Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Моделирование поясничных позвонков способом дистракционного спондилоэпифизеолиза (экспериментальное исследование)

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПЕРМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

м'ь од

На правах рукописи

1 2 СЕЧ №

КИРСАНОВ КОНСТАНТИН ПЕТРОВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЯСНИЧНЫХ ПОЗВОНКОВ СПОСОБОМ ДИСТРАКЦИОШЮГО СПОНДИЛОЭПИФИЗЕОЛИЗА (экспериментальное исследование)

14.00.22 - Травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Пермь - 199-1

Работа выполнена в Российском научном центре "Восстановительная травматология и ортопедия" им. академика Г.А. Или-зарова в г. Кургане Министерства здравоохранения РФ ("генеральный директор - д.м.н., профессор, академик АМТН В. И.Шевцов).

Научные руководители: д. м.н., профессор, академик АМТН В. И.Шевцов,

кандидат медицинских наук А.М.Марха.vice

Научный консультант - кандидат биологических наук A.M. Чиркова

Официальные оппоненты:

1.Доктор медицинских наук Д.И.Глазырин

2.Доктор медицинских наук А.С.Денисов

Ведущее учреждение - Центральный ордена Трудового Красного знамени институт травматологии и ортопедии им. Н.Н.Приорова

Защита диссертации состоится "_"__1994г.

на заседании специализированного совета (Я 084.09.02.) при v Пермской государственной медицинской академии (г.Пермь, ул. Куйбышева, 39).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан "_"_ 1994г.

Ученый секретарь специализированного Совета доктор медицинских наук, профессор Е.Л.Жуков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблем ы.Нарушения анатомической формы и размеров позвонков являются следствием повреждений, заболеваний и аномалий развития позвоночного столба и в значительном числе случаев приводят к стойкой инвалидности. При этом патологические процессы у детей, как правило, вызывают серьезные нарушения формирования позвоночника с развитием выраженных деформаций и необратимой утратой функций (В.Д.Чаклин, 1962,1968; 3.В.Базилевская, 1962,1968; И. А. Мовшович, 1964, 1982; Я.Л.Цивьян, 1964, 1966, 1971; Е. А. Абальмасова, 1965; В. Л. Зотикова. 1966; А. В. Каплап, 1967, 1979; М. В. Волков, 1960; Г. С. Юмашев, Г. В. Валенцев. 1969; Г1. Г. Корней. 1971; Б. М. Зильберштейн, 1978; Э.А.Рамих, 1983, 1992; В.Л.Андрианов с соавт., 1985; Э.В.Ульрих, 1985.1986).

Применяемые консервативные методы -лечения различных ' форм патологии позвоночного столба не обеспечивают восстановления анатомической формы и размеров позвонков .(Б.М.Церлюк, 1960,1966; Я. Л. Цивьян. 1964-1985; Э. А. Рамих, 1965-1992).

Существующие оперативные способы коррекции анато-мо-функциональных нарушений позвоночника, предусматривающие использование аллотрансплантатов или металлоостеосинтеза, являются весьма травматичными и трудоемкими (>1.Р. МеЬа^еаи е1 а1., 1989).

В связи с этим вопросы лечения патологии позвоночника до настоящего времени являются одними из наиболее актуальных.

Разработанный,Г.Л. Илизаровым и сотрудниками РНЦ "ВТО" метод управляемого чрескостного компрессионно-дистракционно-

- 3

го остеосинтеза. одним из способов которого является дист-ракциошшй эпифизеолиз, позволил по-новому подойти к решению проблемы восстановления (моделирования) анатомической формы и размеров позвонков на основе активного воздействия на формообразовательные процессы в тканях позвоночника (Г.А.Или-заров, A.M. Мархашов. И. А. Имерлнишшш, 1981; Г. А.Шшзаров, 1986; Б.И.Шевцов с соавт., 1993; К.П.Кирсанов, 1985.1992,1993).

Эффективность этого подхода подтверждают результаты научных исследований и конструкторских работ, направленных на создание аппаратов внешней Фиксации позвоночника и способов их применения (Б. И. Вызов, П. Б. Вызов, 1978, 1979, 1982, 1987; Г. А.Илизаров, A.M.Мархашов. 19В6; Н. С. Клепач. 1987; А.М.Лавру-ков, А. Б. Томплов. Д. И. Глазирин, С. М. Кутеиов, 1992; Д. И. Глазырнн с соавт., 1992; В. Д. Усиков, 1993; А. М. Лаируков с соавт., 1994; Е.К.Валсев, 1994; Р. Kluger, 1984; В. G. Weber, F. Magerl. 1985; E.H.Simmons. 1988; W. Knopf, 1989).

Однако до настоящего времени не разработаны принципы применения метода чрескостного остеосинтеза в вертебролопш, в частности отсутствует экспериментальное обоснование способов коррекции апатомо-функциональных нарушений позвоночного столба.

В связи с этим изучение возможности управления ростом и формой позвонков, обобщение полученных при этом результатов представляется нам актуальной задачей в плане экспериментально-теоретического обоснования- новых подходов в решении проблемы лечения больных с патологией позвоночника.

Цель 1 и с с л е д о в а н и я. Экспериментально обосновать возможность моделирования поясничных позвонков 4

путем реконструкции местных тканей способом дистракционного спондилоэпифизеолнза с использованием аппарата спешней фиксации.

Задачи исследования

1. Обосновать эффективность способа разгибательного спондилоэпифизеолнза поясничных позвонков и разработать способ увеличения кранио-каудального размера их тел методом днстракции.

2. Разработать н обосновать способ фиксации поясничных позвонков и таза экспериментальных животных аппаратом внешней фиксации для управляемого чрескостного истеосинтеза.

3. Разработать конструкцию аппарата внешней Фиксации для выполнения разгибательного сиондилоэшЩшзеолнза поясничных позвонков и последующего моделирования их формы и размеров.

4. Изучить процесс репаративной регенерации тел позвонков после разгибательного спондилоэпифизеолнза и динамику Формирования дистракционного регенерата при последующем увеличении их высоты. Обосновать сроки начала днстракции и продолжительность органотипической перестройки дистракционного регенерата.

5. Изучить влияние разгибательного спондилоэпифизеолиза и создаваемых в тканях позвоночника условий напряжения растяжения при моделировании позвонков на состояние спинного мозга, артериальной сети поясничного отдела позвоночника, мышц тазовых конечностей и рост поясничных позвонков:

11а защиту выносятся следующие моложе н и я:

1. Дистракционный спопдилоэпифизеолиз является качественно ионии и эффективным способом моделирования Формы и размеров поясничных позвонков.

2. Разработанная конструкция, аппарата внешней фиксации и предложенным способ управляемой чреокостной фшссации поясничных позвонков :обеспечивают увеличение высоты их тел без нарушения компенсаторно-приспособительных механизмов адаптации окружающих т/цшеи.

Н а у ч н а я - н о в и з н а

Разработан и анатомически обоснован способ фиксации поясничных позвонков н костеп таза собак (заявка на выдачу патента РФ на изобретение; удостоверения на рационализаторские предложения ГНЦ "ВТО" - NN 54/83. 5/89, 4/92, 25/92).

Разработана конструкция аппарата внешней фшссации для • управляемого чрпскостного пстеосинтеза поясничных позвонков н их Фрагментов ( заявка на выдачу патента РФ на'изобретение; удостоверение па рационализаторское предложение Р1Щ "ВТО" -N 8/92).

Разработан сшщенатягнватель к компрессионно-дистракци-онному аппарату (заявка на выдачу патента РФ на изобретение), позволяющий н оптимальных условиях проводить натяжение спиц. Фиксирующих позвонки н их Фрагменты.

Способ фиксации позвонков, унифицированные узды и детали аппарата:и их взаимосвязь обеспечивают безопасную стабильную сегментарную фиксацию поясничного отдела позвоночника и таза животных и позволяют добиться дозированного перемещения выделенных Фрагментов позвоночного столба к заданном 6

направлении.

Апробирована модель, позволяющая получить однотипные повреждения позвонков способом разгибателыюго спондилоэпи-Физеолиза. адекватная механизму разгибателыюго перелома позвонков у детей. Изучены особенности репаративной регенерации тела позвонка после повреждения эппфизарной пластинки в условиях стабильной чрескостной фиксации. Определены оптимальные сроки начала дистракции после спондилоэиифизеолнза для последующего увеличения продольного размера тел поясничных позвонков.

Впервые получен дистракцпонный регенерат губчатой кости тела позвонка после разгибательного спопдплоэппфнзеолпза. Это расширяет возможности изучения репаративных процессов п тканях опорно-двигательной системы. Изучены особенности рентгенологической динамики костеобразованпя и продолжительность оргапгшшической перестройки дистракционного регенерата тела позвонка.

Изучено состояние спинного мозга, артериальной сети поясничного отдела позвоночника и мышц тазовых конечностей собак после разгибателыюго спондилоэнифизеолиза и последующе го моделирования поясничных позвонков. Ирак т и ч е с к а л з н а ч и и ость р а б о т ы

.'Экспериментальное обоснование возможности увеличения высоты тел позвонков способом дистракционного спондилоэнифизеолиза позволит, на наш взгляд, использовать разработанные приемы при лечении врожденных и приобретенных форм патологии позвоночника.

Изучение механизмов получения травматического поврежде

7

ния позвонков и происходящих в них изменений позволят врачу использовать полученные данные для оценки травм позвоночника в клинике, . реакции окружающих тканей и выработать тактику лечения больных методом чрескостного остеосинтеза.

Данные, полученные в результате рентгено-морфологичес-ких исследований позволяют определить сроки начала и режим дистракции, планировать продолжительность периода формирования и перестройки дисракционнного ренерата, и в целом -сроки лечения больных, i

Внедрение) результатов исследован и я. Результату настоящих исследований включены в учебные планы для курсантов кафедры усовершенствования врачей РНЦ "ВТО" им. академика Г.А. Ипизарова.

Апробация; работы и публикации результат о в. и с с л е д о в а н и я. Материалы диссертации доложены на Международных конференциях (Курган. 1986г.. 1993г.); ;Ш съезде анатомов.гистологов и эмбриологов России (Тюмень. 1994г.); Юбилейной конференции травматоло-гов-ортонедов НИЦТ "ВТО" Татарстана (Казань. 1994г.); Y11 республиканской школе с участием специалистов СНГ "Биология опорно-двигательного аппарата (Харьков, 1994г.); заседаниях Курганского областного научного общества травмато-логов-оргопедов (1992г..NN 187.188).

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Изложена на 200-х страницах машинописного текста без списка литературы и приложения. В диссер-8 ;

тации 101 рисунок и 9 таблиц. Список литературы включает 335 источников, из них отечественных-268, иностранннх-67.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования

Работа основана на анализе результатов опытов, проведенных на 101 животном (собаки) в возрасте от 3.5 до 12 месяцев. Соответсненно поставленным задачам выполнено 5 серий опытов. Использованы анатомический, топографо-анатоми-ческий, морфометрический. экспериментально-клинический, рентгенологический, рентгенометрический, вазографический. гистологический, и электромиографический методы исследования.

Статистическая обработка проводилась общепринятым методом с вычислением средней арифметической и ошибки средней арифметической. Достоверность результатов проверяли непара-метрическпм критерием Т (парный критерий Вилкоксона) (Е. В. Гублер, 1978).

Изучено 874 рентгенограммы. 173 вазограммы, 55 анатомических препаратов поясничного отдела позвоночника и спинного мозга животных, 2070 гистологических препаратов и 182 распила трупов щенков в области поясничного отдела позвоночника, использована специально разработанная конструкция аппарата внешней фиксации.

Для нарушения целостности поясничных позвонков был использован разработанный Г.А.Илизаровым "Способ моделирования травматического эпнфизеолнза" (а.с. N 1688709).

С первой серии для разработки безопасных приемов чрес-костнои фиксации позвонков и таза на 20 щенках изучены особенности топографии поясничного отдела позвоночника и окружающих тканей.

Д;п этого выполняли поперечные рабпилы замороженных трупов животных на уровне каждого поясничного позвонка. На распилах проведена морфометрия анатомических образований с последующей статистической обработкой полученных данных.

Во второй серии опытов изучены условия и механизм получения разгибательного спонднлоэпифизеолиза. характер травматических повреждений мягкотканных структур оперированного отдела позвоночника и динамика восстановительных процессов.

На 24 щенках выполнены микроскопические исследования, которые позволили изучить состояние передних и задних структур поясничных позвонков, особенности репаративной регенерации тела позвонка в условиях стабильной Фиксации поврежденного отдела позвоночника аппаратом. На основании этих данных были определены оптимальные сроки начала дистракции для последующего Формирования дистракционного регенерата тела поясничного позвонка.

В третьей серии опытов изучена динамика формирования дистракционного регенерата при дистракцнонном спондилоэпифи-зеолизе, продолжительность его формирования и органотипичес-кой перестройки, изменения в передних и задних структурах позвонков, состояние мягкотканных элементов оперированного отдела позвоночника.

В ходе эксперимента выполнялись спондилограммы: до операции. после получения спонднлоэпифизеолиза, в процессе фор-10

мироваиия регенерата, а также после выведения животных из опыта.

I

Для морфологического исследования изготовлялись препараты по общепринятым гистологическим методикам с окраской гематоксилином-эозином и по Ваи-Гизону.

Для изучения влияния условии напряжения растяжения, создаваемых в тканях позвоночника аппаратом, на рост поясничных позвонков использовался рентгенометрический метод исследования. Для этого со спондилограмм от 6 экспериментальных животных проводилось измерение продольного размера поясничных позвонков в различные сроки эксперимента.

Полученные данные сопоставлялись с данными естественного роста позвонков от контрольных животных (6 щенков).

В четвертой серии опытов на 8 животных проведено нейро-гистологическое исследование. Изучен характер изменений прилежащих нервных структур ( спинного мозга, сшшно-мозговых ганглиев и корешков ) после разгибательного спондило^эиифи-зеолиза и последующего моделирования позвонков.

Для этого изготовляли срезы толщиной 8 мкм. которые окрашивали по Нисслю, Ван-Гизону и гематоксилином-эозином, п срезы толщиной 15 мкм. которые импрепшровали азотнокислым серебром по Рассказовой.

В пятой серии опытов на 12 животных изучено состояние артериального русла поясничного отдела позвоночника и спинного мозга после разгибательного сгюпдилоэпифизеолиза и последующего моделирования поясничных позвонков. Для этого посмертные наливки артериального русла проводили через бедренную артерию водной взвесью свинцового сурика.

Кроме того у 6 животных в разные периоды эксперимента

1

проводились электромиографическне исследования мышц тазовых конечностей.

Таким образом, оперативные вмешательства выполнены на 65 щенках. Для стандартизации условий эксперимента у большинства животных выполнен разгибательный эпифизеолиз тела 1,5 позвонка по каудальной эпифизарной пластинке.

Основные положения работы. В результате проведенных тоцографо-анатомических исследований (1 серия опытов) впервые разработаны и обоснованы приемы фиксации передних и задних структур поясничных позвонков и таза животных, которые соответствуют основным малотравматичным принципам чрескостного остеосинтеза и обеспечивают стабильность фиксации.Изучены особенности фиксации позвоночника.

I

В соответствии!! с этими принципами разработана специальная конструкция' аппарата, которая позволяет осуществить стабильную фиксацир позвонков, а при необходимости и много-

I -

плоскостное перемещение выделенных фрагментов позвоночного столба! Конструктивные особенности аппарата заключаются в использовании разработанных нами дуг в сочетании с унифицированными деталями и узлами аппарата.

Анализ рентгенологических данных (2 серия опытов) показал возможность стабильной чрескостной фиксации поврежденного отдела позвоночника в правильном физиологическом положе-

I

нии. Установлено,¡что величина гиперлордоза, необходимая для получения энш|пзеолиза, должна составлять в среднем 31,9°+ 0,67. |

Использование¡данного способа позволяет добиться точно-

5

го и полного сопоставления Фрагментов поврежденного позвон-, ка. что имеет существенное значение для репаративного остео-генеза и последующего формирования дистракционного регенерата (В. И. Степула с соавт.. 1962, 1964, 1965; Г. А. Илизаров с соавт., 1968, 1969, 1971, 1972; А. И. Казьмин. Г. II. Лаврище-ва, 1977; В. П. Штин, 3. И. Горбунова, 1988).

Картина разгибательного спопдилоэпифизеолиза и последующего восстановления целостности тела позвонка на рентгенограммах характеризовалась локальностью и однотипностью наносимых повреждений, отсутствием патологических изменений в фиксируемых аппаратом позвонках и, как следствие, однообразием рентгенологических проявлений репаративного остеогене-за. Признаки структурных изменений поврежденной эпифизарной пластинки характеризовались нечеткостью ее контуров, истончением и определялись через 21 день после операции. Ранние сроки появления этих изменений обусловлены, на наш взгляд, малой травматпчностью способа повреждения позвонка и стабильностью фиксации позвоночного столба аппаратом. Это создает оптимальные условия для репаративного остеогенеза.

Прй микроскопическом исследовании выявлено многообразие вариантов разрыва эпифизарной хрящевой пластинки. Как правило, разрыв происходил через ее толщу. При этом у щенков младшей возрастной группы (до 6 месяцев) линия разрыва определялась преимущественно в зоне пролиферирующего хряща; старшей (7-10 месяцев) - она проходила через зону кальцинирующегося и частично - пролиферирующего хряща. В этих случаях часть эпифизарной пластинки оставалась на стороне эпифиза. Аналогичные результаты описаны И. А. Старцевой и

13

3.И.Горбуновой (1982, 1986) при дистракционном эннфизеолизе трубчатых состей.

В 13 из 24-х случаях диастаз между эпифизом и телом позвонка отсутствовал. У остальных щенков диастаз между фрагментами поврежденного позвонка определялся только микроскопически и соответствовал 0,4 - 0,8 мм. В дальнейшем, в зависимости от уровня разрыва эпифизарной пластинки и сроков наблюдения, определялась различная степень выраженности ее структурных изменений.

Через 5-7 дней после разгибателыюго сиондилоэпифизео-лиза наблюдалась деформация и истончение эпифизарной пластинки. хотя в отдельных участках она сохраняла свою структуру. К этому сроку определялись первые признаки остеогенеза, выражающиеся в пролиферации скелетогенной ткани в прилежащих к пластинке роста межтрабекулярных пространствах тела позвонка. ;

Через 7-9 дней после операции скелетогенная ткань проникала в диастаз, а при отсутствии последнего - в прилежащие отделы эпифизарной хрящевой пластинки.

Через 11 дней у щенков старшей возрастной группы в поврежденной эпифизарной пластинке имелись участки врастания скелетогенной ткани и формирования костных трабекул. Пластинка роста была истончена, прерывиста и деформирована.

Через 21 день после операции у щенков младшей возрастной группы эпифизарная пластинка сохраняла непрерывность, однако значительно деформировалась и истончалась за счет уменьшения высоты зоны пролиферирующего хряща. К этому сроку определялись отдельные участки ее разрушения и замещения но-14

вообразованиыми костными трабекулами. У щенков старшей возрастной группы отмеченные изменения были выражены более значительно.

Микроскопические изменения в телах поврежденных позвонков были незначительны и характеризовались нарушением

и

микроциркуляции, выражающимся расширением и полнокровием синусоидов, появлением перитрабекулярных щелей. В выше- и нижерасположенных поясничных позвонках морфологических изменений не выявлено.

Микроскопические исследования фиксируемых спицами задних структур выявили периосталыше наслоения на остистых отростках, которые определялись через 21 день после операции. Это свидетельствовало о возникающей к этому сроку микроподвижности отростков, но не оказывало влияния на репаративный остеогенез.

Анализ рентгеноморфологических данных позволяет утверждать. что разработанное устройство внешней фиксации обеспечивает оптимальные условия для репаративной регенерации. При необходимости оно позволяет осуществлять дозированное растяжение фрагментов поврежденного позвонка для формирования дистракционного регенерата путем дистракционного снондилоэ-пифизеолиза. Оптимальным сроком начала дистракции являются 7-9 дни после операции.

Полученные результаты согласуются с данными ряда исследований по репаративному оотеогепезу длинных трубчатых костей в условиях стабильной чрескостной фиксации и подтверждают необходимость наличия определенных условий (контакт и стабильная Фиксация фрагментов, сохранение остеогешшх тка-

15

ней и кровоснабжения) для оптимального репаративного остео- * генеза (В. И. Стецула с соавт.. 1962, 1964; В. И. Стецула, 1965,1967; Г.И.Лавршцева. Э.Я.Дубров, 1967; Г.А.Илнзаров с соавт., 1968,1969; Г.А.Илнзаров 1971,1972; А.А.Шрейнер, 1978).

При анализе рентгенологических данных при дистракцион-ном спондилоэпифнзеолизе (3 серия опытов) установлено, что высота возникающего диастаза достигала к концу дистракции 23 - 36% от исходной высоты тела "удлиняемого" позвонка. В диастазе определялась однородная тень, идентичная плотности окружающих мягких тканей. Края фрагментов тела и эпифиза приобретали разрыхленный зубчатый характер за счет слабовы-раженных теней.

В периоде фиксации наблюдалось появление теней различной плотности, которые в ранние сроки фиксации (14 дней) определялись с краев фрагментов тела позвонка, а в дальнейшем заполняли и центральную часть диастаза. Через 28 дней фиксации рентгенологически отмечалась зональность формируемого регенерата: в периферических участках определялись плотные, продольно ориентированные тени, а в центральной его части имелась полоса просветления. Через 42-49 дней фиксации регенерат на всем протяжении был представлен плотной тенью неоднородной структуры. ,

В периоде после снятия аппарата наблюдалась дальнейшая перестройка дистракционного регенерата. Через 30 дней после снятия аппарата его плотность соответствовала плотности тела "удлиненного" и смежных с ним поясничных позвонков. Отдаленные результаты, полученные через три года после снятия аппа-16

рата. свидетельствовали о сохранении достигнутого увеличен! высоты тел поясничных позвонков.

Следовательно, выполненное рентгенологическое исследс вание позволяет изучить процесс формирования дистракционног регенерата тел позвонков и свидетельствует об устойчиво увеличении их кранио-каудального размера при моделировани поясничных позвонков.

Микроскопические исследования позволили установить, чт< периферические отделы диастаза в периоде дистракции заполнялись нежноволокнистой соединительной тканью. Волокна ее I капилляры имели продольную ориентацию. Через дефекты эпифп-зарной пластинки в диастаз на глубину 1.0-1,5 мм со сторонь тела и эпифиза врастала пролиферирующая скелетогенная ткань с немногочисленными костными трабекулами. Центральная часть диастаза била заполнена кистозними полостями, ограниченными нитями фибрина. В отдельных случаях микрокисты составляли 40-50% его высоты.

В периоде фиксации продолжалось формиров ние регенерата. Через 28 дней он приобретал зональное строение, т.е. состоял из двух костных отделов и расположенной между ними соединительно-тканной прослойки. В латеральных отделах регенерата наблюдалось замещение прослойки костными трабекулами. Через 42-49 дней фиксации в периферических отделах регенерат состоял из губчатой костной ткани, а в центральной части он сохранял зональное строение.

Посте снятия аппарата наблюдалась дальнейшая структурная перестройка дистракционного регенерата, которая завершалась через 6 месяцев.

Образование регенерата зональной структуры, наличие соединительно-тканной "прослойки, выполняющей функцию зоны его роста подтверждает основные закономерности формирования дистракционного регенерата трубчатых костей (Г.А.Илизаров с соавт., 1968, 1969, 1972, 1982; В.П.Штин. 1974, 1976, 1978;. В.И.Ледяев, 1975; Г. И. Лаврищева, В.П.Штин. 1976; А.М.Хелимс-кий с соавт., 1977; И.А.Имерлишвили с соавт., 1980).

Наличие в центральной части диастаза большого количества кистозных полостей свидетельствует о неблагоприятном течении репаративного остеогенеза и является следствием несоответствия темпа прилагаемых дистракционных усилий и процесса остеогенеза. Наряду с этим, фиксация задних структур позвонков является недостаточно эффективной в виду малых анатомических размеров отростков. В конце периода дистракции уменьшается стабильность фиксации позвонков, что микроскопически выражается появлением периостальных напластований на отростках. Кроме того, сохраняющиеся остатки поврежденной эпифизарной хрящевой цластицкп препятствуют врастанию скеле-тогенной ткани в зону диастаза.

Выявленные особенности формирования регенерата при дистракцнонном спондилоэпифнзеолизе характерны и для дистракционного эпифизеолиза длинных трубчатых костей (Г.А.Илизаров с соавт., 1968,1970; И.А.Старцева с соавт., 1982,1983; 3. И. Горбунова, 1986; В.П.Штин, З.И.Горбунова. 1988).

Анализ рентгенометрических данных продольного размера "удлиняемого" позвонка показал, что его прирост, достигнутый в конце периода дистракции, составляя в среднем 28,9%, сохраняется в конце периода фиксации и не изменяется в отдален-18

ном периоде после снятия аппарата. Однако, учитывая продолжающийся рост позвонков, величина абсолютного прироста "удлиненного" относительно других позвонков при завершении естестбенного роста животного уменьшалась в среднем на 3-5%.

Величина прироста смежных позвонков, находящихся в условиях напряжения растяжения, превышала естественный прирост позвонков животных контрольной группы.

Сопоставляя полученные данные мы пришли к заключению, что напряжение растяжения, возникающее в тканях позвоночника при дозированном перемещении систем аппарата относительно друг друга, является стимулирующим фактором роста позвонков. Оптимальным сроком для оперативного вмешательства при моделировании позвонков способом дистракнионного споидилоэпифи-зеолиза следует считать период окончания естественного роста.

Анализ результатов анатомического исследования 55 препаратов поясничного отдела позвоночника впервые показал характер изменений анатомических структур позвоночника после разгибательного механизма нанесения травмы аппаратом внешней Фиксации и последующего дозированного растяжения тканей позвоночника при дистракционном спондилоэпифизеолизе.

Травматические повреждения были ограничены областью оперированного позвонка и выражались в локальных кровоизлияниях в забрюшинной клетчатке и повреждении передней и задней продольных связок.

Кровоизлип/ния били незначительны по объему, локализованы уровнем поврежденной эпифизарной пластинки и определялись только в ранние сроки после разгибательного спондилоэ-пифизеолиза.

Повреждение передней продольной связки наблюдалось на всех изученных препаратах. При этом разрывы волокон связки определялись на разных ее уровнях в пределах травмированного

I

позвонка, в результате чего происходило расслоение связки без нарушения ее непрерывности.

Повреждение задней продольной связки выявлено только на 11 препаратах, а локализация разрыва определялась либо в центральной части травмированного позвонка, либо на уровне поврежденной эпифнзарной пластинки (в месте переплетения волокон связки с наружными коллагеновыни волокнами фиброзного кольца прилежащего диска). На остальных препаратах имелись разной степени выраженности надрывы ее волокон.

При дистракционном спондилоэпифизеолизе, в различные периоды его выполнения, прослеживалась тенденция анато-мо-функционального восстановления поврежденных связок. Наряду с истончением связок в периоде дистракции, в отдаленном периоде после снятия аппарата происходило восстановление их формы.

. Анатомические изменения тел и отростков поясничных позвонков, дисков поясничного отдела позвоночника на этапах выполнения эксперимента отсутствовали.

Следовательно, анатомические изменения структур оперированного отдела позвоночника не приводили к необратимым патологическим изменениям тканей позвоночника. Они ограничивались областью поврежденного позвонка,, имели выраженную тенденцию к анатомо-функциональному восстановлению и не оказывали влияния на моделирование позвонков способом дистракци-онного спондилоэппфизеолиза.

20

Характер повреждений связочного аппарата позвоночного столба адекватен разгибательному механизму нанесения травмы и согласуется с данными других авторов (3.В.Базилевс-кая 1962,1968; Г.С.Юмашев, Л.Л.Силин, 1971; О.М.Юхно-ва,1985). Локальность повреждений связок в пределах травмированного позвонка показывает малую травматичность способа разгибателыюго спондилоэпифизеолиза.

Анализ нейроморфологических данных (4 серия) показал, что после разгибателыюго спондилоэпифизеолиза и последующего моделирования позвонков макроскопически повреждений мешка твердой мозговой оболочки, нервных волокон спинного мозга, корешков и спинно-мозговых ганглиев на всех препаратах нами не выявлено.

В день операции в эпидуральной клетчатке, на уровне поврежденной эпифизарной пластинки, определялись локальные (от 1.5 до 3.0 мм) кровоизлияния. "Следы" кровоизлияний сохранялись и в раннем послеоперационном периоде в течение 5 дней. Через 21 день после эпифизеолиза они не определялись.

Пейрогнстологические исследования показали, что органические изменения в спинном мозге, ганглиях и корешках на уровне оперируемого отдела позвоночника отсутствовали. Со стороны проводников и клеток наблюдались изменения функционального характера. Они были выражены в конце периода дист-ракции и характеризовались извитостью и варикозностью отдельных нервных волокон спинного мозга: У части нейроцнтов отмечался периферический хроматолиз и эктопия ядра. В конце периода фиксации вышеуказанные изменения в прилежащих нервных структурах сохранялись.

После снятия аппарата отмечалось исчезновение реактивных изменений. Так, через 6 месяцев нервные волокна спинного мозга имели ровные и четкие контуры. Практически все нейро-•циты имели центральное положение ядра и равномерное распре' деление вещества Ниссля.

Сегменты поясничного отдела спинного мозга, расположен. ные выше и ниже "удлиняемого" позвонка, во все изученные сроки эксперимента имели обычное строение, соответствующее

V

возрасту животных.

В результате нейроморфологического исследования нами впервые выявлен характер изменений в прилежащих нервных структурах при дистракционном спондилозпифизеолизе, обоснована безопасность данного способа и возможность его использования для моделирования поясничных позвонков.

Клинические наблюдения не выявили нарушений неврологического статуса оперированных животных.

Вазографические исследования (5 серия) не выявили существенных изменений ангиоархитектоникн артериального русла поясничного отдела позвоночника как после разгибателыюго спондилоэпифизеолиза, так и последующего моделирования позвонков. Брюшная аорта, подвздошные, почечные и поясничные артерии имели обычное строение, соответствующее контрольным животным.

В конце периода дистракции на уровне "удлиненного" позвонка увеличивалось количество артерий за счет формирования межартериальных анастомозов между ветвями 2-4 порядков, отходящих от поясничных артерий. На уровнях позвонков, расположенных выше и ниже "удлиняемого", ветвление поясничных ар-22

терий било ограничено пределами этих позвонков. В крестцо-во-остистых. малой и большой поясничных мышцах отмечалось увеличение количества межаргериалышх анастомозов на уровне "удлиненного" позвонка. Здесь же определялась стертость зональности ветвлений артериальных сосудов.

В конце периода фиксации зональность артериальных "кустиков" становилась более четкой и приближалась к норме. Артерии спинного мозга на всех этапах эксперимента хорошо контрастировались. изменений их внешнего строения не выявлено. Все это позволяет утверждать, что способ дп тракционого спондилоэпифизеолиза является безопасным и не вызывает каких-либо осложнений со стороны артерий костной, мышечной и нервной тканей.

Электромиографические исследования показали, что параметры М-ответа у животных не имели существенных отклонений от нормы в течение всего эксперимента. Случаев ассипетрпи значений какой-либо пз характеристик вызванной биоэлектрической активности также не отмечалось ни в индивидуальных наблюдениях ни в средних величинах. Это свидетельство того, что двигательная функция тазовых конечностей сохранялась.

Выявленные ошибки и связанные с ними осложнения заключались: в прорезывании спиц из остистых отростков при их краевом проведении или неправильном закреплении на дуговых опорах; в краевом повреждении спицами эпифизарных пластинок; в разрыве незапланированной пластинки роста при неправильном расположении шарнирных узлов. У четырех животных наблюдалось воспаление мягких тканей вокруг спиц, проведенных через задние структуры, которое купировалось проведением антибактери-

23 '

альной терапии.

ВЫВОДЫ

. 1. Днстракциошшй спондилоэпифизеолиз является высокоэффективным способом моделирования поясничных позвонков, обеспечивающим устойчивое увеличение кранио-каудального раз-, мера их тел.

2. Способ разгибательного спондилоэпифизеолиза позволяет получить малотравматичное нарушение целостности позвонков с последующим анатомо-функциональным восстановлением позвоночного столба.

3. Результаты топографо-анатомических исследований свидетельствуют о возможности безопасной и стабильной фиксации поясничных позвонков и таза проведенными через них спицами, что в свою очередь дает возможность активно воздействовать на формообразовательные процессы в тканях позвоночника с помощью аппарата внешней Фиксации.

4. Разработанная конструкция аппарата обеспечивает стабильную фиксацию позвонковых сегментов и таза, позволяет осуществлять дозированное воздействие на ткани позвоночного столба, с созданием в них условий для репаративной регенерации и целенаправленного моделирования поясничных позвонков.

5. Результаты выполненных рентгеноморфологических исследований подтверждают малую травматичность,локализованность повреждений структур позвонков, создание оптимальных условии для репаративного остеогенеза, а также эффективность приемов дозированного воздействия на ткани позвоночного столба при целенаправленном формировании дистракционого регенерата тел позвонков.

24 - '

6. Результаты комплексных исследований но изучению спинного мозга, артериальной сети поясничного отдела позвоночника и мышц газовых конечностей животных при моделировании формы и размеров поясничных позвонков показывают, что характер воздействия на эти структуры адекватен механизму травмы, не вызывает в них необратимых патологических изменений и характеризуется тенденцией к полному анатомо-функцио-нальному восстановлению.

7. Ошибки и связанные с ними осложнения при выполнении способа дистракционного спондилоэпифизеолнза имели локальный характер, легко устранялись непосредственно в ходе эксперимента и не оказывали существенного влияния на его результаты. Точное соблюдение разработанных приемов Фиксации позвонков и способа выполнения дистракцноного спондилоэпифизеолнза позволяют избежать ошибок и связанных с ними осложнений.

8. Экспериментальная апробация способа дистракционного спондилоэпифизеолнза и результаты комплексных исследований являются теоретическим обоснованием его клинического применения с учетом апатомо-функцноналышх особенностей позвоночника человека.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ,ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Топографо-анатомическое обоснование применения метода чрескостного остеосинтеза по Илизарову в хирургии позвоночника // Лечение повреждений и заболеваний опорно двигательного аппарата методом чрескостного остеосинтеза по Илизарову. Научные труды ВКНЦ "ВТО". - Казань. 1992. т. ХХХ1.Х, 4.1. С. 25-28. (В соавт. с И.А.Меньщиковой).

2. Особенности фиксации поясничного отдела позвоночника

25

аппаратом Илизарова в эксперименте // Там же. - С. 31-34. (В соавт. с Л.О.Марченковой).

3. Размеры и форма поперечного сечения спинного мозга и позвоночного канала собак в возрастном аспекте // Вопросы травматологии, ортопедии и восстановительной хирургии. Научные труды НИЦТ "ВТО". - Казань. 1993, - т. XL. - С. 111-114. (В соавт. с И. А. Меныциковой).

4. Возможности метода чрескостного остеосинтеза в экспериментальной вертебрологии // Материалы Y1 съезда травматологов-ортопедов СНГ. - Ярославль, 1993. - С. 328-329.

(В соавт. с Г.А.Илизаровым. И.А.Имерлишвили. Л.О.Марченковой, Г.Д.Сафоновой).

5. Влияние напряжения растяжения па рост поясничных позвонков (экспериментальное исследование) // Метод Илизарова - достижения и перспективы. Тез. докл. межд. конф., посвященной памяти акад. Г.А.Илизарова (Курган, 15-17 июня 1993 г.) г Курган. 1993. - С. 345-347. (В соавт. с И.А.Меньщиковой).

6. Ошибки и осложнения при удлинении поясничных позвонков в эксперименте // Там же. - С. 347-348. (В соавт. с Л.О.Марченковой).

7. Варианты фиксации спицами поясничных позвонков собак . // Там же. - С. 348-350.

8. Применение аппарата Илизарова при удлинении поясничных позвонков в эксперименте // Там же. - С. 371-373. (В соавт. с В.И. Шевцовым, И.А. Имерлишвили, Л.О.Марченковой, Г. Д. Сафоновой, И. А. Меныциковой).

9. Ангиоархитектоника поясничного отдела позвоночника