Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Регенераторные процессы в модулях микроциркуляторного кровеносного русла скелетных мышц после травмы и свободной пластики измельченной мышечной тканью в эксперименте ( экспериментально-морфологическое

На правах рукописи

□□317 1548

ЧЕМИДРОНОВ Сергей Николаевич

РЕГЕНЕРАТОРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В МОДУЛЯХ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО КРОВЕНОСНОГО РУСЛА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ПОСЛЕ ТРАВМЫ И СВОБОДНОЙ ПЛАСТИКИ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ МЫШЕЧНОЙ ТКАНЬЮ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ (экспериментально-морфологическое исследование)

14 00 02 Анатомия человека 14 00 22 Травматология и ортопедия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научные руководители доктор медицинских наук, доцент Гелашвили П.А

003171548

Работа выполнена на кафедре анатомии человека и кафедре травматологии, ортопедии и экстремальной хирургии в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научные руководители. доктор медицинских наук, доцент

Гелашвили Павел Алексеевич

доктор медицинских наук, доцент Лосев Игорь Иванович

Официальные оппоненты доктор медицинских наук, профессор

Вагапова Василя Шарифьяновна

доктор медицинских наук Мухаметов Фарит Фагимович

Ведущая организация - Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»

Защита диссертации состоится «_»_2008 года в «_» часов

на заседании диссертационного совета Д 208 006 02 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 450025, Уфа, ул Ленина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Автореферат разослан «_»_2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук

Федоров С В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы Проблема микроциркуляции крови в органах и тканях вызывает живой интерес исследователей самых разных специальностей (Мачс ВМ, 2000, Чучков ВМ и соавт, 2005, ЬнПеп М е1а1,1995)

Объединение клинико-морфологических исследований по проблеме микроциркуляции, необходимо для плодотворного использования достижения фундаментальной науки в клинической практике (Крупаткин А И, 1999, Михайлик Т А и соавт, 2002, ИеесИ Б е.1 а1,1996)

По современным представлениям, патогенетическая цепь «повреждение - воспаление - заживление раны» представляет собой пример закономерных причинно-следственных отношений При этом все явления, характеризующие и воспаление, и заживление раны, возникают в связи с повреждением клеточных и волокнистых образований, ориентированных вокруг микроциркуляторной единицы и лимфатических образований (Чернух АМ, Кауфман О Я,1979, Блинков О А и соавт, 1995, Омельяненко Н П и соавт, 1996, Котельников Г П и соавт , 2003, Мельченко С С , 2003,1аекБОп IЯ е! а1,1997)

Одной из главных проблем современной военной и экстремальной медицины остаются минно-взрывные травмы Криминализация общества и участившиеся случаи террористических актов за последние годы заметно изменили привычную структуру травматизма в нашей стране и вне локальных вооруженных конфликтов в сторону отчетливого увеличения частоты ранений Поэтому минно-взрывные травмы приобрели статус важной медико-биологической и социальной проблемы (Фомин Н Ф и соавт, 1992,1996, Чиж ИМ и соавт, 2004) Массивность дефектов мышц, развитие склерозирования и контрактур обусловливали актуальность поисков методов восполнения объемов мышечной ткани, резецированной в ходе хирургической обработки Часть исследований опирается на экспериментальную модель, предложенную А Н Студитским

В большинстве регенерирующих систем процессы, характерные для подготовительного этапа регенерации, происходят в условиях недостаточной васкуляризации, до восстановления сосудистого снабжения процесс регенерации на этой стадии блокируется (Карлсон Б М , 1986)

Понимание механизмов восстановления сосудистого снабжения в регенерирующих скелетных мышцах затруднено сложностью их тканевого состава Основные теоретические положения о том, что реакции биологической системы в патологических условиях обусловлены филогенетически, полностью приложимы к характеристике закономерностей восстановлению скелетной мышечной ткани после повреждения (Данилов Р К , Одинцова И А , 2001)

Существует необходимость установления закономерных процессов адаптации сосудов гемомикроциркуляторного русла и сосудисто-тканевых взаимоотношений в динамике Это возможно при оценке морфометрической характеристики этапов восстановления сосудистого снабжения регенерации скелетных мышц

Проведение математического моделирования в рамках клинических и экспериментально-морфологических исследований является тем направлением, которое позволяет значительно повысить эффективность работы, получить новую ценную информацию, вскрыть закономерности процессов морфогенеза, а на заключительном этапе дает практические рекомендации или план дальнейших исследований (Гланц С А, 1999, Боровиков ВП, 2001, Денисов-Никольский ЮИ и соавт, 2002, Реброва О Ю , 2003, Гелашвили П А и соавт, 2008)

Таким образом, до настоящего времени остается нерешенными целый ряд вопросов, связанных с васкуляризацией регенерирующих скелетных мышц, особенно на микроциркуляторном уровне Не полностью определены особенности процессов компенсации сосудов гемомикроциркуляторного русла и сосудисто-тканевые взаимоотношения в мышцах в условиях снижения сократительной активности после ранения Сохраняется

4

разноречивость мнений авторов в оценке компенсаторных возможностей кровеносной системы поврежденных скелетных мышц Отсутствуют сведения о целостной характеристике структуры всех компонентов микроциркуляторного русла в зонах повреждения в зависимости от условий регенерации при удалении фрагмента поврежденных мышц

ЦЕЛЬ Выявить в эксперименте течение регенераторных процессов в модулях микроциркуляторного русла скелетных мышц после ее резекции и свободной пластики ЗАДАЧИ

1 Изучить особенности морфологической характеристики микроциркуляторного модуля и сосудисто-тканевых взаимоотношений в скелетных мышцах голени белых крыс

2 Разработать инструменты для резекции и аутотрансплантации скелетной мышечной ткани при экспериментальном моделировании

3 Разработать на экспериментальной модели способ измельчения мышечной ткани для пластики

4 Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику перестройки компонентов гемомикроциркуляторного модуля в скелетных мышцах после резекции мышцы

5 Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику структурной перестройки компонентов модулей микроциркуляторного русла скелетных мышц крыс после резекции мышцы в сочетании со свободной пластикой измельченной мышечной тканью

6 Создать математическую модель динамики течения регенераторных процессов скелетной мышцы после резекции и после резекции в сочетании со свободной пластикой измельченной мышечной тканью Научная новизна В рамках одного исследования комплексом

классических и современных морфологических методик изучена ангиоархитектоника, регенерация и перестройка сосудов

5

гемомикроциркуляторного модуля скелетных мышц на этапах заживления резаной мышечной раны

Разработан инструментарий для резекции мышц (патент 58900 от 13 июня 2006 года, патент 58901 от 8 июня 2006 года) и измельчения мышечной ткани для пластики (патент 63208 от 9 ноября 2006 года)

Впервые изучена и сопоставлена динамика микрососудисто-тканевых взаимоотношений на органном, тканевом, клеточном и субклеточном уровнях в условиях заживления мышечной раны в эксперименте, путем сравнения параметров модулей микроциркуляторного русла на 5, 15, 30, 60, 90 сутки по сравнению с контролем

Впервые определено влияние модулей микроциркуляторного русла на динамику структурной перестройки скелетных мышц в зоне свободной пластики измельченной мышечной тканью

На основе особенностей перестройки микроциркуляторного русла в работе установлены морфологическая характеристика этапов заживления и васкуляризации регенерирующей мышцы после свободной пластики, на основе соотношения компонентов ее гемомикроциркуляторного русла с контролем

Впервые создана математическая модель регенерации внутримышечных модулей микроциркуляторного русла в условиях резекции скелетных мышц

Практическая и теоретическая ценность работы Комплексность

исследования по объему методик и охвату всех структурных уровней

организации позволила наиболее полно сопоставить динамику сосудисто-

тканевых отношений в скелетных мышцах

Исследование основано на использовании экспериментальных

биологических моделей, позволяющих корректно соотнести результаты

морфологических и морфометрических исследований, внести определенный

вклад в положения доказательной медицины о регенерации органов и тканей

опорно-двигательного аппарата после повреждения

6

Изучение в эксперименте адаптационных процессов в модулях микроциркуляторного русла после резекции части мышцы позволяет более полно обосновать положения клинической медицины с общебиологических позиций учения о целостности организма

Установлена динамика перестройки гемомикроциркуляторных модулей, как основных структур, влияющих на стабилизацию микроциркуляции при регенерации мышечной ткани

Установлено, что характер изменений микроциркуляторного русла специфичен для резекции мышцы и резекции в сочетании со свободной пластикой по АН Студитскому как отдельные виды процессов, отличающиеся гетерохронностью проявлений, что может внести вклад в лечебные и реабилитационные мероприятия

Разработанный при выполнении исследования набор инструментов и забора, и обработки мышечной ткани, полученные фактические данные могут быть использованы в клинической практике

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1 Повреждение скелетных мышц затрагивает все компоненты микроциркуляторного кровеносного модуля мышц млекопитающих

2 Динамика перестройки внутриорганного микроциркуляторного русла и восстановление сосудистого снабжения предопределена степенью изменений пространственной организации, диаметров компонентов мик-роциркуляторных модулей и уровня тканевого метаболизма в поврежденной мышце

3 В посттравматическом периоде восстановление исходных параметров микроциркуляторного русла происходит гетерохроннно на разном удалении от ранения При этом расширение посткапиллярных сосудов сохраняется дольше, чем дилатация прекапилляров, что отражает важную роль посткапилляров в функциональных преобразованиях микроциркуляторного русла при изменении режима гемодинамики

4 Мышца, развивающаяся из измельченной мышечной ткани, отличается от замещенной разнонаправленным расположением мышечных волокон, преобладанием соединительно-тканной стромы, длительным расширением микрососудов Данный вид регенерата, выполняя заместительную функцию для поврежденной мышцы, не компенсирует ее сократительную функцию Апробация материалов диссертации Материалы и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научной конференции «Новые технологии в медицине (экспериментальные, клинические, морфологические и социальные аспекты) - Волгоград, 2004,, научной конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии», Томск, 2005, на заседании Самарского отделения Всероссийского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов, 2008

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, из них 2 - в журнале, реферируемом ВАК РФ, получено 3 патента на полезную модель

Диссертация изложена на 161 страницах машинописного текста в классическом стиле и состоит из введения, главы I «Обзор литературы», главы II «Материалы и методы исследования», главы Ш «Собственные исследования», главы IV «Обсуждение результатов исследования», выводов и практических рекомендаций

Список литературы включает 405 источника, из которых 260 отечественных и 145 - зарубежных Иллюстративный материал включает 69 микрофотографий и 12 схем (сгруппированных в 67 рисунков), 5 таблиц

Материал и методы исследования

Эксперименты были проведены на 42 (из которых 6 интактных) половозрелых белых беспородных крысах весом от 180 до 200 г и 32 кроликах (5 - интактных), весом от 3,5 до 5,2 кг Животные использовались в экспериментах согласно международным и российским этическим принципам и нормам биоэтики (Хельсинская декларация Всемирной медицинской ассоциации, 1964, Европейская конвенция по биоэтике, 1996, Основы законодательства РФ //Ведомости съезда народных депутатов РФ и ВС РФ, 1993 - №33)

Исследуемым материалом служили икроножные мышцы голени белых крыс и ее фасции Сроки забора материала 1-е сутки, 5-е сутки, 15-е сутки, 30 сутки Отдаленные сроки - 90 суток после операции

Проведено две серии экспериментов Первая серия экспериментов -резекция скелетной мышцы Под эфирным наркозом после обработки операционного поля спиртом и удаления волосяного покрова производится разрез кожи задней поверхности голени длиной 18 - 23 мм Края раны разводятся, дно операционной раны - caput mediale ш gastrocnemn, фасция мышцы рассекается продольно, разрезом 8-10 мм В рану выводится участок m gastrocnemn Производится резекция 3-6 кубических мм мышечной ткани Фасция мышцы ушивается однорядным узловым швом атравматичной иглой полигликолидом или викрилом 3/0 наглухо Узловые швы на кожу Обработка шва раствором бриллиантового зеленого В данной серии использовано 17 опытных крыс и 3 - интактных

Вторая серия экспериментов— резекция скелетной мышцы с последующей пластикой свободным измельченным аутотрансплантатом Под эфирным наркозом после обработки операционного поля спиртом и удаления волосяного покрова производится разрез кожи задней поверхности голени длиной 18-23 мм Края раны разводятся, дно операционной раны -caput mediale m gastrocnemn, фасция мышцы рассекается продольно, разрезом 8 - 10 мм В рану выводится участок m gastrocnemn Производится

9

резекция 3-6 кубических мм мышечной ткани Резецированные волокна в стерильных условиях (специальным устройством, обработанном антисептиками) рассекаются в продольном и поперечном направлениях до состояния «фарша» в течение 20 секунд После этого «фарш» помещается на место дефекта мышцы Фасция мышцы ушивается однорядным узловым швом атравматичной иглой полигликолидом или викрилом 3/0 наглухо Проверка на гемостаз, инородные тела - сухо, нет Узловые швы на кожу Обработка шва раствором бриллиантового зеленого В данной серии использовано 19 опытных крыс и 3 интактных

Выявление микроциркуляторного русла. Во всех сериях опыта готовили просветленные и гистологические тотальные препараты мышц после инъекции кровеносного русла по оригинальной методике (Гелашвили ПА и соавт, 2003) Готовились 1,5% раствор формальдегида из порошкообразного параформальдегида на 0,1 М фосфатном буфере (рН=7,3) и взвесь берлинской лазури в данном растворе формальдегида Наркотизированным животным вскрывали левую половину грудной клетки, в грудную аорту вводили полихлорвиниловый катетер Через катетер медленно вводили раствор формальдегида и сразу - взвесь берлинской лазури Последующая фиксация задней конечности проводилась в 10% нейтральном формалине, после чего отпрепарированные мышцы целиком проводили через батарею спиртов для обезвоживания

После просветления в ксилоле срезы толщиной 40-800 мкм просматривались с целью изучения общей ангиоархитектоники Срезы заливались сибирским бальзамом в специально подготовленной на предметном стекле емкости

Оставшаяся часть материала заливалась в парафин и готовились стандартные гистологические срезы, толщиной от 8 до 20 мкм Окраска последних проводилась гематоксилином-эозином и пикрофуксином по ван Гизон (Артишевский А А и др , 1999)

Электронная микроскопия. Участки мышц каждой группы животных фиксировали в 2,5% растворе глютарового альдегида на 0,1 M фосфатном буфере в течение 2 ч. В течение суток ткань отмывали в фосфатном буфере с сахарозой 6 раз и фиксировали 1 -2 ч в 1 % 0s04 на том же буфере с сахарозой Материал обезвоживался в спиртах возрастающей концентрации и ацетоне, заливали в аралдит по общепринятой методике Для прицельной ультрамикроскопии и морфометрии использовали полутонкие срезы Окрашивали их 1% раствором метиленового синего Методика полутонких срезов существенно расширяет возможности морфологического анализа на светооптическом уровне Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и свинцом по Рейнольдсу

Морфометрия. С гистологических препаратах на микроскопе МБИ-15 У42 были сделаны микрофотографии цифровой фотокамерой (Olympus C4000z, Canon EOS 300D, Nikon D80) Морфометрия компонентов гемомикроциркуляторного русла и окружающих структур производилась на ПЭВМ при помощи программы обработки и анализа изображений Image Tool версии 3 0, разработанной Научным центром здоровья Техасского университета США, Сан-Антонио Предварительно проведена геометрическая калибровка изображений для различных условий съемки (увеличение объектива и разрешение снимка) Для этого на микроскопе сделаны фотоснимки окулярной сетки на различных увеличениях и разрешениях, которые откалиброваны и внесены в сервис «Геометрическая калибровка» - «Spatial Calibration» Измерялись диаметры артериол, прекапиляров, капилляров, посткапилляров, венул, утлы ветвления микрососудов, размеры окружающих тканевых структур Измерялись длина и ширина капиллярных ячеек Всегда проводилось измерение наименьшего поперечника мышечных волокон

На увеличенных в 5 раз фотоотпечатках с электронограмм с учетом суммарного увеличения определяли диаметры микропиноцитозных

пузырьков и вакуолей, ширину межэндотелиальных щелей, толщину базальных мембран капилляров и сарколеммы

Методы статистического исследования и математического моделирования. Статистическое исследование данных проводилось с использованием статистических пакетов STATISTICA-v5 1 фирмы STATSOFT (США) и SPSS одноименной фирмы Для описания выборочной совокупности данных использовались средние значения со стандартной ошибкой среднего показателей, медиана, ассимметрия и эксцесс с их ошибками Проверка данных на соответствие нормальному распределению состояла из следующих процедур а) построение гистограмм с наложенной нормальной (Гаусовой) кривой и нормальных вероятностных графиков,

б) расчет асимметрии, ошибки асимметрии и определение их отношения,

в) проверка на соответствие нормальному распределению одновыборочным тестом Колмогорова и Смирнова

Для определения достоверности различий между значениями показателей в группах данных были использованы непараметрические критерии Манна-Уитни (для двух независимых групп) и Крускала-Уоллиса (для более чем двух независимых групп) с определением статистической значимости этих различий

Системный многофакторный анализ В основе системного многофакторного анализа лежит вычисление обобщенных (интегральных) показателей по полученным единичным параметрам в различных периодах патологического процесса или стадиях заболевания (Котельников ГП и соавт, 2006) Для вычисления этих показателей многомерные количественные характеристики с несопоставимыми абсолютными значениями переводят в сопоставимые путем вычисления относительных разностей По полученным данным рассчитывают взвешенное среднее для каждой группы параметров Это величина интегральная, характеризующая изучаемый процесс по заданному вектору (в относительных единицах) По

результатам расчета строят графическую зависимость взвешенных средних величин от фактора, выбранного за основной критерий в каждой группе

Графическая зависимость и ее аналитическое описание представляют собой математическую модель изучаемого вопроса Адекватность модели проверялась критерием Фишера-Снедекора Получение модели изучаемого процесса позволяют определить его динамику и характер, подтвердить правильность проведения логических группировок, выяснить весомость отдельных факторов в обеспечении изучаемого процесса Этот анализ представлял возможность по многочисленным количественным данным вычислить интегральные показатели и сопоставить их с тарировочными

Текст диссертации набран шрифтом Times New Roman с использованием текстового редактора Microsoft Word версии 7,0

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Примененные модели с использование лабораторных животных мы рассматривали, в первую очередь, в качестве нагрузки на внутриорганное сосудистое русло Создание таких нагрузок позволяет более полно выявить пластические возможности, как микроциркуляторного русла, так и окружающих тканей

Нами установлено, что внутримышечное кровеносное русло имеет единый принцип организации в скелетных мышцах одинаковых метаболических типов Решающее воздействие на формирование микротопографии сосудов оказывает функциональная нагрузка и местоположение питаемой данным сосудистым модулем группы мышечных волокон в толще мышечного брюшка

Наиболее полные данные, при определении жизнеспособности тканей, можно получить при сочетании с гистологическим исследованием Установленные особенности внутримышечного расположения микрососудистого русла следует учитывать при производстве разрезов этих мышц Уменьшение степени повреждения микроциркуляторного русла при

13

разрезах реально способствует сужению зоны ишемии, более быстрому восстановлению объемных конструкций микрососудистых сетей, следовательно, восстановлению микроциркуляции крови и регенерации мышечных волокон

В эксперименте, после иссечения фрагмента мышцы выделяется три части проксимальная и дистальная культи и расположенная между ними зона иссечения На концах проксимальной и дистальной культей после травмы возникает зона ценкеровского некроза, где в дальнейшем происходят перестройка и восстановление тканей Участок культей, прилежащий к зоне некроза, обозначен как паратравматическая зона В дистальной культе она занимает большую протяженность по длине мышцы

К концу 1-х суток после резекции мышцы достоверно увеличиваются по сравнению с контролем все изученные параметры - диаметры капилляров, посткапилляров, венул и поперечник мышечных волокон в паратравматической зоне

На 5-е сутки полнокровие капилляров, посткапилляров, венул и отек мышечных волокон, по сравнению с острым периодом, уменьшаются Диаметры венозных компонентов микроциркуляторного русла достоверно выше значений интактных животных Со второй недели опыта диаметры капилляров стабилизируются на значениях, не отличающихся от контрольных Расширенные поскапилляры впадают в полнокровные ве1гулы под углом, приближающимся к прямому При этом посткапилляры и венулы весь период наблюдения были полнокровными

Некротические изменения в области пересеченных мышечных волокон наблюдаются в течение 10 дней В первые пять суток после травмы саркоплазма на концах поврежденных волокон приобретает зернистое строение или распадается на крупные глыбки Образовавшиеся продукты некроза находятся внутри базальных мембран разрушенных частей мышечных волокон После травмы в зоне резекции интенсивно развивается соединительная ткань, заполняющая зону вокруг кровоизлияния

Соединительнотканные элементы проникают проксимально и дисталыю между пересеченными концами мышечных волокон, активно идет прорастание сосудов и формирование сосудисто-тканевых соотношений в зоне регенерации На 5-е сутки процесс резорбции некротического материала протекает замедленно В интерстициальном пространстве зоны некроза определяются нейтрофильные лейкоциты, макрофаги и фибробласты Элетрономикроскопически в зоне некроза отмечается мелкозернистый материал, фрагменты миофибрилл, осмиофильные тельца и вакуоли небольших размеров без определенной ориентациии На 10-е сутки коллагеновые волокна замуровывают отдельные деструктивно измененные концы мышечных волокон Преобладающими элементами в регенерате становятся фибробласты Направление роста микрососудов соответствует продольной оси мышцы Признаков дальнейшего распада мышечных волокон не отмечается Резорбция некротического материала, в основном, закончена

К 30-м суткам соединительнотканный рубец сформирован, по его периферии отмечаются отдельные молодые мышечные волокна, окруженные элементами соединительной ткани В паратравматической зоне сохраняется полнокровие отводящего звена гемомикроциркуляторных модулей В мышечных волокнах паратравматической зоны обнаруженные изменения касаются соотношения неизмененных волокон и волокон с признаками повреждения Отмечены полнокровие компонентов

гемомикроциркуляторного русла и межтканевой отек Наряду с посттравматической деструкцией развиваются компенсаторные процессы, протекающие по клеточному и внутрисимпластическому типам (присоединение миобластов к отдельным травмированным волокнам, гиперплазия органелл и миофибрилл) Однако восстановления целостности, т е непрерывности, мышечных волокон не происходит

При электронно-микроскопическом исследовании выявлялись морфологические изменения, проявляющиеся в нарушении контуров ядер

15

эндотелиоцитов, имеющих выросты и выпячивания кариолеммы, что говорит о функциональном напряжении мышечных волокон На 30 сутки расположенные вдоль мышечного волокна митохондрии имеют гигантские размеры и осмиофильные включения, 2-линия и Н-полоса расплывчаты, местами гомогенизированы Граница саркомеров становится размытой Имеются очаги полной деструкции саркомеров К 90-м суткам по периферии регенерата отмечаются немногочисленные тонкие, хаотично расположенные молодые мышечные волокна Диаметры мышечных волокон уменьшались после острого отека первых суток (табл 1)

Таким образом, при исследовании тканей, окружающих резаную мышечную рану, можно наблюдать процессы адаптации сосудистой системы к новым условиям сократительной активности и кровообращения Динамика перестройки внутриорганного микроциркуляторного русла и восстановление сосудистого снабжения определялась динамикой изменений уровня тканевого метаболизма, пространственной организации и строения компонентов микроциркуляторных модулей в поврежденной мышце

В посттравматическом периоде восстановление исходных параметров микроциркуляторного русла происходит различно в разных отделах мышечного брюшка и на разном расстоянии от ранения Расширение посткапиллярных сосудов сохраняется дольше, чем дилатация прекапилляров, что отражает важную роль посткапилляров в функциональных преобразованиях микроциркуляторного русла при изменении режима гемодинамики

Метод свободной пластики измельченной мышечной ткани (опыт 2) приводит не просто к регенерации мышцы, поврежденной путем измельчения, а к развитию нового мышечного органа из трансплантированного «фарша» В трансплантационном ложе возникает кровяной сгусток, в котором размещаются фрагменты мышечных волокон

С первых суток микроангиоархитектоника в области трансплантата существенно изменена Развитие мышечной ткани начинается с периферии

16

трансплантата, где он срастается с мышечной тканью поврежденной мышцы и последующей дифференцировкой миосимпластов распространяется вглубь трансплантата Регистрируются расширенные, деформированные капилляры, посткапилляры и венулы по периметру резецированного фрагмента мышцы, вдоль формирующегося соединительнотканного регенерата

С 5-е по 15-е сутки после операции завершается развитие молодой мышечной ткани во всю толщу трансплантата (исключая центральную часть), где мышечная ткань деградирует и замещается соединительной тканью

Таблица 1

Средние значения диаметров компонентов гемомикроциркуляторного модуля и мышечных волокон икроножной мышцы белых крыс после резекции мышцы (опыт 1) и после резекции в сочетании со свободным

аутотрансплантатом (опыт 2), мкм

Срок, сутки Компоненты Опыт 1 Опыт 2

5 А 8,20+0,154 15,21+0,383

ПрК 6,80+0,234 8,85+0,174

К 7,36+0,199 7,50+0,234

ПсК 11,548+0,3872 10,571+0,4286

В 16,00+0,631 17,34+0,307

МВ 66,70+1,251 56,06+1,618

15 А 7,84+0,142 12,98+0,379

ПрК 4,78+0,380 7,68+0,181

К 8,06+0,249 8,50+0,720

ПсК 11,813+0,3676 16,313+0,9936

В 20,36+0,778 23,25+1,400

МВ 61,90+1,747 60,56+2,403

30 А 7,47+0,390 12,74+0,220

ПрК 6,79+0,271 9,75+0,344

К 6,66+0,060 7,25+0,471

ПсК 16,53+0,2539 11,850+1,1620

В 20,89+0,529 16,70+1,104

МВ 65,65+02,138 63,98+1,873

Примечание А - артериола, ПрК - прекапилляр, К - капилляр, ПсК -посткапилляр, В - венула, МВ - мышечное волокно

В области трансплантата, на фоне распадающихся и фагоцитируемых мышечных волокон в зоне повреждения начинается ангиогенез в бурно развиваюшейся соединительной ткани

После 15 дней вся масса трансплантата трансформируется в регенерат, отличающийся неправильным расположением мышечных волокон, бурным развитием соединительной ткани

На всех сроках исследования зарегистрированы увеличение диаметров капилляров, посткапилляров, венул и мышечных волокон в непосредственной близости от резекции

Через 30 суток после операции ангиоархитектоника изменена, гемомикроциркуляторные модули не дифференцируются Большая часть раневого отверстия оказывается заполненной новообразованной мышечной тканью

Регенерирующая соединительная ткань в этом случае, находится в пластическом состоянии, обеспечивающем увеличение ее массы, замедлением дифференцировки Позже 60 суток диаметр мышечных волокон в зоне трансплантата не отличается от контрольного (табл 2)

Таблица 2

Диаметры мышечных волокон икроножной мышцы белых крыс после резекции и пластики аутотрансплангатом (опыт 2)

Мышечные волокна Срок опыта, сут Средний диаметр, мкм

1 71,96+1,92

5 56,06+1,62

по периметру 15 60,56+2,40

резецированного 30 63,98+1,873

участка 40 59,21+1,32

60 46,53+2,36

90 59,17+0,87

поврежденные 1 38,91+6,82

5 34,29+2,21

новые 60 28,00+2,99

По нашим данным, мышечный орган, развивающийся из измельченной мышечной ткани, отличается от замещенной им мышцы неправильным расположением мышечных волокон, более обильным развитием соединительно-тканной стромы, длительным расширением микрососудов Объем соединительно-тканного компонента модели, степень его развития изменчива Однако соединительнотканные элементы преобладают над сократительными (мышечные трубочки, мышечные волокна) Следовательно, данный вид регенерата, выполняя заместительную функцию для поврежденной мышцы, не компенсирует ее сократительную функцию

Анализ достоверности различий проводили с использованием критерия Крускалл-Уоллиса для выявления статистически значимых различия (р<0,05) для всех компонентов модуля между контролем и сроками эксперимента как при резекции мышцы, так и резекции в сочетании с пластикой аутотрансплантатом (опыт №1 и опыт №2)

После резекции в сочетании с пластикой аутотрансплантатом (опыт №2) все сроки достоверно различались, но не по всем компонентам ГМЦР Достоверно различались диаметры артериол (р=0,000), прекапилляров (р= 0,000), посткапилляров (р=0,003), венул (р= 0,001) и мышечных волокон (р=0,012)

При сравнении между собой изучаемых параметров по срокам наблюдения, выявилось следующее

После резекции мышцы в сочетании с пластикой аутотрансплантатом (опыт № 2) с 5-х по 15-е сутки опыта изменения диаметров капилляров и мышечных волокон были не достоверны Достоверно различались диаметры артериол (р=0,000), прекапилляров (р=0,000), посткапилляров (р=0,001) и венул (р=0,001)

На 30-е сутки, по сравнению с 5-ми после резекции и пластики не различались диаметры капилляров, посткапилляров и венул Достоверные различия на 30-е сутки, по сравнению с 5-ми были выявлены по диаметрам артериол (р=0,000), прекапилляров (р=0,008) и мышечных волокон (р=0,003)

19

Сравнение между собой параметров на 30-е и 15-е сутки показало, что в этом промежутке регенерационного процесса достоверно не изменялись диаметры артериол, капилляров и мышечных волокон Различия были значимы на 30-е сутки, в сравнении с 15-ми у диаметров прекапилляров (р=0,000), посткапилляров (р=0,006), венул (р=0,002)

Несмотря на различия по срокам возникновения интенсивной перестройки, все же имеются общие черты изменений путей гемомикроциркуляции, наблюдаемые как при резекции мышцы и резекции в сочетании с пластикой свободным аутотрансплантатом

Проведено сравнение изменения диаметров компонентов гемомикроциркуляторного модуля и мышечных волокон по срокам между двумя опытами (резекцией мышцы - опыт № 1 и резекции в сочетании с ведением аутотрансплантата - опыт № 2).

На 5-е сутки диаметры капилляров и посткапилляров в двух опытах не отличались между собой При этом достоверные различия в мышцах разных опытов установлены между артериолами (р=0,000), прекапиллярами (р=0,000), венулами (р=0,038) и мышечными волокнами (р=0,000)

На 15-е сутки в обоих опытах диаметры капилляров, венул, мышечных волокон значимо не различались Достоверные различались диаметры артериол (р=0,000), прекапилляров (р=0,000) и посткапилляров (р=0,005) разных опытов

На 30-е сутки по-прежнему не отличались между собой диаметры капилляров в мышцах разных опытов, а также и поперечник мышечных волокон На 30-е сутки значимо различались диаметры артериол (р=0,000), прекапилляров (р=0,000), посткапилляров (р=0,029), венул (р=0,005)

При проведении системного многофакторного анализа изученных параметров - диаметров всех компонентов гемомикроциркуляторных модулей и окружающих мышечных волокон в комплексе можно сделать следующие обобщения После резекции мышцы (опыт 1) величина интегрального показателя характеризующего состояние

микроциркуляторных модулей и мышечных волокон (миоангионов) уменьшается в течение 15-ти суток, а через 2 недели после резекции компенсаторные процессы в значительной степени улучшают структурно-функциональное состояние мышц

Интегральный показатель после резекции в сочетании со свободным аутотрансплантатом (опыт 2), колеблется незначительно во все периоды наблюдения Однако при этом, четкой стабилизации не происходит Математическое моделирование доказывает, что к 30-м суткам состояние микроциркуляторных модулей далеко от контроля (рис 1)

При расчете интегрального показателя без учета диаметра мышечных волокон динамика также похожа на первый вариант показателя

Рис 1 Системный многофакторный анализ Взаимоотношения интегральных показателей диаметров компонентов гемомикроциркуляторных модулей и мышечных волокон икроножной мышцы крыс в опыте №1 (Р) и опыте №2 (Ст)

Следовательно, не только морфологический анализ, но и математическое моделирование показывает четкую связь между всеми компонентами микрососудистого модуля и мышечными волокнами в динамике адаптационной перестройки после повреждения мышцы

Изменения микроциркуляции при ранении обусловливаются реактивными явлениями со стороны артериол, капилляров и венул и их повреждением, а также изменениями в лимфатических капиллярах К первым реактивным явлениям относится спазм сосудов в области раны, сменяемый паралитическим их расширением В то же время в результате кровотечения включаются механизмы гемостаза Происходит повышение проницаемости сосудистой стенки и быстро нарастает отек Травматичесхий отек характеризуется наличием свободной жидкости в межклеточных пространствах (собственно отек), а также набуханием тканей вследствие повышения гидрофильности их коллоидов Развивающиеся гипоксия и ацидоз, изменение состояния коллоидов, повышение осмотического давления способствуют прогрессированию травматического отека Наиболее полные данные, при определении жизнеспособности тканей, можно получить только при сочетании с гистологическим исследованием

Таким образом, при резекции скелетной мышцы структурная организация гемомикроциркуляторного русла и параметры взаимоотношений микрососудов с мышечными волокнами, составляют структурную основу нарушения гемодинамики и метаболизма в скелетной мышце В эксперименте после резекции в сочетании с аутотрансплантацией измельченной мышцей морфологические параметры компонентов кровеносного русла, тканевых структур свидетельствуют о снижении уровня микроциркуляции более выраженном, чем при резекции и без аутотрансплантации При проведении первичной хирургической обработки после ранения скелетных мышц необходимо учитывать различия динамики восстановлении пространственной организации микроциркуляторного кровеносного русла на разном удалении от резекции в области разных типов мышечных волокон

выводы

1 При резаной ране в скелетной мышце структурная организация гемо-микроциркуляторного русла и параметры взаимоотношений микрососудов с мышечными волокнами, составляют морфологическую основу нарушения гемодинамики и метаболизма в скелетной мышце

2 Структура стенки и диаметр сосудов микроциркуляторного русла в условиях резекции мышцы и первичной хирургической обработки изменяются разнообразно и гетерохронно В большей степени изменено венозное звено (посткапилляры и венулы)

3 В эксперименте после резекции в сочетании с аутотрансплантацией измельченной мышцей морфологические параметры компонентов кровеносного русла, тканевых структур и математическое моделирование свидетельствуют о более выраженном снижении уровня микроциркуляции, чем при резекции и ушивании мышцы

4 Мышечный аутотрансплантат, развивающийся из измельченной мышечной ткани, отличается от замещенной им мышцы разнонаправленным расположением мышечных волокон, преобладанием соединительно-тканной стромы, длительным расширением микрососудов

5 Разработанные для экспериментального моделирования инструменты позволяют сократить эргономические затраты в клинической практике и стандартизировать экспериментальное моделирование регенерации мышечной ткани при исследовании в морфологических лабораториях

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 При проведении первичной хирургической обработки после ранения скелетных мышц необходимо учитывать различия динамики восстановления пространственной организации микроциркуляторного кровеносного русла на разном удалении от резекции в области разных типов мышечных волокон

2 Мышечный орган, развивающийся из измельченной мышечной ткани,

введенной в ложе резецированной мышцы, может заменить объем поврежденной мышцы, не компенсируя ее сократительную функцию

3 Лечебные мероприятия при повреждении скелетных мышц необходимо

разрабатывать дифференцированно, с учетом метаболического профиля мышцы

4 Разработанный нами инструментарий может быть применен для оценки

в эксперименте регенерации мышц и микроциркуляторного русла у лабораторных животных при моделировании травм органов опорно-двигательной системы

Автор приносит глубокую благодарность и признательность за помощь

кандидату медицинских наук, доценту С Н Юхимцу

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Гелашвили П А Комплексность анализа перестройки гемомикроциркуляторного русла при экспериментальных морфологических исследованиях /Гелашвили П А , Юхимец С Н , Гелашвили О А , Чемидронов С.Н , Галахов Б Б , Подсевалова ИВ // Новые технологии в медицине (экспериментальные, клинические, морфологические и социальные аспекты) /Матер конф - Волгоград ООО «Принт», 2004 - С 231-232

2 Гелашвили ПА Микротопографические особенности васкуляризации скелетных мышц млекопитающих и человека в связи с задачами хирургии мышц /Гелашвили П А , Гелашвили О А , Чемидронов С.Н , Юхимец С Н //Естествознание и гуманизм /Сб научных трудов -Томск, 2005 - Т 2 - № 5 - С 72

3 Чучков В М Микрохирургические аспекты морфологии скелетных мышц млекопитающих и человека /Чучков В М, Гомоюнова С Л,

Чемидронов С.Н, Гелашвили О А, Дрогобыч О В // Морфологические ведомости № 3-4, 2006. - С 64-65

4 Гелашвили О А Микротопографические особенности васкуляризации скелетных мышц млекопитающих и человека в связи с задачами хирургии мышц /Гелашвили О А , Юхимец С Н, Чемидронов С.Н // Саратовский научно - медицинский журнал №3(13), 2006 - С 11-12

5 Структурная перестройка компонентов гемомикроциркуляторного русла скелетных мышц крыс после иссечения участка мышечного брюшка /Чемидронов С.Н, Гомоюнова С Л, Павлова И А, Гелашвили ПА //Морфологические ведомости № 1-2, 2007 -

С 144-147

Полезные модели по теме диссертации

1 «Устройство для резекции скелетной мышцы» (патент РФ на полезную модель № 58900 от 13 июня 2006 г) Авторы И И Лосев, С.Н.Чемидронов, П А Гелашвили

2 «Экстрактор для выделения скелетной мышцы» (патент РФ на полезную модель № 58901 от 08 июня 2006 г) Авторы И И Лосев, С.Н.Чемидронов, П А Гелашвили

3 «Устройство для подготовки скелетной мышечной ткани к трансплантации» (патент РФ на полезную модель № 63208 от 27 мая 2007г) Авторы И И Лосев, С.Н.Чемидронов, П А Гелашвили, С Л Гомоюнова

Подписано в печать 15 05 2008 Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать оперативная Уел печ л 1 63 Тираж 100 экз Заказ 592

Отпечатано в типографии ООО «Офорт» 443080, г Самара, ул Революционная, 70, литера П Тел 372-00-56,372-00-57

Актуальность. Проблема микроциркуляции крови в органах и тканях вызывает живой интерес исследователей самых разных специальностей. От успешной разработки этого фундаментального направления медицинской науки в конечном итоге зависит решение ряда важнейших вопросов практической медицины (Мачс В.М., 2000; Чучков В.М. и соавт., 2005; Linten М. et al., 1995).

По современным представлениям, патогенетическая цепь «повреждение - воспаление - заживление раны» представляет собой пример закономерных причинно-следственных отношений, в которых каждое предыдущее звено влияет на последующее развитие явлений и, следовательно, на конечный результат процесса. При этом все явления, характеризующие и воспаление, и заживление раны, возникают в связи с повреждением всех компонентов функционального элемента тканей, под которым разумеется пространственно организованный структурно-функциональный комплекс, представляющий интегральное целое, состоящий из клеточных и волокнистых образований, ориентированных вокруг микроциркуляторной единицы и лимфатических образований, и управляемый соответственными нервными структурами и набором физиологически активных веществ (Блинков О. А. и соавт., 1995; Котельников Г.П. и соавт., 2003; Пауков B.C. и соавт., 1995; Чернух A.M., Кауфман О.Я.,1979; Jaekson J.R. et al., 1997).

Одной из главных проблем современной военной и экстремальной медицины остаются минно-взрывные травмы. Криминализация общества и участившиеся случаи террористических актов за последние годы заметно изменили привычную структуру травматизма в нашей стране и вне локальных вооруженных конфликтов в сторону отчетливого увеличения частоты ранений. Поэтому минно-взрывные травмы приобрели статус важной медико-биологической и социальной проблемы (Фомин Н.Ф. и соавт., 1992,1996; Чиж И.М. и соавт., 2004). Массивность дефектов мышц, развитие склерозирования и контрактур обусловливали актуальность поисков методов восполнения объёмов мышечной ткани, резецированной в ходе хирургической обработки.

Чрезвычайно перспективным, с точки зрения клинической медицины, является поиск новых путей лечения поврежденных мышц человека. Часть исследований опирается на экспериментальную модель, предложенную А.Н. Студитским. Суть модели состоит в следующем: после предварительной травматизации мышечная ткань животных при аутотрансплантации образует так называемый вторичный мышечный орган. В результате воздействия травмирующего фактора (накалывание мышцы иглой, предварительная денервация мышцы) происходит активация камбиальных элементов. В опытах по культивированию мышечного биоптата в диффузионных камерах было показано, что у животных и человека единичный фрагмент мышечной ткани может стать источником появления малодифференцированных клеточных элементов. У животных из этих элементов развиваются новые мышечные структуры. Установлено (Данилов Р.К., Одинцова И.А., 2001), что источником регенерации измельченной мышечной ткани являются миосателлитоциты. Воздействие трипсина на измельченную мышечную ткань перед трансплантацией облегчает выход миосателлитоцитов из биоптата и улучшает условия для их дальнейшего развития. В настоящее время в ряде стран создаются и работают центры тканевой терапии, занимающиеся разработкой новых способов лечения поврежденных мышц с использованием методов культивирования и трансплантации миосателлитоцитов (Данилов Р.К., Одинцова И.А., 2001).

Исследования показывают, что любое изменение условий гемодинамики в органе, обязательно сказывается на устройстве и взаимоотношениях в нем всех компонентов гемомикроциркуляторного русла (Гайворонский И.В. и соавт., 1999; Захарова Н.Б. и соавт, 1999; Allegra С. et al., 1999). Поэтому особое значение имеет пластичность органного кровообращения - реагирование микроциркуляторного русла органа на изменения в органе (Ткаченко Б.И. и соавт., 2001; Покровский А.В., 2004; Borel J.P. et al., 1991; Mathieu-Costello О. et al.,1991).

Пространственная организация микроциркуляторного кровеносного русла через посредство структурных параметров микрососудов регламентирует временные характеристики обменных процессов и лежащих в их основе межтканевых взаимоотношений в пределах микроанатомического региона органа (Банин В.В., 2000; Козлов В.И., 2002). В морфологии и физиологии накоплены факты, доказывающие закономерную взаимосвязь между интенсивностью обмена веществ в органе, структурой и функцией его и характером кровоснабжения.

При изучении морфологии окольного кровообращения или регенераторных особенностей различных органов превалируют сугубо, прикладные тенденции в биологическом моделировании. Считается целесообразным также моделирование общепатологических процессов, (Малкина Н.А. и соавт., 1997; Гайворонский И.В. и соавт., 1999; Захарова Н.Б. и соавт., 1999).

Объединение клинико-морфологических исследований по проблеме микроциркуляции, необходимо для плодотворного использования достижения фундаментальной науки в клинической практике (Володина А.В. и соавт., 1999; Крупаткин А.И., 1999; Михайлик Т.А и соавт., 2002; Dietazlen-Lievr F. et al., 1996; Reedt D et al., 1996).

Экспериментальное исследование позволяет не только более глубоко понять механизм перестройки микроциркуляторного русла и микроциркуляции крови, но, что особенно важно, дает возможность предвидеть особенности возможного повреждения у человека (Михайлик Т.А. и соавт., 2002; Струков А.И. и соавт., 1983; Шапошников Ю.Г. и соавт., 1996; Chien Y., Chu N., 1995; Flamme I. et al., 1997; Leeuwen J.L. van, Spoor C.W., 1996; Mc.Lennan L., 1996 Van Wachem P.B.et al.,1999).

Восстановление сосудистой сети в ране является основной частью процесса ее заживления. При этом в большинстве регенерирующих систем процессы, характерные для подготовительного этапа регенерации, происходят в условиях недостаточной васкуляризации, но до восстановления сосудистого снабжения процесс регенерации на этой стадии блокируется (Карлсон Б.М., 1986).

Несмотря на очевидную важность восстановления сосудистого снабжения, этому вопросу посвящено на удивление мало исследований в регенерирующих системах. Понимание механизмов восстановления сосудистого снабжения в регенерирующих скелетных мышцах затруднено сложностью их тканевого состава.

Успехи в изучении динамики раневого процесса имеют двоякое значение - теоретическое и прикладное. Теоретическое состоит в том, что только имея точное представление о функции каждой из клеток, участвующих в раневом процессе, и механизмах их взаимодействия, можно подойти к прикладному значению - к разработке рациональных, высокоэффективных методов лечения ран и предупреждения возможных осложнений в их течении (Омельяненко Н.П. и соавт, 1996; Ткаченко С.С. и соавт., 1991; Мельченко С.С. 2003; VogtP.M., 1995).

В настоящее время для обозначения структурно-функциональных единиц, обеспечивающих поддержание тканевого гомеостаза в отведенной ему части органа, нередко используют термин «сосудистый модуль» (Куприянов В.В. и соавт., 1975; Аврунин А.С., Корнилов Н.В., 2000; Афанасьев Ю.И., Горячкина В.Л., 2001; Козлов В.И., 2002).

Объединение множества клеточных и субклеточных структур в единый функциональный ансамбль подразумевает его высокие адаптивные возможности. Наиболее полно эти приспособительные потенции выявляются при патологических состояниях, которые затрагивают все звенья и раскрывают функциональные резервы системы микроциркуляции (Козлов

В.И., 2004; Куприянов В.В. и соавт., 1975; Чернух A.M. и соавт., 1975; Шорманов С.В. и соавт., 2001; Phillips C.D. et al., 1991).

Современные методы исследования - электронная микроскопия, гистохимические, иммунохимические, электронно-микроскопическая автрорадиография и другие позволили перейти от изучения общей морфологии заживления раны к анализу интимных процессов, развертывающихся в каждом из многих типов клеток, участвующих в этом процессе на разных его этапах. Всё это в итоге должны привести к существенному расширению и углублению сложившихся в течение последних 100 лет классических представлений о динамике раневого процесса (Кузин М.И. и соавт, 1990; Данилов Р.К., 1993-2001; Рычков Ю.Г. и соавт., 1985; Володина А.В. и соавт., 1991-2001).

Следует отметить, что повышение точности оценки функционального состояния органа или ткани при повреждении находится в центре внимания морфологов (Пузырёв А.А., Иванова В.Ф., 1993; Сапин М.Р., 2000; Саркисов Д.С. и соавт., 1989; Gulati А.К., 1995; Molnar G. et al., 1996). Клиницисты, решая эту проблему, выделяют фазы, обосновывают различие в лечебном подходе к процессу, ищут структурные основы зарегистрированных ими функциональных нарушений. Морфологи, наоборот, пытаются с позиций функции объяснить обнаруженные ими структурные изменения, дают более детальные данные, но, как правило, без лечебного их использования. Хирурги, выделяя фазы, стремятся использовать эти подразделения для практики, обосновывая и различие в лечебном подходе к процессу (Белов Ю.В. и соавт., 2001; Коваленко В.И. и соавт., 2004; Котельников Г.П. и соавт., 1991-2003; Vogt P.M., 1995). Обе группы, углубляя изучение, идут в своих поисках навстречу друг другу, с разных сторон приближаясь к возможности цельного охвата всего биологического явления.

Живые объекты существенно отличаютсядруг от друга своей неограниченной разнородностью. Именно это обстоятельство не позволяет применить мощный аппарат математической статистики для описания внутренней структуры живых объектов (Денисов-Никольский Ю.И. и соавт., 2002; Зенин O.K. и соавт., 2000).

Математическое моделирование и статистический анализ в клинической медицине, морфологии, физиологии требует предельно точной постановки исходной задачи и соотнесения её с классами задач и условиями, в которых она является корректной (Гланц С.А„ 1999; Денисов-Никольский Ю.И. и соавт., 2002; Лапач С.Н. и соавт., 2002; Марчук Г.И., 1991).

Реакция микрососудов в зоне повреждения являются одной из самых ранних и имеет непосредственное отношение к развитию воспаления и регенерации.

Вот почему исследователи разных профилей затрачивают так много сил на разработку проблем сосудообразования. Важность этих сведений нельзя недооценивать, В них нуждаются врачи и биологи, эмбриологи и патологи. Их объединяет общая цель: найти средства управления развитием сосудов в условиях компенсации нарушенного кровотока, в связи с такими массовыми заболеваниями как атеросклероз, различные ангиопатии, а также при заживлении ран и в практике трансплантологии.

Особенности раневого процесса и раневая инфекция определяют новые закономерности раневого гистогенеза, который Р.К.Данилов (1993) определяет как патологический. Это требует выработку иных критериев оценки жизнеспособности структур, чем те, которые характеризуют только один структурный уровень. Наиболее полные данные при определении жизнеспособности тканей возможно получить только при сочетании с квалифицированным гистологическим исследованием. На сегодняшний день этот сочетанный метод нам представляется наиболее перспективным, хотя и самым сложным.

Таким образом, до настоящего времени не полностью определены особенности процессов компенсации сосудов гемомикроциркуляторного русла и сосудисто-тканевые взаимоотношения в мышцах в условиях снижения сократительной активности после ранения. Отсутствуют сведения о целостной характеристике структуры всех компонентов микроциркуляторного русла в зонах повреждения при удалении части мышечного брюшка.

Существует необходимость установления закономерных процессов адаптации сосудов гемомикроциркуляторного русла и сосудисто-тканевых взаимоотношения в динамике. Это возможно при определения морфометрической характеристики этапов восстановления сосудистого снабжения регенерации скелетных мышц.

Остается нерешенными целый ряд вопросов, связанных с васкуляризацией регенерирующих тканей, особенно на микроциркуляторном уровне. Сохраняется разноречивость мнений авторов в оценке компенсаторных возможностей кровеносной системы неповрежденных и поврежденных скелетных мышц. Не изучены механизмы компенсации циркуляторных расстройств в зависимости от условий регенерации при удалении фрагмента повреждённых мышц. Отсутствуют углубленные комплексные исследования структурного обеспечения микроциркуляции в условиях повреждения скелетных мышц.

Поэтому, несмотря на широкий фронт клинико-морфологических исследований микроциркуляции, разработка этого важного аспекта процесса регенерации еще далека от своего завершения. Понимание всей сложной гаммы взаимозависимых сдвигов в микрососудистых системах органов в условиях нормы и гемодинамических нарушений имеет существенное практическое значение, т.к. совершенствование методов лечения в первую очередь строится на основе лечебных воздействий, направленных на предотвращение расстройств микроциркуляции в поврежденных тканях.

ЦЕЛЬ: Выявить в эксперименте течение регенераторных процессов в модулях микроциркуляторного русла скелетных мышц после её резекции и свободной пластики

ЗАДАЧИ:

1. Изучить особенности морфологической характеристики микроциркуляторного модуля и сосудисто-тканевых взаимоотношений в скелетных мышцах голени белых крыс.

2. Разработать инструменты для резекции и аутотрансплантации скелетной мышечной ткани при экспериментальном моделировании.

3. Разработать на экспериментальной модели способ измельчения мышечной ткани для пластики

4. Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику перестройки компонентов гемомикроциркуляторного модуля в скелетных мышцах после резекции мышцы.

5. Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику структурной перестройки компонентов модулей микроциркуляторного русла скелетных мышц крыс после резекции мышцы в сочетании со свободной пластикой измельченной мышечной тканью.

6. Создать математическую модель динамики течения регенераторных процессов скелетной мышцы после резекции и после резекции в сочетании со свободной пластикой измельченной мышечной тканью.

Научная новизна. В рамках одного исследования комплексом классических и современных морфологических методик изучена ангиоархитектоника, регенерация и перестройка сосудов гемомикроциркуляторного модуля скелетных мышц на этапах заживления резаной мышечной раны.

Разработан инструментарий для резекции мышц (патент 58900 от 13 июня 2006 года, патент 58901 от 8 июня 2006 года) и измельчения мышечной ткани для пластики (патент 63208 от 9 ноября 2006 года)

Впервые изучена и сопоставлена динамика микрососудисто-тканевых взаимоотношений на органном, тканевом, клеточном и субклеточном уровнях в условиях заживления мышечной раны в эксперименте, путем сравнения параметров модулей микроциркуляторного Руслана 5, 15, 30, 60, 90 сутки по сравнению с контролем.

Впервые определено влияние модулей микроциркуляторного русла на динамику структурной перестройки скелетных мышц в зоне свободной пластики измельченной мышечной тканью.

На основе особенностей перестройки микроциркуляторного русла в работе установлены морфологические критерии этапов заживления и васкуляризации регенерирующей мышцы после свободной пластики, на основании соотношения компонентов её гемомикроциркуляторного русла с контролем.

Впервые создана математическая модель регенерации модулей микроциркуляторного русла.

Практическая и теоретическая ценность работы. Комплексность исследования по объему методик и охвату всех структурных уровней организации позволила наиболее полно сопоставить динамику сосудисто-тканевых отношений в скелетных мышцах.

Исследование основано на использовании экспериментальных биологических моделей, позволяющих корректно соотнести результаты морфологических и морфометрических исследований, внести определенный вклад в положения доказательной медицины о регенерации органов и тканей опорно-двигательного аппарата после повреждения.

Изучение в эксперименте адаптационных процессов в модулях микроциркуляторного русла после резекции части мышцы позволяет более полно обосновать положения клинической медицины с общебиологических позиций учения о целостности организма.

Установлена динамика перестройки гемомикроциркуляторных модулей, как основных структур, влияющих на стабилизацию микроциркуляции при регенерации мышечной ткани.

Установлено, что характер изменений микроциркуляторного русла специфичен для резекции мышцы и резекции в сочетании со свободной пластикой по А.Н.Студитскому как отдельные виды процессов, отличающиеся гетерохронностью проявлений, что может внести вклад в лечебные и реабилитационные мероприятия.

Разработанный при выполнении исследования набор инструментов и забора, и обработки мышечной ткани, полученные фактические данные могут быть использованы в клинической практике.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Повреждение скелетных мышц затрагивает все компоненты микроциркуляторного кровеносного модуля мышц млекопитающих.

2. Динамика перестройки внутриорганного микроциркуляторного русла и восстановление сосудистого снабжения предопределена степенью изменений пространственной организации, диаметров компонентов микроциркуляторных модулей и уровня тканевого метаболизма в поврежденной мышце.

3. В посттравматическом периоде восстановление исходных параметров микроциркуляторного русла происходит гетерохроннно на разном удалении от ранения. При этом расширение посткапиллярных сосудов сохраняется дольше, чем дилатация прекапилляров, что отражает важную роль посткапилляров в функциональных преобразованиях микроциркуляторного русла при изменении режима гемодинамики.

4. Мышца, развивающаяся из измельченной мышечной ткани, отличается от замещенной им мышцы разнонаправленным расположением мышечных волокон, преобладанием соединительно-тканной стромы, длительным расширением микрососудов. Данный вид регенерата, выполняя заместительную функцию для повреждённой мышцы, не компенсирует её сократительную функцию.

выводы

1. При резаной ране в скелетной мышце структурная организация гемомикроциркуляторного русла и параметры взаимоотношений микрососудов с мышечными волокнами, составляют морфологическую основу нарушения гемодинамики и метаболизма в скелетной мышце.

2. Структура стенки и диаметр сосудов микроциркуляторного русла в условиях резекции мышцы и первичной хирургической обработки изменяются разнообразно и гетерохронно.В большей степени изменено венозное звено (посткапилляры и венулы).

3. В эксперименте после резекции в сочетании с аутотрансплантацией измельчённой мышцей морфологические параметры компонентов кровеносного русла, тканевых структур и математическое моделирование свидетельствуют о снижении уровня микроциркуляции более выраженном, чем при резекции и ушивании мышцы.

4. Мышечный аутотрансплантат, развивающийся из измельченной мышечной ткани, отличается от замещенной им мышцы неправильным расположением мышечных волокон, преобладанием соединительнотканной стромы, длительным расширением микрососудов.

5. Разработанные для экспериментального моделирования инструменты позволяют сократить эргономические затраты в клинической практике и стандартизировать экспериментальное моделирование регенерации мышечной ткани при исследовании в морфологических лабораториях.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При проведении первичной хирургической обработки после ранения скелетных мышц необходимо учитывать различия динамики восстановления пространственной организации микроциркуляторного кровеносного русла на разном удалении от резекции в области разных типов мышечных волокон.

2. Регенерат, формирующийся из измельчённого мышечного аутотрансплантата, введенного в ложе резецируемой мышцы восстанавливает её объём, что позволяет использовать рассматриваемую методику ауто-трансплантации в практической деятельности травматолого - ортопедических отделений.

3. Лечебные мероприятия при повреждении скелетных мышц необходимо разрабатывать дифференцированно, с учетом метаболического профиля мышцы.

4. Разработанный нами инструментарий может быть применен для оценки в эксперименте регенерации мышц и микроциркуляторного русла у лабораторных животных при моделировании травм органов опорно-двигательной системы.