Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Экспериментальное обоснование применения чрескостного остеосинтеза в лечении переломов и реконструктивной хирургии нижней челюсти

На правах рукописи

Берхман Мария Викторовна

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЧРЕСКОСТНОГО ОСТЕОСИНТЕЗА В ЛЕЧЕНИИ ПЕРЕЛОМОВ И РЕКОНСТРУКТИВНОЙ ХИРУРГИИ НИЖНЕЙ ЧЕЛЮСТИ

14.00.22 - травматология и ортопедия 14.00.21 - стоматология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

003449627

Курган 2008

003449627

Работа выполнена в ФГУ «Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г. А. Илизарова Росмедтехнологий»

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Дьячков Александр Николаевич

доктор медицинских наук, профессор Харитонова Марина Павловна

Официальные оппоненты:

засл. врач РФ, доктор медицинских наук, профессор Аранович Анна Майоровна доктор медицинских наук, профессор Журавлев Валерий Петрович

Ведущее учреждение: ГОУ ВПО «Омская Государственная медицинская академия Росздрава»

Защита диссертации состоится 'Ь^У" ChC^lfJTz^ 2008 г. на заседании диссертационного совета ДМ 208.079.01 при ФГУ «Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г. А. Илизарова Росмедтехнологий» по адресу: 640005, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «РНЦ "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г. А. Илизарова Росмедтехнологий»

Автореферат разослан " £_2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук

Ю. П. Солдатов

Актуальность работы. Внеочаговый чрескостный управляемый остеосинтез - универсальный метод лечения, возбуждающий в процессе дистракции отломков кости гистогенез костной, мышечной, эпителиальной ткани, сосудов и нервов, что является существенным фактором, открывающим большие возможности для использования метода в травматологии и реконструктивной хирургии (Г. А. Илизаров, 1965; Г. И. Лаврищева, В. П. Штин, 1976;

A. Н. Дьячков, 1997). В последние десятилетия метод находит применение в челюстно-лицевой хирургии как перспективный способ лечения патологии лицевого скелета (С.Н.Федотов, 1999; М. Б. Швырков, 2005). Работы ряда авторов свидетельствуют о всё более широком использовании чрескостного остеосинтеза при переломах костей челюстно-лицевой области (ЧЛО), проблема лечения которых остается актуальной. (Ю. В. Ефимов, 2004;

B. А. Малышев, Б. Д. Кабаков, 2005). Инвалидизация пациентов после консервативного лечения переломов нижней челюсти составляет 25,4% (И. И. Уразбахтин, 1999). Внедрение внеочагового чрескостного остеосинтеза в практику лечения переломов нижней челюсти и их последствий в этом плане дает обнадеживающие результаты (Э. М. Осипян, 1999; А. А. Дацко, 2006). Чрезвычайно перспективным видится использование чрескостного остеосинтеза для восстановления контуров лица, костей лицевого скелета у больных с врожденными и приобретенными деформациями костей лицевого черепа (В. В. Рогинский, 2002; М. Б. Швырков, 2004). В последние годы проблему предимплантационной подготовки атрофированных участков челюстей решают применением дистракционного остеосинтеза (М. Chin, 1996; М. Robiony, 2004).

В связи с этим экспериментальное изучение процессов сращения отломков нижней челюсти и увеличения высоты её альвеолярной части методом внеочагового чрескостного управляемого остеосинтеза представляет значительный интерес, в особенности аспектов, которые невозможно выяснить в клинике. В отечественной литературе нами не обнаружено сведений о проведении комплексных экспериментальных исследований, освещавших вопрос репаративной регенерации нижней челюсти в условиях внеочагового остеосинтеза устройствами внешней фиксации. Не изучены особенности рентгено-морфологической динамики альвеолярного дистракционного остеогенеза, его влияния на сосудисто-нервный пучок канала нижней челюсти.

Цель исследования: экспериментальное обоснование применения управляемого внеочагового чрескостного остеосинтеза при лечении переломов и в реконструктивно-восстановительной хирургии нижней челюсти.

Задачи исследования:

1. Определить анатомически безопасные зоны нижней челюсти для введения фиксаторов спицевого и стержневого типов и дать топографо-анатомическое обоснование безопасности остеосинтеза.

2. Разработать модель вертикального перелома в жевательном отделе нижней челюсти в эксперименте.

3. Изучить особенности формирования костного сращения при лечении перелома нижней челюсти в условиях стабильной фиксации, создаваемых устройством внешней конструкции.

4. Разработать модель атрофии кости нижней челюсти экспериментальных животных при ее вторичной частичной адентии.

5. Разработать методику создания фрагмента атрофированной альвеолярной части нижней челюсти, устройство для его дозированного вертикального перемещения и оптимальный темп перемещения фрагмента.

6. Изучить особенности формирования костного регенерата при увеличении высоты атрофированной альвеолярной части нижней челюсти путем дозированного вертикального перемещения её фрагмента.

7. Изучить состояние сосудисто-нервного пучка, проходящего в канале нижней челюсти при остеосинтезе её перелома устройством внешней фиксации и при формировании её вертикального дистракционного регенерата.

Положения, выносимые на защиту: 1. Внеочаговый чрескостный управляемый остеосинтез эффективен и малотравматичен при лечении переломов и в реконструктивно-восстановительной хирургии нижней челюсти.

2. Напряжение растяжения, возникающее при вертикальном дозированном перемещении фрагмента альвеолярной части нижней челюсти, создает условия для формирования в диастазе дистракционного регенерата и увеличения высоты альвеолярной части нижней челюсти при её адентии.

Научная новизна. Впервые в отечественной экспериментальной медицине и ветеринарии произведены топографо-анатомические и

рентгенометрические исследования нижней челюсти собаки, позволившие обосновать безопасное введение внешних фиксаторов. Создана оригинальная модель вертикального перелома нижней челюсти. Получены дополнительные данные о динамике процесса сращения перелома нижней челюсти в условиях внеочагового чрескостного управляемого остеосинтеза. Работа является первым в РФ обобщенным экспериментальным исследованием по увеличению высоты альвеолярной части нижней челюсти методом внеочагового чрескостного управляемого остеосинтеза. Разработаны модель атрофии альвеолярной части нижней челюсти при вторичной частичной адентии, принципы создания фрагмента альвеолярной части челюсти, устройство для его дозированного вертикального перемещения. Впервые описаны рентгенологическая, морфологическая картина костеобразования и перестройки новообразованной кости под действием напряжения растяжения, вызванного дозированным вертикальным перемещением фрагмента кости нижней челюсти. Установлено, что в увеличиваемом участке кости наблюдается прогрессирующая репаративная реакция, приводящая в условиях сохранения целостности слизистой оболочки с оральной поверхности кости и адекватном режиме перемещения фрагмента к запланированному увеличению высоты альвеолярной части нижней челюсти. Показано, что формирующийся дистракционный регенерат имеет многослойное строение: в его субкортикальных отделах определяются костные отделы, соединенные клеточноволокнистой прослойкой. Впервые установлено, что внеочаговый чрескостный управляемый остеосинтез перелома нижней челюсти и дистракция её остеотомированного фрагмента при правильном выполнении методики не вызывают дополнительных к операционной травме повреждений нижнего альвеолярного нерва и одноименной артерии. Новизна подтверждается техническими решениями, оформленными как патент РФ и 4 удостоверения на рационализаторские предложения.

Практическая ценность работы. Полученные данные позволяют получить представление о рентгено-морфологической динамике процессов костеобразования при сращении перелома нижней челюсти в условиях внеочагового чрескостного остеосинтеза и при увеличении высоты атрофированной альвеолярной части нижней челюсти, понять необходимость максимального сохранения

кровоснабжения кости, а также остеогенных тканей при использовании методик в клинике. Выявленные режимы вертикальной дистракции могут служить экспериментально-теоретической основой для разработки способов увеличения высоты альвеолярной части нижней челюсти в клинике. Предложенные модели перелома нижней челюсти, атрофии альвеолярной части нижней челюсти, увеличения её высоты, а также «Устройство для экспериментального моделирования размеров костей челюсти» могут служить основой для дальнейшего экспериментального изучения регенерации тканей нижней челюсти в гуманитарной и ветеринарной медицине и находят применение в разработке новых методик использования чрескостного остеосинтеза (40) в лечении заболеваний костей ЧЛО в лабораториях ФГУ «РНЦ ВТО им. акад. Г. А. Илизарова». Полученные результаты могут быть использованы в учебном процессе медицинских и ветеринарных институтов при изучении репаративных возможностей тканей ЧЛО.

Апробация работы и публикация результатов исследования. Материалы диссертации доложены на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодые ученые: новые идеи и открытия» (Курган, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Клиника, диагностика и лечение больных с врожденными аномалиями развития» (Курган, 2007), на XIII Международном симпозиуме «Новые материалы и оборудование, технологии их применения в стоматологической практике» (Омск, 2007), на V Международной конференции АСАМИ (Санкт-Петербург, 2008). Получен патент на «Устройство для экспериментального моделирования размеров костей челюсти», четыре удостоверения на рационализаторские предложения. Результаты исследований опубликованы в 18 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы из 215 работ (отечественных - 137, иностранных - 78), приложения. Описание работы занимает 195 страниц (список литературы 25, приложение - 12) машинописного теста. В работе 110 рисунков, размещенных на 85 страницах.

Содержание работы. Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель, задачи, дана краткая характеристика материала и методов исследования, определены

положения, выносимые на защиту, научная и практическая ценность результатов, указан объем работы.

Глава 1. Применение чрескостного остеосинтеза для лечения заболеваний нижней челюсти (литературный обзор). Анализ работ, в которых изложены возможности и итоги лечения пациентов с переломами нижней челюсти консервативными методами и с применением погружного остеосинтеза, показал, что существует проблема качества полученных результатов (Ю. В. Ефимов, 2004; А. X. Абдурахимов, 2007; И. А. Горбонос, 2007). Использование чрескостного остеосинтеза (ЧО) для решения этого вопроса улучшает результаты лечения (Г. Н. Гынга, У.Т.Таиров, 1988; А. А. Дацко, 2006). Обозначены проблемы, препятствующие широкому использованию внеочагового ЧО в травматологии 4JIO и пути их разрешения с помощью экспериментального обоснования. Применение ЧО в хирургии нижней челюсти рассмотрено в свете проблемы её предимплантационной подготовки при адентии. Для широкого практического применения метода необходимо проведение всестороннего комплексного исследования процесса дистракционного гистогенеза при увелечении высоты альвеолярной части нижней челюсти (Т. Г. Робустова, 2001, 2003). Печатные работы отечественных авторов по этому вопросу в литературе не обнаружены.

Глава 2. Материал и методы исследования. Работа выполнена на основе результатов 52 экспериментов, проведенных на 34 взрослых собаках и исследований, выполненных на 20 биоманекенах. В I группе (п=8) моделировали перелом нижней челюсти в области второго премоляра, отломки фиксировали с помощью устройства внешней фиксации (УВФ). Во II группе (гс=8) разрабатывали алгоритм создания модели атрофии участка косш альвеолярной части нижней челюсти при вторичной частичной адентаи. В III группе (п=18) восстанавливали высоту атрофированного участка челюсти путем дозированного вертикального перемещения фрагмента её альвеолярной части. Использованы топографо-анатомический, клинико-

экспериментальный, рентгенологический, вазографический, гистологический, биохимический, статистический методы исследования. Макроскопически изучено 74 анатомических препарата нижних челюстей собак, 725 рентгенограмм и 32 вазограммы. Проведено микроскопическое исследование материала от 34 животных. Изготовлено и изучено 752 гистологических препарата

кости и зубов челюсти, нижнего альвеолярного нерва и одноименной артерии. Проанализированы результаты 1594 биохимических исследований сыворотки крови. Определяли концентрацию общего кальция, неорганического фосфата, магния, хлоридов, ферментативную активность щелочной и тартратрезистентной кислой фосфатазы, рассчитывали индекс фосфатаз.

Глава 3. Чрескостный внеочаговый остеосинтез перелома нижней челюсти. С целью обоснования выбора участков челюсти, оптимальных для введения фиксаторов, проанализирован материал, полученный в результате топографо-анатомического препарирования, рентгенографии, рентгенометрии нижних челюстей 20 биоманекенов. Результаты показывают, что у собак можно выделить анатомические зоны нижней челюсти, где при введении наружных фиксаторов риск повреждения корней зубов, крупных сосудистых и нервных стволов, проходящих в канале челюсти, минимален. Для этих участков характерно наличие значительного объема кости, окружающей близлежащие анатомические структуры и канал челюсти, либо отсутствие последнего.

100%!

а £ а о :Ф О S

¡73%'

-74%-

78%----78%'

о 2

С 50% -т fe.

с [(>7%

о

0%-1

66%

0%

60%

6% 8%

51%

.88%'

58%

18% 0%

-90%"

55%

19%

-4%

XJкщ] вьсогатещ

JgBW»-J ч®10™

44%

21%

12%

4 5

сепюнтчегкхти

22°/

pl К0С1ИНЭД кэвлэм

□ вьсога каната челдаи

□ вьсога

18%| f>&0TtȒ

J КОСТИПОО

кости под кэвгом

11% jl2%! fl2%l jl3%!

113% п вьсога ' ксрювой

пгваши

8 основана чепости

Рис. I. Отношение высоты анатомических структур нижней челюсти к максимальной высоте её тела в области третьего моляра

Для подканального введения фиксаторов оптимальными являются сегменты третьего (8), второго (7), и первого (6) моляров, где высота кости под каналом составляет 7,79±0,62 мм, 6,06±0,37 мм и 4,08±0,28 мм, а также область второго премоляра (3) и его межзубной перегородки с третьим премоляром (4), где высота кости под каналом составляет 2,9±0,04 мм, а высота канала снижается (рис. 1).

Введение фиксатора возможно в базальную часть межзубной перегородки в сегментах первого (2), и второго (3) премоляров, в межзубную перегородку клыка (1) и первого премоляра (2) - margo interalveolaris, в базальную часть межзубной перегородки третьего резца и клыка (1), где канал челюсти отсутствовал (рис. 1).

В опытах I группы моделировали перелом нижней челюсти в

выполненной остеотомии, 1,2,3,4, 5 - спицевые фиксаторы, введенные в отломки челюсти.

После рассечения слизистой оболочки и надкостницы в области указанного зуба выполняли остеотомию кости мини-долотом. Зуб из линии перелома удаляли. Осуществляли открытую репозицию. Для остеосинтеза использовали пять спиц фиксаторов, введенных в кость в зоны, пригодные для безопасной фиксации нижней челюсти. Период фиксации продолжался 28 суток, затем у 4 животных под аналгезией сняли аппарат. Период наблюдения после снятия аппарата составил 90 суток. Собак вывели из эксперимента через 21 (п = 2) и 28 (п = 2) суток фиксации, через 30 (п = 2), 90 (п = 2) суток после снятия аппарата -

срок эксперимента 21, 28, 58 и 118 суток соответственно. Анализ результатов показал, что через 21 сутки между отломками образовывалась соединительнотканная мозоль, а через 28 суток формировалось соединительнотканно-костное сращение с содержанием костной ткани в составе регенерата - 13,1 %. Снятие УВФ в этот срок не повлекло за собой осложнений. В течение месяца после снятия аппарата в зоне перелома формировалось костное сращение. Плотность трабекул новообразованного участка губчатой кости в 8,36 раза превышала соответствующий показатель интактных животных. Отмечали формирование корковых пластинок регенерата, плотность которых составляла 74 % от показателя неоперированных собак. Реактивные изменения тканей пародонта и пульпы зубов вблизи сращения перелома проявлялись в виде незначительного расширения сосудов, увеличения объема цемента корней зубов. Индекс фосфатаз превышал дооперационные значения почти в 3 раза, что свидетельствовало о максимальной остеобластической активности. Гистологически к окончанию эксперимента (90 суток после снятия аппарата) плотность трабекулярной сети костной ткани регенерата была в 2 раза ниже, чем через 30 суток после снятия аппарата, но в 4,1 раза выше, чем у интактных собак. Плотность новообразованной компактной кости оставалась сниженной на 23,26 % в сравнении с показателем неоперированных животных. Корни зубов, находящихся вблизи сращения перелома имели отдельные утолщенные, включавшие несколько линий спайки, участки цемента, что можно рассматривать как сформировавшуюся защитно-адаптационную реакцию на костную травму в области этих зубов. Канал челюсти занимал естественное положение в её основании. Проходящие в нем сосуды заполняла плазма крови и эритроциты. Результаты биохимических исследований показателей сыворотки крови приобретали дооперационные. значения, что свидетельствовало о завершении перестроечных процессов в кости. Во все периоды наблюдения отмечали нерезко выраженные реактивные изменения со стороны нижнего альвеолярного нерва, свидетельствовавшие о стагнации аксонного транспорта с де- и ремиелинизацией некоторых мякотных волокон, что являлось неспецифической реакцией на перелом кости и не свидетельствовало о травмировании нерва при остеосинтезе. В одном опыте из 8 имели место признаки васкулита эпиневральных сосудов и неоваскулогенеза в эпиневрии, выраженная потеря численности безмиелиновых

волокон, массовая дегенерация и последующая регенерация миелинизированных волокон. В совокупности описанные изменения нижнего альвеолярного нерва составляли картину исхода травматического васкулита эпиневральных сосудов, который развился при контактном повреждении эпиневрия спицей.

Глава 4. Атрофия альвеолярной части нижней челюсти при её частичной вторичной адентии. В опытах II группы и на первом этапе экспериментов III группы моделировали атрофию участка альвеолярной части нижней челюсти. По стандартной методике у животных осуществляли экстракцию пяти зубов правой нижней челюсти (от второго премоляра до второго моляра включительно). Собак II группы выводили из эксперимента через 90 (п = 5) и 180 (п = 3) суток после удаления зубов. Во все сроки наблюдения высота тела уменьшалась достоверно (р<0,05) быстрее в области больших жевательных зубов, чем в передних отделах челюсти. На всем протяжении созданного дефекта зубного ряда снижение высоты было достоверно (р<0,05) более выраженным в области лунок зубов, чем на уровне межзубных перегородок. Изменение высоты тела нижней челюсти (ВЧ) происходило за счет снижения высоты его анатомических структур - альвеолярной части (ВА), канала челюсти (ВК), корковой пластинки основания челюсти (Вко). В течение всего периода наблюдения ВК и Вко достоверно (р<0,001) уменьшались в сравнении с дооперационными показателями. Через 3 месяца после удаления зубов они составляли 99,30 % (1ц95 % - 99,04 %- 99,40 %) и 98,25 % (.Iju95 % - 98,22 %- 99,13 %) от дооперационного значения, а через 6 месяцев после удаления зубов - 96,84 % (Jfi95 % - 96,84 %-100,00 %) и 96,36 % 0\ц95 % - 96,31 %-100,00 %) соответственно. Высота альвеолярной части нижней челюсти уменьшалась через 3 месяца после удаления зубов до 77,03 % (Ifi95 % - 72,34 %- 79,16 %) от дооперационного значения. За весь период наблюдения этот показатель достоверно (р<0,001) снизился на 32,69 % и соответствовал 67, 31 % (Ipi95 % - 60,61 % - 68,18 %) первоначальной величины. Высота тела нижней челюсти за 3 месяца снизилась на 14,95 %, составив 85,05 % (1ц95 % - 82,20 % - 85,82 %), а за весь период наблюдения - на 23,11 % и достигла 76,89 % (Iju95 % - 76,89 % - 77,39 %). Все представленные показатели отражали динамику изменения параметров тела челюсти и его анатомических структур на уровне удаленного четвертого премоляра, занимавшего срединное положение

в смоделированном дефекте зубного ряда В первый месяц после удаления зубов снижение высоты исследуемых структур было максимальным, в последующем замедлялось, на шестом месяце происходило повторное его ускорение. К окончанию эксперимента (180 суток после удаления) получили статистически значимое снижение высоты тела челюсти на всех участках созданного дефекта зубного ряда (max - на уровне удаленного первого моляра Л/е=72,89 %; min - на уровне межзубной перегородки второго и третьего премоляров Л/е=82,54 % от дооперационных значений). Снижение высоты тела челюсти происходило преимущественно за счет уменьшения высоты её альвеолярной части, что приводило к увеличению процентной доли высоты канала и высоты корковой пластинки основания в структуре высоты тела челюсти, которая, по сути, являлась суммой высот обозначенных анатомо-морфологических образований. Процентная доля высоты альвеолярной части нижней челюсти в области удаленного четвертого премоляра снижалась с 66,56 % сразу после удаления зубов до 53,45 % через 6 месяцев после этого (рис. 3).

100% т

80%

60% -

40% -

20%

(норма)

12 3 5

месяцев после удаления зубов

□ Высота альвеолярной част нижней челюсти

□ Высота канала нижней челюсти

□ Высота корковой пластинки основания тел. нишей челюсти

Рис. 3. Изменение структуры высоты тела нижней челюсти на уровне четвертого премоляра в различные экспериментальные сроки (значение представлено медианой).

Таким образом, после удаления зубов наблюдали прогрессирующую атрофию всех анатомических образований нижней челюсти в области адентии. Темп развития и степень выраженности этого процесса в разных структурах и на различных участках сформированного дефекта зубного ряда имели отличия. Через 3 месяца после удаления зубов лунки заполняла губчатая кость, а снижение высоты альвеолярной части нижней челюсти достигало величины, при которой введение в кость остеоинтегрируемых имплантатов в форме корня зуба без риска повреждения сосудов и нерва в канале челюсти было бы проблематичным. Таким образом, начало второго этапа эксперимента у животных III группы - увеличения высоты атрофированной альвеолярной части нижней челюсти методом дистракционного остеосинтеза через 3 месяца после удаления зубов было обоснованным.

Глава 5. Увеличение высоты альвеолярной части нижней челюсти направленным дозированным перемещением костного фрагмента. У животных III группы на первом этапе экспериментов моделировали атрофию участка альвеолярной части челюсти по разработанной методике. Через 3 месяца осуществляли второй этап -увеличение высоты участка челюсти методом дистракционного остеосинтеза путем дозированного вертикального перемещения фрагмента кости с помощью устройства для экспериментального •моделирования размеров челюсти (рис. 4).

Рис. 71. Схема наложения устройства для экспериментального моделирования размеров костей челюсти: Ф - перемещенный фрагмент альвеолярной части нижней челюсти, Г1, Г2 - дистракционные гайки.

П

Длина сформированного фрагмента составляла 27,25±0,27 % (Л/е=27,27 мм; Iju95 % - 26,68 - 27,92 мм) от общей длины тела правой нижней челюсти. Его нижнюю границу располагали на 0,3-0,4 мм над каналом челюсти. Высота фрагмента 6,27±0,16 мм (Ме=6,35 мм; 1ц95 % - 5,85 - 6,65 мм) соответствовала 32,69±0,52 % высоты тела атрофированного участка челюсти. Диастаз между ним и материнской костью составлял 0,61±0,05 мм. Дозированное вертикальное перемещение фрагмента относительно материнского ложа начинали через 7 суток после операции, осуществляли за четыре приема в день в течение 7 суток. Темп перемещения, рассчитанный по дистракционным стержням, был равен 0,8 мм в день. У 9 животных после окончания периода фиксации, составлявшего 14 суток (срок эксперимента - 28 суток), снимали аппарат. Период наблюдения после этого продолжался 30 (п=3), 90 (п=3) и 180 (п=3) суток. Собак выводили из эксперимента через 7 суток после операции (п = 3), в конце дистракции - 14 суток эксперимента (п = 3), в конце фиксации - 28 суток эксперимента (п = 3), через 30 (п = 3), 90 (п = 3) и 180 (п = 3) суток после снятия аппарата - 58, 118,205 суток эксперимента соответственно.

Через 7 суток вертикальное перемещение фрагмента приводило к запланированному увеличению высоты участка атрофии тела челюсти и составило 26,69±0,48 мм, (Ме=26,50 мм; Iju95 % - 25,70 - 27,75), что соответствовало 137,56±1,01 % от. дооперационного значения и 115,89±1,23 % от показателя нормы - высоты тела челюсти до удаления зубов. В диастазе формировался дистракционный регенерат. Гистологически на момент снятия аппарата (14 суток фиксации) регенерат на 86 % состоял из костной ткани, характеризовавшейся трабекулярной сетью высокой плотности. Плотность компактизирующейся периостально образованной губчатой кости составляла 57,1 % плотности компактной кости интактных животных. В корне клыка, располагавшегося дистальнее остеотомии на 15 мм, отмечали утолщение слоя цемента. Волокнистая соединительная ткань периодонта была реактивно изменена, васкуляризирована полнокровными либо запустевшими капиллярами. Сохранение в плазме крови высоких значений щелочной фосфатазы и индекса фосфатаз в периоды дистракции и фиксации свидетельствовало о выраженной активности остеорепаративных процессов. Через 30 суток после снятия аппарата новообразованный участок на 100 % состоял из

ретикулофиброзной губчатой костной ткани с высокой плотностью трабекул, превышавшей в 4,9 раза таковую интактных животных. Плотность компактизирующейся кости в интермедиарном пространстве щечной и язычной корковых пластинок фрагмента и материнского ложа составляла 76,23 % от плотности компактной кости интактных собак. Через 90 суток после снятия аппарата высота перемещенного фрагмента составляла в среднем 97,18±0,38% от его первоначальной высоты. Высота увеличенного участка тела нижней челюсти соответствовала 98,2±0,25 % от показателя на момент снятия аппарата и 112,79±2,47 % от высоты тела челюсти до удаления зубов. Гистологически в эндостальной части определить границы фрагмента, материнской кости и дистракционного регенерата не представлялось возможным. Через 180 суток после снятия аппарата высота увеличенного участка тела нижней челюсти уменьшалась и составила 94,49±0,65 % от показателя на момент снятия аппарата и 105,36±1,05 % от высоты тела челюсти до удаления зубов (от нормы). На язычной поверхности толщина корковой пластинки, сформированной на всем протяжении исследованного участка, была больше. Её плотность составляла 82,68 % от показателя неоперированных животных. Расположение канала челюсти соответствовало таковому интактных животных. Результаты исследования нижнего альвеолярного нерва и одноименной артерии показали, что дозированная дистракция фрагмента альвеолярной части челюсти не вызывала дополнительных к операционной травме повреждений. Основными факторами, травмирующими нижний альвеолярный сосудисто-нервный пучок, являлись экстракция зубов и остеотомия, после которых в части опытов развивались явления острой и хронической микроциркуляторной компрессии нервных волокон, а также компенсаторно-приспособительные . изменения -регенерационная гипертрофия структур, обеспечивающих опорно-трофические и барьерно-защитные функции нерва.

Заключение. С целью обоснования применения внеочагового управляемого остеосинтеза для лечения переломов и в реконструктивно-восстановительной хирургии нижней челюсти проведены комплексные экспериментальные исследования, позволившие изучить закономерности её репаративного остеогенеза. В I группе опытов моделировали вертикальный перелом нижней челюсти в области лунки заднего корня второго премоляра. Анализ

1S

результатов исследования его сращения с помощью УВФ показал, что формирования хрящевой модели не происходит. Через 21 сутки между отломками появлялась соединительнотканная мозоль, а через 28 суток образовывалось соединительнотканно-костное сращение с содержанием костной ткани в составе регенерата - 13,1 %. Снятие УВФ в этот срок не повлекло за собой осложнений. В течение месяца после снятия аппарата в зоне перелома формировалось полное костное сращение. Таким образом, предложенный способ фиксации отломков челюсти обеспечил их достаточную неподвижность, что способствовало восстановлению микроциркуляции. Это позволило реализовать биологические потенции нижней челюсти к репаративной регенерации, обеспечив транспорт в зону повреждения кости стволовых стромальные клетки. Для изучения остеогенеза нижней челюсти при дистракционном увеличении высоты её альвеолярной части, во II группе опытов создавали модель атрофии её участка при вторичной частичной адентии. Для создания модели выбирали тот же участок челюсти, что и при моделировании перелома, предусматривая будущую возможность введения в кость внешних фиксаторов (III группа опытов, проведение которых планировалось на полученной модели атрофии). При этом дополнительно предоставлялась возможность сравнения костеобразования в лунке удаленного зуба из линии перелома (1 группа) и в лунках зубов, удаленных при моделировании процесса атрофии альвеолярной части челюсти при её' частичной вторичной адентии (II группа). Альтерация зубочелюстного аппарата собаки во время экстракции зубов служила пусковым механизмом к ее самовосстановлению и толчком к запуску остеорепаративных процессов. Именно в ранний постэкстракционный период (5 суток после операции) наблюдали первое ярко выраженное увеличение активности щелочной фосфатазы (до 98,7 Е/л), за счет чего на 75,48 % возрастало значение индекса фосфатаз в сравнении с дооперационным показателем. Это было связано, по нашему мнению, с активно протекавшими остеопластическими процессами в лунках пяти удаленных зубов. В аналогичный срок при сращении перелома происходило увеличение индекса фосфатаз на 112 %. Такая разница объясняется более обширной и тяжелой травмой кости при её переломе. К 60 суткам безаппаратного периода в I группе и к 60 суткам после удаления зубов во II группе происходило снижение индекса фосфатаз, который возвращался к дооперационному значению

в обеих группах к аналогичному сроку - через 90 суток после снятия аппарата (I группа) и в этот же срок после удаления зубов (II группа). В этот срок на месте удаленных зубов образовывалась мелкоячеистая губчатая костная ткань, корковая пластинка компактизировалась, а в костной ткани межзубных перегородок и основания челюсти появлялись признаки атрофических процессов, что находило подтверждение и в результатах биохимических исследований сыворотки крови. Можно констатировать, что остеогенез в лунке удаленного из линии перелома зуба и в лунках экстрагированных зубов при моделировании атрофии протекал однотипно. Таким образом, УВФ при сращении перелома создает оптимальные условия для регенерации кости челюсти сходные с таковыми при её заживлении после экстракции зубов в условиях неподвижности костной раны. Исходя из этого, при лечении переломов нижней челюсти для реализации потенций кости к интрамембранозному остеогенезу необходимо после четкой репозиции отломков обеспечить их неподвижность с минимальной травматизацией окружающих тканей и с адекватным кровоснабжением. Это могут обеспечить УВФ, при условии введения спицевых или стержневых фиксаторов с учетом топографо-анатомического строения ЧЛО. В условиях дистракционного остеосинтеза альвеолярной части нижней челюсти дозированное перемещение фрагмента кости приводит к пролонгации и активации остеогенеза. К окончанию дистракции (срок эксперимента - 14, дистракция - 7 суток) гистологически между перемещенным фрагментом и материнским ложем отмечали формирование костно-соединительнотканного сращения (количество костной ткани в составе регенерата составляло 49,4 %). К окончанию фиксации (срок эксперимента - 28, фиксация - 14 суток) этот показатель составлял 86 %. Сохранение высоких значений щелочной фосфатазы и индекса фосфатаз в период фиксации свидетельствовало о продолжении активного течения остеорепаративных процессов. Их возвращение к дооперационным значениям происходит к 90 суткам после снятия аппарата аналогично экспериментам I и II групп. Образование мелкоячеистой губчатой кости в зонах костных ран (зона сращения перелома, область увеличения высоты альвеолярной части челюсти) происходит к одному и тому же сроку (через месяц после снятия УВФ). Учитывая, что в экспериментах по увеличению высоты альвеолярной части челюсти формируется регенерат большего объема,

это доказывает, что дозированное растяжение тканей в зоне регенерации сопровождается ускорением процессов остеорепарации. Использование УВФ обеспечивает функцию органа уже на следующий день после остеосинтеза, способствуя улучшению его кровоснабжения и не препятствует поддержанию адекватной гигиены полости рта, что профилактирует появление воспалительных осложнений и контрактур в процессе лечения перелома методом внеочагового остеосинтеза и в реконструктивной хирургии нижней челюсти.

Выводы

1. Сопоставление данных топографо-анатомического и рентгенометрического исследований свидетельствует о возможности прижизненного определения безопасных зон нижней челюсти экспериментального животного для введения внешних фиксаторов спицевого и стержневого типов с достаточно большой площадью контакта «фиксатор - кость».

2. Предложенная модель вертикального перелома тела нижней челюсти и ее остеосинтез устройством внешней фиксации являются адекватными для клинических ситуаций и позволяют изучить закономерности репаративного остеогенеза при сращении перелома

3. В условиях внеочаговой внешней фиксации отломков нижней челюсти сращение перелома не сопровождается появлением хрящевой ткани. Через 28 суток фиксации формируется соединительнотканно-костное сращение, а через 30 суток после снятия аппарата (срок эксперимента - 58 суток) происходит полное костное сращение.

4. Модель атрофии участка альвеолярной части нижней челюсти при вторичной частичной адентии соответствует клиническим ситуациям и позволяет проследить динамику её развития. Формирование атрофии происходит преимущественно за счет снижения высоты альвеолярной части нижней челюсти, протекает быстрее в области больших жевательных зубов, чем фронтальных, значительнее в области лунок корней зубов, чем на уровне межзубных перегородок, наиболее выражено в первый месяц после удаления зубов, в последующем замедляется, на шестом месяце происходит повторное его ускорение.

5. Предложенные модель и устройство для увеличения высоты альвеолярной части нижней челюсти дозированным вертикальным перемещением её костного фрагмента позволяют изучить

закономерности костеобразования в диастазе. При величине первичного диастаза между материнской костью и перемещаемым фрагментом 0,6 мм, а также сохранной целостности слизистой оболочки на язычной поверхности кости, оптимальным является режим дистракции от 0,7 мм до 1,0 мм в сутки за четыре приема.

6. При дозированном вертикальном перемещении костного фрагмента альвеолярной части нижней челюсти в диастазе образуется дистракционный регенерат, в структуре которого формируются три морфо-функциональных зоны. После снятия аппарата на 14-е сутки фиксации новообразованный участок челюсти имеет костно-соединительнотканное строение, через 30 суток безаппаратного периода высота регенерата, представленного губчатой костью, сохраняется.

7. Нерезко выраженные реактивные изменения со стороны нижнего альвеолярного нерва, свидетельствующие о стагнации аксонного транспорта с де- и ремиелинизацией некоторых мякотных волокон, являются неспецифической реакцией на перелом кости и не свидетельствуют о травмировании нерва при остеосинтезе. Через шесть месяцев после удаления зубов на участке адентии в сосудисто-нервном пучке, проходящем в канале нижней челюсти, развиваются явления склерозирования артерий и атрофии нервов, в то время как дистракция остеотомированного фрагмента при темпе перемещения от 0,7 мм до 1,0 мм в сутки не вызывает дополнительных к операционной травме повреждений.

Практические рекомендации

1. Важным условием успешности применения метода внеочагового остеосинтеза для лечения переломов и в реконструктивной хирургии нижней челюсти является введение фиксаторов в анатомически «безопасные» зоны, где риск повреждения корней зубов, сосудисто-нервного пучка канала нижней челюсти минимален.

2. При прохождении линии перелома через апикальную часть лунки однокорневого зуба или межкорневую перегородку -многокорневого, удаление зуба из линии перелома не препятствует его сращению. При этом остеогенез в лунке удаленного зуба протекает аналогично таковому при экстракции интактных зубов и происходит в

те же сроки.

3. Рентгенологическим критерием формирования сращения и, следовательно, снятия устройства внешней фиксации при лечении перелома нижней челюсти является равномерное заполнение межотломкового диастаза гомогенной тенью регенерата, по своей плотности приближающейся к рентгенологической плотности теней отломков. Корковые пластинки отломков должны соединяться тенями периостапьных наслоений по всему периметру.

4. В течение первого месяца после удаления зубов протекают выраженные постэкстракционные атрофические процессы в тканях нижней челюсти. Поэтому целесообразно рекомендовать начало ортопедического лечения съемными и несъемными конструкциями после стихания реакции кости на повреждение, т. е. спустя месяц после удаления зубов, когда альвеолярный край челюсти преобретает адекватные очертания. В случаях отсутствия ортопедического лечения, с 5-го по 6-й месяц вторичной адентии происходит второе по выраженности усиление атрофических процессов в тканях нижней челюсти, что в дальнейшем затрудняет осуществление любого вида протезирования из-за снижения высоты альвеолярной части нижней челюсти и сужения ширины альвеолярного края.

5. На этапе формирования фрагмента альвеолярной части нижней челюсти с целью его дальнейшей дистракции необходимо максимально щадящее отношение к окружающим его мягким тканям, сосудам, нервам, надкостнице, что обеспечивает полноценную реализацию остеогенных потенций кости нижней челюсти.

6. Дробное вертикальное перемещение фрагмента альвеолярной части нижней челюсти с целью увеличения её высоты следует начинать на 5-7 день после операции остеосинтеза, в зависимости от качества созданного фрагмента - его протяженности, выраженности спонгиозного слоя, сохранности окружающих мягких тканей, сосудов и надкостницы.

7. Выбор темпа перемещения при увеличении высоты альвеолярной части нижней челюсти методом дистракционного остеосинтеза зависит от антропологических особенностей, структуры кости челюсти и протяженности фрагмента. При формировании перемещаемого фрагмента, высота которого составляет 32±3 % от

высоты тела челюсти из кости, имеющей выраженный спонгиозный слой, темп дистракции может быть выше (около 1 мм в сутки), при высоте фрагмента 25±3 % от высоты тела челюсти, а при более плотном строении кости темп дистракции должен быть снижен до 0,7 мм в сутки, при этом первичный диастаз между материнской костью и фрагментом не должен превышать 1 мм.

8. Рентгенологическим критерием для снятия УВФ и, следовательно, окончания периода фиксации служит равномерное заполнение дистракционного диастаза тенью регенерата и формирование в зоне слияния костных отделов тени более плотной, чем на остальных его участках.

9. Установку имплантатов целесообразно проводить при наличии в зоне имплантации мелкоячеистой губчатой кости и осуществлять её в сроки не позже трех месяцев после снятия устройства внешней фиксации, во избежание потери новообразованной кости из-за отсутствия адекватной жевательной нагрузки.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Применение сочетанной анестезии при экстракции зубов у собак / М. В.Б ерхман, Н. В. Петровская, А. Н. Дьячков, М. А. Степанов // Ветеринарная клиника. - 2005. - № 11. - С. 17-20.

2. Берхман, М. В. Биомеханика смещения отломков нижнечелюстной кости и сроки их сращения в зависимости от локализации перелома/ М. В. Берхман, М. А. Степанов // Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. - Курган, 2006.-С. 72-73.

3. Анатомо-рентгенологические особенности формирования атрофии альвеолярной части нижней челюсти при ее вторичной адентии (экспериментальное исследование) / М. П .Харитонова, А .Н. Дьячков, М. В. Берхман, Н. В. Петровская // Проблемы стоматологии. - 2006. - № 5. -С. 31-35.

4. Берхман, М. В. Методика применения внутриротовой рентгенографии у собак (экспериментальное исследование) / М. В. Берхман // Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. «Молодые ученые: новые идеи и открытия» - Курган, 2006. -С. 20-21.

5. Берхман, М. В. Моделирование атрофии альвеолярной части нижней челюсти / М. В. Берхман, М. А. Степанов, А. Н. Дьячков // Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. «Молодые ученые: новые идеи и открытия» - Курган, 2006. - С. 22-23.

6. Рентгенологическая динамика формирования регенерата при увеличении высоты альвеолярной части нижней челюсти методом дистракционного остеосинтеза (экспериментальное исследование) /

М. В. Берхман, Н. В. Петровская, М. А. Степанов, А. Н. Дьячков // Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. с межд. уч. «Клиника, диагностика и лечение больных с врожденными аномалиями развития» - Курган, 2007. - С. 41-43.

7. Гистологические особенности формирования регенерата альвеолярной части нижней челюсти при увеличении её высоты методом дистракционного остеосинтеза / А. Н. Дьячков, М. В. Берхман, Т. А. Силантьева, Н. В. Петровская, М. А. Степанов // Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. с межд. уч. «Клиника, диагностика и лечение больных с врожденными аномалиями развития» - Курган, 2007. - С. 72-74.

8. Гистологические изменения нижнего луночкового нерва и сопровождающей артерии при увеличении высоты атрофированной альвеолярной части нижней челюсти методом дистракционного остеосинтеза / Н. А. Щудло, И. В. Борисова, А. Н. Дьячков, Н. В. Петровская, М .В. Берхман // Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. с межд. уч. «Клиника, диагностика и лечение больных с врожденными аномалиями развития» - Курган, 2007. - С. 215-217.

9. Берхман, М. В. Изменения нижнего луночкового нерва при моделировании перелома нижней челюсти у собак / М. В. Берхман, И. В. Борисова // Мат. Десятой Всеросс. медико-биологич. конф. молодых исследователей «Человек и его здоровье» - С-Петербург, 2007. - С. 36-37.

10. Динамика изменений электролитного состава сыворотки крови при дистракционном увеличении высоты альвеолярной части нижней челюсти (экспериментальное исследование). / М. П. Харитонова, М. В. Берхман, А. Н. Дьячков, М. В. Стогов // Институт стоматологии. - 2007. - № 3. - С.115-117.

11. Берхман, М. В. Топографо-анатомическое обоснование внешней фиксации переломов нижней челюсти у собак / М. В. Берхман, Н. В. Петровская, Т. Т. Надирашвили // Ветеринарный доктор. - 2008. - № 1. С 2-5.

12. Берхман, М. В. Лечение переломов нижней челюсти собаки методом внеочагового чрескостного остеосинтеза (клинико-экспериментальное исследование) / М. В. Берхман, М. А. Степанов, Н. В. Петровская // Ветеринарный доктор. - 2008. - № 2. С 2 - 5.

13. Рентгено-морфологическая характеристика сращения перелома нижней челюсти собаки в условиях внеочагового остеосинтеза (экспериментальное исследование) / М. В. Берхман, Н. В. Петровская, М. А. Степанов // Ветеринарный доктор. - 2008. - № 2. С 2 - 6.

14. Дьячков, А. Н. Рентгенологические особенности формирования дистракционного регенерата при увеличении высоты альвеолярной части нижней челюсти (экспериментальное исследование) / А. Н. Дьячков, М. В. Берхман, Н. В. Петровская // ДенталЮг. - 2007. - № 52. - С. 38-40.

15. Динамика изменений электролитного состава сыворотки крови при остеосинтезе перелома нижней челюсти аппаратом внешней фиксации (экспериментальное исследование) / М. П. Харитонова, А. Н. Дьячков,

М. В. Берхман, М. В. Стогов // Проблемы стоматологии. 2008. - № 3. - С. 4345.

16. Increase of the height of mandibular alveolar part by distraction osteosynthesis technique / A. N. Diachkov, M. V. Berkhman, N. V. Petrovskaya, M. A. Stepanov, T. A. Silantieva // 5th International Meeting of ASAMI: Scientific Abstracts. - St. Petersburg, 2008. - P. - 205.

17. Mandibular fracture healing under extrafocal osteosynthesis / A. N. Diachkov, M. V. Berkhman, N. V. Petrovskaya, M. A. Stepanov, T. A. Silantieva // 5th International Meeting of ASAMI: Scientific Abstracts. - St. Petersburg, 2008. - P. - 286.

18. Reparative regeneration of flat bones under the condition of transosseous osteosynnthesis / V. I. Shevtsov, A. N. Diachkov, U. M. Irianov, A. M. Chirkova, K. P. Kirsanov, N. V. Petrovskaya, T. A. Silantieva, M. A. Stepanov, M. V. Berkhman // 5lh International Meeting of ASAMI: Scientific Abstracts. - St. Petersburg, 2008. - P. - 77.

Изобретения и рационализаторские предложения по теме диссертации

1. Пат. № 60856 Российская Федерация, МПК А61В 17/60; G09B 23/28. Устройство для экспериментального моделирования размеров костей челюсти / Берхман М. В. (РФ), Дьячков А. Н. (РФ) - № 2006132657; заявл. 09.2006; пол. реш. 13.10.2006; опубл. 10.02.2007, Бюл. № 4.

2. Удостоверение № 65/2005 на рац. предложение. Мини-долото / М. А. Степанов, М. В. Берхман; ФГУ «РНЦ «ВТО» им. ак. Г. А. Илизарова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

3. Удостоверение № 24/2006 на рац. предложение. Применение сочетанной анестезии для операций в челюстной области экспериментальных животных / М. В. Берхман, М. А. Степанов; ФГУ «РНЦ «ВТО» им. ак. Г. А. Илизарова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

4. Удостоверение № 25/2006 на рац. предложение. Методика внутриротовой рентгенографии у собак / М. В. Берхман, Н. В. Петровскаая; ФГУ «РНЦ «ВТО» им. ак. Г. А. Илизарова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

5. Удостоверение № 89/2007 на рац. предложение. Анатомически безопасные зоны для остеосинтеза нижней челюсти у собак / М. В. Берхман, Н. В. Петровскаая; ФГУ «РНЦ «ВТО» им. ак. Г. А. Илизарова Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи».

Формат 64x84/16. Подписано в печать 18.09.08. Усл. печ. л. 1,0. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Отпечатано в ФГУ «РНЦ "ВТО" имени академика Г. А. Илизарова Росмедтехнологий»