дополнительно применяли опоры 1/4 окружности, которые изготавливали путем распиливания кольцевых опор. При этом получали возможность осуществления как рамочной, так и рамочно-циркулярной компоновок аппарата, исходя из имеющейся патологии и плана дальнейшего лечения.

Все операции производили под общим обезболиванием, введённую в канал спицу закрепляли на ближайшей опоре аппарата с помощью спицедержателя.

Одним из условий успешного остеосинтеза является стабильность фиксации. Это приводит к быстрому восстановлению крово- и лимфотока, который обеспечивает формирование полноценного костного регенерата. В практических условиях далеко не всегда удается добиться стабильной фиксации, особенно при множественных и оскольчатых переломах, при которых помимо репонирования приходится еще удалять нежизнеспособные осколки, поэтому актуальным остается вопрос успешного синтеза в условиях нестабильной фиксации. Общепринятой для этого остеосинтеза считается величина диастаза менее 0,5 мм. Нами было решено изучить возможность стимуляции репаративной регенерации костной ткани при экспериментальных остеоклазиях длинных костей в условиях нестабильности отломков и наличия между отломками более 0,5 мм путем сочетанного применения аутокрови и биоматериала «аллоплаш». Вышеуказанный материал выпускается Всероссийским Центром лазерной и пластической хирургии (г. Уфа). На сегодняшний день с успехом применяются более сорока его видов для лечения глаз, кожи и т.д. Морфологически аллоплант представляет собой разнонаправленные нити коллагена. Микроскопически пластина биоматериала представлена пластом волокнистой бесклеточной ткани, пучки волокон которой набухшие, местами гомогенизированные. Биоматериал «аллоплант» окрашивается фуксином в красный цвет, что свидетельствует о его коллагеновой природе. Волокна располагаются рыхло и образуют слои, которые отличаются друг от друга ориентацией пучков.

У кроликов основной группы через 10 суток после перелома микроскопически установлено, что регенерат, заполнявший межотломковую зону, состоял из остеогенной ткани, содержащей сосуды клеточно-волокнистой ткани. В его составе преобладали остеобласты. В краевых участках этой зоны определялись поля '-чофильных костных балок и небольшие участки хондроидной ткани, локально замещавшейся молодой костной тканью. В этих же участках выявлялись остатки БМА, которые были представлены единичными мелкими аморфными эозилофильными элементами, включёнными в новообразованную ткань.

К 20-суточному сроку наблюдения в межотломковой зоне сформировался регенерат, который был представлен сетью костных балок, имеющих различную степень зрелости и содержащих ретикулофиброзную грубоволокнистую) ткань с расширенными сосудами в межбалочпых пространствах. Поверхность большей части костных трабекул была выстлана слоем активных остеобластов.

Функциональная активность самих остеобластов была значительно выше таковой у животных группы сравнения, о чём свидетельствовал показатель количества клеток, содержавших нуклеотиды и гликозаминогликаны. При этом активность наиболее раннего маркера деятельности остеобластов - щелочной фосфатазы у кроликов основной группы была выше такового показателя у животных группы сравнения. Учитывая представленные выше данные морфометрического анализа, можно предположить, что использование

крошки биомагерпала «аллоплант» создало более благоприятные условия для его контакта с окружающими тканями и последующей биодеградации. Это стимулировало их ответную реакцию, которая заключалась в пролиферации остеобластов и повышении в них активности щелочной фосфатазы, создавая окружение для последующей активации репаративной регенерации.

Через 30 суток после перелома в межотломковой зоне образовался зрелый регенерат, который в диафизарпой части перелома был представлен сетыо костных трабекул, объединявшихся с концами отломков. Балочные пространства этой сети содержали клеточно-волокнистую ткань. Новообразованные костные балочки регенерата в диафизарпой части перелома были утолщены, и местами их структура приближалась к таковой компактной костной ткани, объединявшейся с кортикальной пластинкой диафиза, восстанавливая целостность болъшеберцовой кости.

Известно, что восстановительный процесс при переломах дпинных костей в условиях недостаточной стабильности зоны повреждения и наличия между отломками диастаза более 1 мм затягивается на значительный период времени. В настоящем экспериментальном исследовании была предпринята попытка гистоморфометрического изучения возможности стимуляции вторичного костеобразовательного процесса, протекающего на основе как волокнистых структур (десмальный остеогенез), так и хряща (хондрогенез). В качестве стимуляторов репаративного остеогенеза были использованы аутокровь и биоматериал «аллоплант».

В результате проведённого исследования установлено, что у всех экспериментальных животных в зоне перелома развивалась однотипная аративная реакция, протекавшая по типу эпиморфоза. Через 10 суток после перелома межотломковая щель заполнялась клеточноволокнистой тканью, содержавшей остеобластические, фибробластические и воспалительные клеточные элементы.

К 20-суточному сроку наблюдения между концами костных отломков на основе фиброзно-хрящевой ткани формировались костные балочки. Более активно костная ткань формировалась периостально в виде отложений на поверхностные участки отломков. К конечному сроку (30 суток) наступала оссификация фиброзно-хрящевой прослойки в центральной зоне перелома с формированием костного сращения.

Установлено, что гистоморфометрическая характеристика процесса репаративной регенерации имела количественные и качественные различия, степень выраженности которых зависела от проводимого лечения. У животных двух основной группы (с применением биоматериала «аллоплант») уже к 10-суточному сроку наблюдения определялась выраженная остеогенность формирующегося регенерата, заполнявшего центральную часть межотломковой зоны. Он был представлен преимущественно остеогенной, содержащей сосуды, многоклеточной тканью, которая прорастала в узуры костного отломка. В клеточном составе регенерата преобладали остеобласты с высокой функциональной активностью, о чём свидетельствовали не только значительное содержание рибонуклеотидов и гликозаминогликанов, но и повышенная активность щелочной фосфатазы, которая была выше, чем у животных группы сравнения. Остатки биоматериала «аллоплант», представленные небольшими единичными аморфными эозинофильными фрагментами, включались в новообразованную ткань. В периферических участках перелома остеогенная ткань созревала с образованием молодой костной ткани, источником которой являлся периост. К 20-суточному сроку наблюдения щель между отломками заполнялась молодыми костными балками, поверхность большей части которых была выстлана цепочками активных остеобластов. Через 30 суток у кроликов с трансплантацией биоматериала «аллоплант» и аутокрови в диафизарной части перелома на некоторые костные балки отломков наслаивались новообразованные трабекулы, восстанавливавшие целостность болъшеберцовой кости. В диафизарной части перелома в межотломковой зоне также формировался костный регенерат губчатого строения. Однако у животных с трансплантацией крошки биоматериала «аллоплант»

выявлена тенденция к «компактизации» новообразованных костных трабекул, которые утолщались и объединялись с концом отломка.

Из изложенного следует, что оптимальным вариантом использования биоматериала «аллоплант» является трансплантация его крошки, которая быстрее, чем единый фрагмент, вступает во взаимодействие с окружающими тканями, ускоряя процесс восстановления целостности сломанной кости. Таким образом, установлено, что введение (трансплантация) биоматериала «аллоплант» в зону перелома длинных костей создаёт эффект стимуляции репаративного остеогенеза, что приводит к быстрому созреванию костного регенерата с формированием к 30-суточному сроку наблюдения костной ткани, объединяющей концы отломков. Этот эффект обусловлен как известными свойствами биоматериала «аллоплант» (стимуляция ангиогенеза и процессов клеточной пролиферации), так и выявленной нами способностью этого биоматериала активизировать осгеогенную дифферешщровку регенерата за счёт увеличения функциональной активности его клеточных элементов.

Выводы

>. Нормализацию основных показателей печеночной ткани (ГГТ, АсАТ, АлАТ, мочевины и др.) можно рассматривать как благоприятные функциональные признаки, которые отражают компенсаторные возможности организма и положительную динамику течения консолидации переломов длинных костей голени в целом.

2. Уменьшение концентрации малонового диальдегида от 6,97мкМ/л до 4,68мкМ/л у больных основной группы и от 9,57мкМ/л до 5,58мкМ/л у больных в группе сравнения и увеличение активности фермента каталазы от 1,7х Ю-1 нмоль/мицхмг до 4,8x104 нмоль/минхмг у больных основной группы И ОТ 1,1*10^ нмоль/минхмг ДО 3,8x10"* нмоль/минхмг у больных в группе сравнения указывают на снижение активности перекисного окисления липидов при использовании мембранопротекторнымин ангиоксидакшыми препаратов.

3. В ходе экспериментального исследования впервые изучены в динамике сроки консолидации переломов голени, доказана целесообразность применения биоматериала «аллоплант» в качестве фактора стимуляции репаративного остеогенеза.

4. Концентрация гликозаминогликана изменяется в крови от 0,68х КГ2 г/л до 0,34х 10~2 г/л и в моче от 69,3у.е./сут до 61,5у.е./сут, то есть происходит уменьшение концентрации гликозаминогликанов при применении традиционных методов лечения в сочетании с соединениями, обладающими мембранопротекторным и антиоксцдантным действием, что, в свою очередь, означает снижение степени деструкции соединительной ткани.

5. Концентрация оксипролина уменьшается в крови от 25,1мкмоль/л до 18,4мкмоль/л и в моче от 169 ммоль/л до 143ммоль/л при применении традиционных методов лечения в сочетании с соединениями, обладающими мембранопротекторным и антиоксидантным действием, указывает повышение системной активации синтеза коллагеновых белков.

Практические рекомендации

1. Концентрация малонового диальдегида и активность каталазы в сыворотке крови являются дополнительными биохимическими маркерами процессов репаративного остеогенеза у больных с ГЩК голени наряду с ОП и ГАГ крови и мочи.

2. Целесообразно использование биохимических маркеров для оценки эффективности лечения переломов длинных трубчатых костей.

3. Применешк антиоксидантов (зссенциале, дицинон, добезилат кальция) и мембранопротекторов (токоферола, каротина, ретинола, ушшюла, натрия-тиосульфата, аскорбиновой и никотиновой кислот) в сочетании с традиционными

методами лечения пациентов с травмой длинных трубчатых костей улучшает течение заболевания.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Внешняя фиксация в лечении больных с деформациями сегментов конечностей / Кай Ван, О.В. Бейдик, К.К. Левченко и др. // Человек и его здоровье: Материалы десятого юбилейного Российского национального конгресса. - СПб., 2005. - С. 11—12.

2. Экспериментальное обоснование оптимизации репаративного остеогенеза / Кай Ван, О.В. Бейдик, К.К. Левченко, В.В. Анников // Актуальные вопросы травматологии, ортопедии и всртебрологии: Сборник научных трудов, посвященный 60-летию Саратовского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии. -Саратов, 2005.-С. 15-17.

3. Ван, К. Псевдоартрозы - совремешше состояние проблемы / Д.А. Марков, К.К. Левченко, Кай Ван // Молодежь и наука: итоги и перспективы: Материалы 3-й осенней научно-практической конференции. - Саратов, 2005. - С. 164 - 165.

4. Ван, К. Оптимизация репаративного остеогенеза с помощью биоматериала «аллоплант» / ДА. Марков, К.К. Левченко, Кай Ван // Материалы 67-й весенней научно-практической конференции студентов и молодых ученых Саратовского государственного медицинского университета - Саратов, 2006. - С. 260-261.

5. Экспериментальное обоснование аллоплантной катализации репаративного остеогенеза / О.В. Бейдик, В.В. Анников, Кай Ван и др. // Современные методы лечения больных с травмами и их осложнениями: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Курган, 2006. - С. 55 - 56.

6. Экспериментальное обоснование внешней стержневой фиксации трубчатых костей / Кай Ван, О.В. Бейдик, В.В. Анников и др. // Современные методы лечения больных с травмами и их осложнениями: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Курган, 2006. - С. 57-58.

7. Ван, К. Оптимизация репаративного остеогенеза с помощью биоматериала «аллоплант» / ДА. Марков, К.К. Левченко, Кай Ван // Молодые ученые -здравоохранению региона: Материалы 67-й весенней научно-практической конференции студентов и молодых специалистов Саратовского государственного медицинского университета - Саратов, 2006. - С. 260 — 261.

В. Ван, К Стержневой чрескостный остеосинтез переломов и деформации бедра / Д.В. Афанасьев, Кай Ван, И .A.C. Исаи // Новые технологии лечения переломов костей и их последствий: Материалы научно-практической конференции. - Саратов, 2006. - С. 7-8.

9. Ван, К. Оптимизация технологии компрессионно-дистракционного остеосшггеза переломов и деформаций длинных трубчатых костей / Х.М.Ф. Сакалла, A.B. Ткачева, Кай Ван // Новые технологии лечения переломов костей и их последствий: Материалы научно-практической конференции региона - Саратов, 2006. - С. 9-10.

10. Биомеханические аспекты хирургической реабилитации больных с переломами трубчатых костей методом наружного чрескостного остеосинтеза / Кай Ван, A.B. Ткачева, Л.В. Сафонова, Ю.М. Мидаев // Реабилитационные технологии XXI века' Сборник научных трудов межрегиональной научно-практической конференции с международным участием: Выпуск I. - Саратов, 2006. -С. 111-113.

11. Экспериментальное исследование возможности оптимизации репаративного остеогенеза при переломах длинных костей / О.В. Бейдик, В.В. Анников, Кай Ван и др. // Гений ортопедии. - 2006. - №1. - С. 22-30.

12. Лечение переломов диафиза бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа 1 О.В.Бейдик, Д.В.Афанасьев, Кай Ван и др. // Гений ортопедии. - 2007. - №2. - С. 67-70.

13. Оптимизация репаративного остеогенеза / Кай Ван, ДА. Марков, О.В. Бейдик, К.К. Левченко) // Аспирантские чтения: выпуск Г. - Саратов, 2007.-С. 112.

14. Комплексный подход к проблеме оптимизации репаративного остеогенеза / Кай Ван, Д.А. Марков, О.В. Бейдик, К.К. Левченко // Аспирантские чтения: выпуск I. -Саратов, 2007.-С. ИЗ.

15. Коррекция деформации сегментов конечностей при помощи стержневых и спице-стержневых аппаратов внешней фиксации / Х.М.Ф. Саккалла, О.В. Бейдик, Кай Ван и др. // Аспирантские чтения: выпуск I. - Саратов, 2007. -С. 135.

16. Мониторинг биохимических показателей у больных с осложненной травмой длинных костей / Кай Ван, В.Б.Бородулин, О.В.Бейдик, Д.А.Марков // Современные технологии в хирургии позвоночника и периферических нервов: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 15-летшо создания отделения нейрохирургии. - Курган, 2008. - С.34—35.

17. Ван, К. Биохимические аспекты стимуляции репаративного остеогенеза / Кай Ван // Молодежь и наука: итоги и перспективы: Материалы межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. -Саратов, 2008 - С. 207.

18. Ван, К. Изучение биохимических показателей сыворотки крови при использовании биоматериала «аллоплант» в качестве стимулятора остеогенеза / Кай Ван // Молодежь и наука: итоги и перспективы: Материалы межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. -Саратов, 2008 - С. 207.

19. Клинико-биохимические исследования пациентов с травмами суставов / М.Б. Литвак, Кай Ван, Д.В. Мандров и др. // Молодые ученые - здравоохранению: Материалы 71-й межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Саратов, 2010. - С. 102-103.

Изобретения:

Пат. 2325130 РФ, МПК А 61 В 17/56 Способ оптимизации репаративного остеогенеза в трубчатых костях / О.В. Бейдик, Д.А Марков, К.К. Левченко, Ван Кай, Го Жуй. -№2006141624/14; Заявл. 24.11.2006; Опубл. 27.05.2008. Бюл. №15.

Список принятых сокращений

ОП - оксипролин

ГАГ - гликозаминогликаны

ПОЛ - перекисное окисление липидов

АсАТ - аспартатаминотрансфераза

АлАТ - алашшаминотрансфераза

ЩФ - щелочная фосфатаза

ГГТ - гаммаглутамилтрансфераза

ЛДГ - лактатдегидрогеназа

КФК - креатинфосфокиназа

ПДК - переломы длинных костей

Подписано к печати 14 февраля 2011 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Тайме». Усл.-печ. л. 1. Тираж 100. Заказ № 352.

Отпечатано с оригинал-макета в ООО «Принт-Клуб» 410026, г. Саратов, ул. Московская, 160. Тел.: (845-2) 338-300