Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Остеонекроз мыщелков бедренной и большеберцовой костей: этиопатогенез, клинико-морфологические особенности, диагностика (экспериментально-клиническое исследование)

На правах рукописи

ЗАЙЦЕВА Марина Юрьевна

ОСТЕОНЕКРОЗ МЫЩЕЛКОВ БЕДРЕННОЙ И БОЛЫПЕБЕРЦОВОЙ КОСТЕЙ: ЭТИОПАТОГЕНЕЗ, КЛИНИКО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, ДИАГНОСТИКА (экспериментально-клиническое исследование)

14.00.22 - травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ- 2005

Работа выполнена в Государственном учреждении Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р.Вредена Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель -Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Нетылько Георгий Иванович

доктор медицинских наук Плоткин Геннадий Львович

доктор медицинских наук профессор Дудин Михаил Георгиевич

Ведущая организация: Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И. Мечникова

Защита состоится 2005 года в ^^ часов на заседании

диссертационного совета Д 208.075.01 при ГУ Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. P.P. Вредена (195427, Санкт-Петербург, ул. академика Байкова, д. 8)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГУ Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. P.P. Вредена

Автореферат разослан 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профеа

Кузнецов И.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Остеонекроз мыщелков бедренной и большеберцовой костей относится к тяжелым дегенеративно-дистрофическим поражениям коленного сустава. По данным различных авторов патология составляет от 2,5% до 18% ортопедических заболеваний коленного сустава и имеет тенденцию к нарастанию (Jacobs В., 1978; Lotke Р. et al., 1980; Rozing Р. et al., 1980),

В отдельную нозологическую форму асептический некроз мыщелков бедренной и большеберцовой костей впервые выделен в 1968 г. (Ahlbäck S. et al., 1968). До этого времени заболевание различными авторами исследовалось и интерпретировалось как рассекающий остеохондрит мыщелков бедренной и большеберцовой костей у пожилых (Корнилов H.H. с соавт., 2002; Rogers W., 1950; Bortolotti Е., 1962; Delfino С., TurriniP., 1966; EngberW-, 1977; Roberts J., 1979).

Этиопатогенетические теории нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей заимствуются по аналогии с асептическим некрозом головки бедренной кости ввиду патофизиологического подобия заболеваний (Ahuja S., Bullough P., 1978; Fisher D., 1978).

В литературных источниках не найдено подтверждения ассоциации остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей с сопутствующими заболеваниями внутренних органов, не выявлено взаимосвязи возникновения заболевания с ослаблением структуры кости в результате остеопороза, а также имеются ли отличительные черты патологического процесса и его динамики, связанные с анатомо-физиологическими особенностями коленного сустава. Однако ряд вопросов, касающихся причин возникновения и особенностей развития патологического процесса данной локализации, остается неразрешенным.

Диагностика остеонекроза представляет большие трудности в связи с неспецифичностью симптоматики и отсутствием рентгенологических признаков начальных стадий патологического процесса, в связи с чем больных иногда длительное время лечат по поводу неправильно диагностированного синовита, повреждения мениска, гонартроза, при чем нередко с применением внутрисуставных инъекций стероидных гормонов, усугубляющих развитие патологического процесса (Куляба Т.А., 1999; Куляба Т.А., Новоселов К.А., 2000; Корнилов H.H. с соавт. 2002). Наиболее часто заболевание диагностируетя на I1I-IV стадиях, когда появляются первые рентгенологические признаки изменения костной ткани (Insall J., Aglietti P., 1980; Aglietti P. et al., 1983).

В связи с поздней диагностикой заболевания отсутствуют отчетливые представления о морфологической динамике остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей и дифференциально-диагностических признаках патологического процесса nocTTpapf^jg^fjjj^gj^jjig^JiHpHoro

| БИБЛИОТЕКА |

! ZW//1

генеза. В литературных источниках нами не найдено морфологического подтверждения остеонекроза мыщелков большеберцовой кости.

Предложено множество способов лечения остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей. Ввиду неясности этиопатогенеза, трудностей диагностики ранних проявлений заболевания, отсутствия четких представлений о динамике морфологических изменений тканей сустава на различных этапах развития патологического процесса не разработаны принципы комплексной патогенетической терапии, отсутствую! четкие показания к конкретным способам хирургического лечения различных стадий заболевания.

Все это свидетельствует об актуальности проблемы и необходимости более глубокого изучения заболевания как с теоретической, так и с практической точек зрения.

Цель исследования. Обоснование принципов комплексной диагностики ранних проявлений остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей и тактики этиоиатогенетического лечения в зависимости от его стадий. Задачи исследования:

1. Создать экспериментальную модель нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей и уточнить этиопатогенетические факторы его развития.

2. В динамике изучить морфологическую картину нетравматического остеонекроза у пациентов с различными стадиями заболевания и установить особенности патологических изменений в тканях коленного сустава.

3. Путем сопоставления экспериментальных, клингасо-рентгенологических и микроскопических данных уточнить морфологические признаки стадийности остеонекроза и выявить динамику развития вторичного гонартроза.

4. Теоретически обосновать принципы диагностики и тактики консервативного и хирургического лечения разных стадий остеонекроза с учетом его типа и степени морфологических изменений тканей коленного сустава.

Научная новизна исследования. Обоснована и разработана экспериментальная модель нетравматического остеонекроза мыщелков, составляющих коленный сустав, у лабораторных животных, этиопатогенетически соответствующая клинической картине заболевания (приоритетная справка № 2004104032 от 19.02.2004).

В ходе экспериментального исследования доказана и при анализе клинико-морфологических данных подтверждена полиэтиологичность остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей.

Выявлены морфологические особенности патологического процесса в мыщелках^ большеберцовой jçocth.

( < И tTl>»- • « 4 > • »« W*» f

Разработаны патоморфологические критерии диагностики различных стадий остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, соответствующих клинико-рентгенологическим стадиям заболевания, и морфологические дифференциально-диагностические признаки остеонекроза травматического и нетравматического (аваскулярного) генеза.

Практическая значимость исследования. Созданная модель нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей может быть использована для испытания способов лечения и методов профилактики заболевания.

Полученные в ходе исследования данные могут быть использованы в целях диагностики, дифференциальной диагностики и выбора методов ■ушопатогенетического лечения патологического процесса в зависимости от стадии его развития.

Апробация работы и внедрение в практику. Основные положения исследования доложены на VII Российском национальном конгрессе «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2002), заседании ассоциации патологоанатомов г. Санкт-Петербурга (Санкт-Петербург, 2002), научно-практической конференции ортопедов, травматологов и хирургов Ленинградской области (Санкт-Петербург, 2002). Результаты внедрены в практику работы ГУ РНИИТО им. Р.Р.Вредена.

Публикации. По материалам исследования опубликовано 5 работ в сборниках научных трудов и республиканских изданиях, в том числе две из них - в центральных медицинских журналах, лицензированных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 256 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического списка использованной литературы, включающего 204 источника, из них 76 отечественных и 128 зарубежных. Работа иллюстрирована 108 рисунками, содержит 19 таблиц.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Остеонекроз мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей -полиэтиологическое заболевание.

2. Выбор тактики лечения патологического процесса должен осуществляться с учетом данных морфологического исследования, позволяющих уточнить характер течения и стадию патологического процесса, а также провести дифференциальную диагностику остеонекроза травматического и нетравматического генеза как в ранних, так и в поздних сроках его развития.

Материалы и методы исследования. Эксперимешальние исследование по моделированию нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей проведено на 344 половозрелых беспородных белых крысах - самцах массой 180-200 г. В исследовании использовали крыс годовалого возраста и крыс старше 2-х лет. Выполнено 12 серий опытов (по 28 животных в серии). 4 крысы в возрасте до одного года и

4 крысы старше двухлетнего возраста составили группы интактных животных.

В ходе эксперимента у животных контролировали активность, вес, аппетит, наблюдали за сохранением функции исследуемой конечности, еженедельно проводили сравнительную локальную термометрию интактного и опытного коленных суставов при помощи бесконтактного термометра ПР-1ЦСХ фирмы «Астрон». Сроки наблюдения составили от 3 дней до 8 недель.

Изменения тканей, составляющих исследуемый и контрлатеральный суставы, оценивали на основании данных рентгенографии, выполнявшейся после забоя животных на рентгеновском аппарате «Маммограф», и результатов морфологического исследования блока тканей, составляющих коленные суставы опытной и интактной конечностей. Материал фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, декальцинировали в смеси органических кислот - трилоне-В. После традиционной проводки и заливки в парафин изготавливали серийные срезы толщиной 8 мкм, проходящие через мыщелки бедренной и болыпеберцовой костей, ориентированные во фронтальной плоскости. Препараты окрашивали гематоксилином и эозином и по ван Гизон. Для выявления кислых мукополисахаридов использовали гистохимическую окраску препаратов альциановым синим. Микроскопическое исследование г/роводили с помощью светового микроскопа МИКМЕД-2 с увеличением в 28, 70, 140 и 280 раз. Оценивали состояние синовиальной оболочки, сухожилий и связок коленного сустава, питающих его сосудов, суставного хряща, костной ткани и костномозговых структур эпифизов бедренной и болыпеберцовой костей. Фотографирование производили с помощью микрофотонасадки МФНЭ-1. С целью количественной оценки изменений костной и хрящевой тканей мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей производили гистоморфометричес кое исследование. Количественный гистоморфометрический анализ проводили с помощью окуляр-микрометра марки АМ-9-2, а также на основе отечественной полуавтоматической системы анализа цифрового видеоизображения «Рабочее место патоморфолога». В каждом исследуемом срезе оценивали толщину суставного хряща и объем трабекулярной кости эпифизов бедренной и болыпеберцовой костей. Статистическую обработку данных выполняли с помощью программы MS Excel из пакета MS Office 98. Достоверность различий показателей в сериях исследования оценивали с учетом стандартного отклонения (±ш) и вероятности случайного различия (р) по Стьюденту-Фишеру Достоверными считали результаты при р <0,05.

Клинический раздел работы основан на анализе историй болезни 128 пациентов в возрасте от 21 года до 72 лет, находившихся на лечении в клинике Российского НИИ травматологии и ортопедии им. Р.Р.Вредена в период с 1994 по 2004 год. Рассекающий остеохондрит бедренной кости у детей не является дегенеративно-дистрофическим заболеванием, а по этиопатогенетичес кому фактору отнесен к остеохондропатиям,

развивающимся в результате дисплазии костной ткани, а именно: аномалий эпифизарного роста и незавершенной оссификации на фоне нарушений внутрикостного кровотока. По этой причине категория больных в возрасте до 21 года не включена в наше исследование.

В ходе клинического исследования учитывали данные анамнеза, наличие сопутствующей патологии, результаты магнитно-резонансной томографии, рентгенологических, артроскопических и лабораторных исследований. Произведен тщательный морфологический анализ биопсийного и послеоперационного материала, полученного от больных. Исследовали ткани, удаляемые при артроскопии и эндопротезировании коленного сустава: трепанбиоптаты, взятые из очага повреждения при диагностической артроскопии сустава, сагиттальные спилы с суставных поверхностей мьпцелков бедренной и болыпеберцовой костей, фрагменты синовиальной оболочки, мениски, внутрисуставные тела. В случаях, когда очаг некроза имел значительную площадь или глубину или в связи с особенностями оперативного вмешательства его не удаляли полностью, исследовали фрагменты костной ткани из зоны некроза и граничащей с ней неповрежденной кости.

Произведены сопоставление морфологических данных с данными магнитно-резонансной томографии, рентгенологических и артроскопических исследований, а также сравнительный анализ результатов обследования, полученных у больных с нетравматическим (аваскулярным) некрозом мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей и рассекающим остеохондритом коленного сустава (болезнью Кенига). Так же, как и в экспериментальном разделе исследования, статистическую обработку данных выполняли с помощью программы MS Excel из пакета MS Office 98.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Экспериментальное исследование проводили с целью выяснения особенностей этиопатогенеза и получения развернутой морфологической картины течения нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей.

В I-IV сериях на 112 крысах разного возраста определяли роль хронической ишемии в возникновении и развитии сегментарного остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей. Хроническую локальную ишемию коленного сустава вызывали введением в параартикулярные ткани 0,1% раствора адреналина гидрохлорида. Действие препарата связано с прессорным эффектом на сосуды в результате влияния на а- и р-адренорецепторы (Машковекий М.Д., 1987).

В опытных (I и Ш) сериях животным разного возраста в течение 6 недель ежедневно в параартикулярные ткани правого коленного сустава через каждые 6 часов вводили 0,2 мл 0,1% раствора адреналина гидрохлорида.

Животным контрольных (П и ГУ) серий в параартикулярные ткани в том же объеме и с той же частотой вводили 0,9% раствор хлористого натрия.

В V - VIII сериях на 112 крысах разного возраста выявляли влияние хронической ишемии на костную ткань животных с признаками нарушения минерального обмена на фоне заранее моделированной почечной недостаточности.

Хроническую почечную недостаточность моделировали животным за 6 месяцев до эксперимента по методике, предложенной Н.А.Гавришевой с соавторами (2002), путем левосторонней нефрэктомии и повреждения 25% коркового вещества правой почки электрокоагуляцией. Через 2 недели после операции у животных наблюдали повышение креатинина плазмы крови до 0,083*0,007ммоль/л (N 0,046±0,004), снижение активности щелочной фосфатазы до 0,029±0,002 мкмоль/л (N 0,047±0.004) и содержания ионизированного кальция сыворотки крови до 0,64+0,23 мкмоль/л (N 1,62±0,36), что свидетельствовало о нарушении азотного и кальциевого обмена. Через полгода после моделирования почечной недостаточности в костной ткани оперированных животных наблюдали морфологическую картину, характерную для начальной стадии реналъной остеодистрофии, не осложненной вторичным гиперпаратиреозом. Неравномерность окраски и расщепление матрикса костных балок, выраженность базофилии линий склеивания и контуров гаверсовых каналов кортикальной кости свидетельствовали о нарушении минерализации костной ткани

В V и VII сериях (опыт) животным разного возраста с моделированной за полгода до исследования реналъной остео дистрофией создавали локальную ишемию правого коленного сустава введением в параартикулярные ткани 0,2 мл 0,1% адреналина гидрохлорида в течение 5 недель через 6 часов.

В VI и VIII сериях (контроль) животным разного возраста с реналъной остеодистрофией в параартикулярные ткани в том же объеме и с такой же кратностью вводили 0,9% раствора хлористого натрия.

В 1Х-ХП сериях на 112 крысах разного возраста с индуцированной реналъной остеодистрофией исследовали влияние на течение патологического процесса хронической латентной ишемии в сочетании с внутрисуставным введением глюкокортикоидов. Дозировка метилпреднизолона соответствовала предлагаемой в клинической практике для внутрисуставного введения препарата в расчете на килограмм веса (0,30,6 мг/кг) (Машковский М.Д., 1987). В пересчете на массу крысы, средняя доза метилпреднизолона, вводимого в сустав, составила 0,12 мг (0,15 мл 0,08% раствора) с кратностью введения 2 раза в неделю.

В IX и XI сериях (опыт) животным разного возраста с заранее вызванной реналъной остеодистрофией в течение 30 дней ежедневно в параартикулярные ткани правого коленого сустава вводили 0,2 мл

0,1% раствора адреналина и 2 раза в неделю внутрисуставно под надколенник-по 0,12 мг (0,15 мл 0,08% раствора) метилпреднизолона.

В X и ХП сериях (контроль) животным разного возраста с ренальной остеодистрофией в параартикулярные ткани правого коленого сустава и внутрисуставно в той же дозе и с той же кратностью вводили 0,9% раствор хлористого натрия.

В ходе проведенных экспериментальных исследований получены следующие результаты.

У животных контрольных серий, а также в контрлатеральном суставе животных опытных серий динамики изменения тканей, составляющих коленный сустав, в сравнении с начальными сроками наблюдения не отмечали, а также не выявляли признаков механических повреждений тканей, составляющих коленный сустав, связанных с внутрисуставным введением препаратов.

Локальная ишемия исследуемых коленных суставов животных опытных серий, сформированная под воздействием вводимого в параартикулярные ткани раствора адреналина гидрохлорида, проявлялась гипотермией и сужением артериальных сосудов окружающих мягких тканей. К концу наблюдения происходило обеднение клеточного состава кроветворного костного мозга и рарефикация губчатого вещества эпифизов бедренной и болыпеберцовой костей исследуемых суставов, подтвержденная гистоморфометрически достоверной убылью объема трабекулярной кости (р<0,05). Однако хроническая ишемия коленного сустава не является достаточным условием для развития субхондрального остеонекроза: в I-П1 сериях исследования ни в одном из наблюдений не было обнаружено признаков некроза миелоидного мозга и костных структур эпифизарных зон бедренной и болыпеберцовой костей.

Локальная ишемия коленного сустава, моделированная на фоне экспериментальной почечной недостаточности, у отдельных животных V и VTI серий сопровождалась развитием очагового остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, чего не наблюдали в предыдущих (I и 1П) сериях наблюдения. Это свидетельствует о повышении чувствительности к гипоксии костной ткани и костномозговых структур у животных с нарушением минерального обмена почечного генеза. При одинаковых условиях проведения эксперимента остеонекроз у молодых крыс (в V серии) регистрировали в 3 случаях из 28 (10,7%), у крыс старше 2-х лет (в VII серии) - в 5 случаях из 28 (17,9%), что свидетельствует о более выраженной чувствительности к гипоксии костной ткани и костномозговых структур у животных с сочетанной остеопатией (ренальной остеодистрофией и возрастным остеопорозом). В эксперименте доказана полиэтиологичность нетравматического остеонекроза: хроническая локальная ишемия коленного сустава является причиной очагового остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, развиваясь в костной ткани с

признаками нарушения минерализации, обладающей пониженной чувствительностью к гипоксии.

Сравнительный анализ данных, полученных в V и IX и в VII и XI сериях наблюдений, показал, что как у молодых крыс (IX серии), так и у крыс старше двух лет (XI серии) внутрисуставное введение метилпреднизолона сопровождалось выраженными дистрофическими изменениями тканей связочного аппарата коленного сустава в виде очагового ослизнения и разволокнения сухожильной ткани, вплоть до формирования кист в местах прикрепления сухожилий к кости, чего не выявляли у животных V и УП серий, которым глюкокортикоиды не применяли. У животных, которым внутрисуставно вводили метилпреднизолон, уже в ранних сроках наблюдения были выявлены крупноочаговые некротические изменения суставного хряща мыщелков, что к концу исследования приводило к формированию поздних стадий гонартроза. Как у молодых, так и у старых животных под влиянием глюкокортикоидов к концу эксперимента наблюдали выраженное п регрессирование локального остеопороза исследуемых суставов, что подтверждено гистоморфометрически статистически достоверной убылью объема трабекулярной кости и количества костных балок эпифизов бедренной и болыпеберцовой костей у животных IX и XI серий по сравнению с таковыми в предшествующих (V и VII) сериях наблюдения.

Под воздействием глюкокортикоидов возможность развития очагового остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей с моделированной хронической ишемией возрастала у молодых животных с 10,7% (в V серии) до 25% (в IX серии), а у старых животных - с 17,8 (в VII серии) до 78,6% (в XI серии). Кроме того, при однотипности развития патологического процесса как у молодых, так и у старых животных применение глюкокортикоидов приводило к ускорению его динамики: у животных IX и XI серий очаговый некроз костномозговых структур и костных балок развивался на неделю раньше, чем у животных V и VTI серий, которым глюкокортикоиды не применяли.

В результате исследования нам удалось детально проследить динамику формирования экспериментально созданного сегментарного остеонекроза у животных с моделированной хронической итпемией коленного сустава. Ранними проявлениями сосудистой недостаточности в мыщелках бедренной и болыпеберцовой костей являлись неравномерность полнокровия и отек костномозговых структур, быстро сменявшиеся запустеванием сосудов с последовательным некрозом костного мозга и костных балок. Со стороны неповрежденной кости наблюдали замещение некротизированного костного мозга грануляционной тканью и остеокластическую резорбцию безостеоцитарных трабекул. Впоследствии во внутренних мыщелках преобладали процессы отграничения участка гибели костной ткани от прилежащей кости путем замещения грануляций волокнисто-хрящевой гканью и формирования вокруг него зоны остеосклероза из сливающихся

и

костных балок. Под влиянием физической нагрузки некротизированные структуры подвергались разрушению. На их месте формировался дефект суставной поверхности, дно которого было представлено склерозированной костью.

В очагах некроза, локализованных в наружных мыщелках, наряду с остеокластической резорбцией некротизированных костных структур демаркационной зоны были выявлены признаки регенерации костной ткани, распространявшиеся со стороны неповрежденной кости вглубь участка повреждения с частичным восстановлением костных структур. У старых животных в очаге некроза наблюдали вялое течение процессов регенерации, что приводило к более выраженным проявлениям гонартроза в поздних сроках исследования. Развитие остеонекроза во всех случаях наблюдения сопровождалось реактивным синовитом, сменявшимся на поздних сроках фиброзированием капсулы.

Клинический материал основан на анализе историй болезни 48 пациентов (основная группа), которым в период с 1994 по 2002 год в клинике РНИИТО им. Р.Р.Вредена был установлен диагноз и проведено оперативное лечение нетравматического (асептического) остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей.

Для подтверждения патогномоничности сочетания сопутствующей патологии с остеонекрозом мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей в качестве контроля использованы результаты случайной выборки анамнестических данных и лабораторных показателей из историй болезни 44 пациентов того же пола и возраста, лечившихся в РНИИТО им. Р.Р.Вредена по поводу травматических повреждений (ушибов, повреждений менисков, вывихов и других). Критерием отбора больных контрольной группы служило отсутствие у них дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава.

Сравнительная характеристика основной и контрольной хрупп наблюдения по поло-возрастному признаку приведена в таблице 1.

Таблица 1

Сравнительная характеристика основной и контрольной 1рупп наблюдения по поло-возрастному признаку

Возраст (лет) Мужчин Женщин | Всего

Основная группа N (%) Контрольная группа ж%) Основная группа N (%) 1 (2,1%) Контрольная группа N (%) Основная группа N (%) Контрольная группа N (%)

31-40 2 (4,2%) 3 (6,2%) -

41-50 1 (2,1) - 2 (4,2%) 4 (9,1%) 3 (6,2%) 4 (9,1%)

51-60 - - 4 (8,4%) 3 (6,8%) 4 (8,4%) 3 (6,8%)

61-70 6 (12,6%) 4 (9,1%) 17 (35,3%) 15(34,1%) 23 (47,9%) 19 (43,2%)

>71 2 (4,2%) 5(11,4%) 13(27,1%) 13 (29,5%) 15(31,3%) 18(40,9%)

Итого 11 (22,9%) 9 (22,7%) 37 (77,1%) | 35 (77,3%) 48 (100%) 44(100%)

Из приведенных в таблице показателей следует, что в основной группе преобладали пациенты старше 60 лет - 38 человек (79,2%). Соотношение мужчин и женщин от общего количества больных составляло 1:3.

Из 48 исследуемых случаев нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей в 36 отмечалось острое начало заболевания: боль в коленном суставе у пациентов возникала внезапно во время ходьбы, а у одного больного среднего возраста - на фоне физической нагрузки при занятиях на тренажере. Боль носила постоянный характер, не исчезала по ночам, усиливалась при физической нагрузке, в начальных стадиях заболевания сопровождалась отечностью сустава. У 7 пациентов <

болевые ощущения в коленном суставе нарастали постепенно, однако все они отмечали эпизод внезапного обострения заболевания. В 25 случаях (52,1%) по прошествии некоторого времени после начала заболевания развивалась варусная или вальгусная деформация конечности, в 16 случаях (33,3%) формировались контрактуры коленного сустава.

25 больным (52,1%) при консервативной терапии ранних стадий нетравматического некроза применяли внутрисуставное введение кортикостероидных препаратов (от 3 до 15 инъекций), после чего у 19 (39,7%) из них усиливалась боль в суставе и нарастала деформация конечности.

Патологический процесс локализовался в правом коленном суставе у 23 больных (47,9%), в левом - у И больных (23%), двустороннее повреждение наблюдали у 14 больных (29,1%), из которых восьми выполнены операции эндопротезирования обоих коленных суставов.

Остеонекроз мыщелков большеберцовой кости наблюдали у 25 больных (52,1%), из них у 19 больных был поражен внутренний мыщелок, у 5 - наружный. У одной больной (2,1%) наблюдали некроз внутреннего мыщелка правой и наружного мыщелка левой большеберцовых костей. В бедренной кости процесс локализовался у 10 больных (20,8%), из которых в 9-и случаях очаг повреждения располагался во внутренних мьпцелках, в 1 - в наружном мыщелке. Сочетанное поражение внутренних мыщелков бедренной и большеберцовой костей отмечали у 13-ти пациентов (27,1%).

Клинико-рентгенологически у 6-и больных установлена II стадия остеонекроза, у 6-и Ш стадия, у 12-ти - IV стадия, у 21 - V стадия. У одной больной наблюдалось сочетание Ш стадии остеонекроза внутреннего мыщелка большеберцовой кости левого коленного сустава и IV стадии -правого. I стадия патологического процесса, не имеющая рентгенологических признаков, обнаружена случайно при морфологическом исследовании послеоперационного материала от двух больных, которым проводили эндопротезирование коленного сустава по поводу гонартроза.

Из сравнительного анализа клинико-лабораторных данных больных основной и контрольной групп наблюдения следует, что среди заболеваний, сопутствующих нетравматическому остеонекрозу мыщелков бедренной и

большеберцовой костей, достоверно чаще встречались поздние стадии ишемической болезни сердца (8,4%) и гипертонической болезни (87,5%), сопровождавшиеся сердечной недостаточностью кровообращения (95,9%), для которой характерны явления гипоксемии, неустойчивость химического состава крови и несовершенство гомеостаза при физической нагрузке, нарушения всех звеньев азотистого обмена. Сердечно-сосудистая патология у больных нетравматическим остеонекрозом мыщелков бедренной и большеберцовой костей в различных вариантах сочеталась с ожирением (79,1%), хроническими заболеваниями печени (25,0%), почек (18,8%), сахарным диабетом (14,5%) и варикозным расширением вен нижних конечностей (22,9%). Сочетанная патология у этих больных сопровождалась склонностью к гиперкоагуляции крови (42%), нарушениями липидного обмена (гиперхолестеринемия в 79,1% случаев), а также проявлениями латентной стадии хронической почечной недостаточности как следствия артериолосклеротического нефросклероза гипертонического и диабетического генеза (повышение показателей мочевины в 54,1% случаев и креатинина крови в 52,1% случаев).

Микроскопически у больных гипертонической болезнью и сахарным диабетом были выявлены признаки микроангиопатии параартикулярных тканей и внутрикостных сосудов артериального типа с частичной облитерацией просвета за счет эластофиброза, стенозирующего склероза и гиалиноза стенки артериол, что создавало прецедент для развития хронической сосудистой недостаточности внутрикостного кровоснабжения. Помимо этого, в пограничной с очагом некроза костной ткани в ряде случаев были обнаружены признаки острого нарушения внутрикостного кровообращения в виде тромбоза разной степени давности или заполнения просвета сосудов агрегированными каплями жира.

Во всех случаях наблюдения были обнаружены морфологические проявления остеопороза и нарушения минерализации костной ткани вне очага повреждения в виде разрежения губчатой кости, истончения костных балок, сглаженности их контуров, неравномерного окрашивания и расщепления костного вещества вдоль линий склеивания с демаскированием костных пластин.

Совокупность клинико-морфолошческих признаков подтверждает положение, выдвинутое нами в ходе экспериментального исследования, о полиэтиологичности нетравматического остеонекроза. Ведущую роль в генезе патологического процесса играет нарушение внутрикостного кровообращения с развитием очаговой ишемии и некроза субхондральной кости, обладающей несовершенной, слабо развишй сетью коллатерального кровообращения.

Фоном для развития очагового субхондрального остеонекроза являются:

а) хроническая пролонгированная недостаточность кровоснабжения субхондральной кости с уменьшением притока крови в результате сужения

просвета сосудов артериального типа, вызванного макро- и микроангиопатией;

б) снижение толерантности костной ткани к гипоксии при остеодистрофии смешанного генеза, доказанное в ходе экспериментального моделирования патологического процесса;

в) увеличение физической нагрузки на ослабленную структуру костной ткани и сдавление гипертрофированными жировыми клетками тонкостенных сосудов ригидного костномозгового пространства, создающие дополнительные условия к нарушению кровоснабжения костной ткани при ожирении.

Причинами ишемии структур, составляющих костную ткань, могут являться:

• неспособность патологически измененных сосудов обеспечить кровоток, адекватный потребностям субхондральной кости при физической нагрузке;

• окклюзия суженных внутрикостных сосудов тромботическими массами при склонности к гиперкоагуляции и угнетении фибринолиза крови;

• агрегация сывороточных липидов в микрососудистом русле при гиперлипидемии.

В результате сопоставления клинико-рентгенологических и патоморфологических данных нами уточнены морфологические признаки стадийности нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей, значительно опережающих его рентгенологические проявления.

Так, в первой стадии (ишемии и формирования очагового некроза), не имевшей рентгенологических признаков, были характерны интактность суставного хршца, последовательный некроз костномозговых структур и костной ткани с отсутствием отчетливого отграничения от неповрежденной кости. В очаге некроза отсутствовали признаки нарушения целостности составляющих его структур и процессов предшествующей регенерации, что свидетельствовало об одномоментности патологических изменений и нетравматическом генезе заболевания.

Во второй стадии (начальных признаков регенерации) в суставном хряще над поврежденной костью отмечали лишь дистрофические изменения. По периферии очага повреждения, имевшего сегментарную форму, наблюдали формирование демаркационной зоны за счет замещения некротизированного костного мозга грануляционной тканью и остеокластической резорбции прилежащих к ней погибших трабекул, а также выявляли начальные признаки регенерации костной ткани, распространявшиеся со стороны прилежащей кости в толщу очага. Рентгенологические признаки были сомнительны. Лишь при расширении демаркационной зоны можно бьшо заметить неотчетливую прерывистость костных структур вокруг участка повреждения. На магнитно-резонансных

томограммах выявляли неоднородность или снижение сигнала Т1 в области патологического очага при интактности покровного хряща.

В третьей стадии остеонекроза наблюдали уплотнение некротизированных структур в очаге повреждения и его «проседание» с деформацией расположенного над ним суставного хряща в виде циркулярной складки. Происходило угнетение процессов регенерации, о чем свидетельствовало преобладание энхондрального типа остеогенеза в демаркационной зоне, что этиопатогенетически обусловлено ухудшением кровоснабжения и снижением регенераторного потенциала прилежащей кости, а также утратой некротизироваюшми структурами пластических свойств в результате их дегенерации в условиях отсутствия кровоснабжения и уплотнения под влиянием непрекращающейся нагрузки. Лишь в этой стадии заболевания на рентгенограммах появлялись отчетливые признаки патологического процесса в виде контрастности очага повреждения, отделенного от неповрежденной кости полосой просветления с ореолом костной реакции.

Признаками завершения третьей стадии патологического процесса являлись фрагментация некротизированной кости поврежденного сегмента с образованием в его толще линии импрессионного перелома и циркулярной трещины в расположенном над ним хряще. Наблюдалось прекращение процессов регенерации и преобладание отграничения патологического очага от прилежащей кости, о чем можно было судить по трансформации незрелых хрящевых структур в волокнистый хрящ и отсутствию признаков остеогенеза в демаркационной зоне, уменьшению количества полнокровных сосудов и слиянию утолщенных трабекул в окружающей кости.

В четвертой стадии на рентгенограммах обнаруживали внутрисуставное тело, расположенное в ложе или свободно в полости сустава с наличием дефекта суставной поверхности. Формирование внутрисуставного тела происходит при отщеплении фрагмента нежизнеспособной кости с прилежащим суставным хрящом вдоль линии импрессионного перелома с сохранением порции некротизированной костной ткани в ложе, представленном склерозированной костью компактного или грубобалочного строения.

В пятой стадии нетравматического остеонекроза рентгенологическая и патоморфологическая картина соответствовала ГП стадии гонартроза с наличием дефекта суставной поверхности на месте бывшего очага повреждения, дно которого было представлено компактной костью с замурованными в ней безостеоцитарными балками или с кистами, содержащими некротизированные костные осколки. Другой характерной особенностью вторичного остеоартроза, развившегося вследствие очагового остеонекроза, являлось значительное отставание изменений суставного хряща и субхондральной кости в мыщелках, сопряженных с поврежденным.

Несмотря на наличие отчетливых морфологических признаков стадийности остеонекроза, следует подчеркнуть условность выделения этих

стадий, так как не всегда наблюдалась единовременность возникновения тех или иных клеточно-тканевых реакций в разных участках очага некроза. Так, при наличии крупного очага повреждения на разных его участках наблюдали различную степень уплотнения костных структур в очаге. В демаркационной зоне наряду со зрелым волокнистым хрящом и формированием зоны остеосклероза можно было обнаружить очажки, заполненные незрелыми хрящевыми структурами с признаками активного энхондрального костеобразования. В таких случаях стадию патологического процесса устанавливали по преобладанию признаков регенерации или отграничения в очаге повреждения.

Морфологические признаки стадийности нетравматического остеонекроза совпадали с полученными в результате экспериментально моделированного остеонекроза. Однако в отличие от экспериментального исследования ни в одном из клинических наблюдений не удалось выявить восстановления структуры костной ткани очага субховдрального остеонекроза. Несмотря на эти различия, созданная в эксперименте модель аваскулярного остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей является патогенетически адекватной клинической картине болезни и может быть использована для испытания средств профилактики и методов лечения гонартроза, остеопороза и остеонекроза. Наиболее пригодным для этих целей является моделирование локальной ишемии в сочетании с внутрисуставным введением метилпреднизолона у старых животных с сочетанной остеопатией (возрастным остеопорозом и экспериментальной ренальной остеодислрофией) ввиду высокой степени прогнозируемое™ моделируемого процесса: доля возникновения остеонекроза превышает 78%. По полученным в эксперименте данным подана заявка на изобретение способа создания модели сегментарного остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой <

костей у животных (приоритетная справка № 2004104032 от 19.02.2004).

В результате клинико-морфологического исследования были выявлены особенности течения патологического процесса в мыщелках болыпеберцовой кости в виде преобладания очагового некроза субхондральной кости уплощенной формы, в связи с чем наблюдалось его раннее разрушение с выкрашиванием в полость сустава. Микроскопические костно-хрящевые осколки, внедряясь в толщу ворсин, стимулировали очаговый хондрогенез и способствовали развитию вторичного хондроматоза коленного сустава, утяжелявшего течение заболевания. Уплощенная форма патологического очага и его раннее разрушение приводили к затруднению рентгенологической диагностики нетравматического остеонекроза мыщелков болыпеберцовой кости, о чем свидетельствовало преобладание послеоперационного материала от больных с Ш-У стадиями заболевания.

Как показало исследование, нетравматический остеонекроз является важным фактором быстро прогрессировавшего развития гонартроза в результате нарушения биомеханики сустава и изменения состава синовиальной жидкости, связанного с сопровождающим патологический

процесс реактивным воспалением синовиальной оболочки. Так, уже в III стадии очагового остеонекроза субхондральной кости, в суставном хряще неповрежденных мыщелков были выявлены начальные признаки гонартроза.

Нетравматический остеонекроз мыщелков бедренной и большеберцовой костей может носить вторичный характер, развиваясь на фоне предшествовавшего гонартроза. В этом случае проявления гонартроза в поврежденном и сопряженных с ним мыщелках значительно опережали стадию развития остеонекроза в очаге.

При анализе клинического материала мы обратили внимание на значительную вариабельность сроков развития той или иной стадии остеонекроза. В экспериментальном исследовании, проведенном на животных, нами было доказано, что внутрисуставное введение глюкокортикоидов приводило к ускорению динамики патологического процесса. Поэтому при анализе факторов, имевших приоритетное значение в ускорении динамики заболевания, нами произведена сравнительная характеристика сроков развития разных его стадий у пациентов, которым вводили гормональные препараты, с теми, кому данный способ лечения не применяли (табл. 2).

Таблица 2

Средние сроки развития разных стадий остеонекроза в зависимости от способа предварительного лечения

Предшествующее Локализация Стадия

лечение 11 III IV V

Без внутрисустав- Бедренная кость 3 1,4 3,1 6

ного введения месяца года года лет

глюкокортикоидов Большеберцовая 0,8 2,8 5,1

кость года года года

При внутрисустав- Бедренная кость 2,5 0,9 2 4,7

ном введении месяца года года года

глюкокортикоидов Большеберцовая кость - 0,7 года 1,9 года 4,5 года

Из приведенных в таблице данных следует, что в бедренной кости патологический процесс развивался медленнее, чем в большеберцовой кости, а внутрисуставное введение глюкокортикоидов приводило к ускорению развития поздних стадий заболевания.

Помимо этого, при использовании глюкокортшсостероидов патологический процесс чаще приобретал рецидивирующий характер течения (5 из 7 наблюдаемых случаев), когда вокруг сформированного очага некроза, отграниченного от прилежащей кости, развивались более свежие некротические изменения костной ткани.

С целью выявления наличия отличительных признаков остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей травматического и аваскулярного генеза нами проведен дополнительный анализ 36 историй

болезней пациентов в возрасте старше 21 года, оперированных в РНИИТО им. Р.Р.Вредена в период с 1998 по 2003 год, которым был установлен диагноз «рассекающий остеохондрит мыщелков бедренной кости» (болезнь Кенига), с последующей сравнительной клинико-морфологической характеристикой полученных данных с таковыми у ранее исследованных 48 больных с нетравматическим остеонекрозом мыщелков бедренной и большеберцовой костей.

Клинико-морфологический анализ показал, что в 92,7% исследованных случаев у этих пациентов имелось микроскопическое подтверждение травматического повреждения костной ткани в очаге. Остальные 7,3% случаев по клинико-морфологическим признакам должны были быть отнесены к нетравматическому остеонекрозу. Следовательно, термин «рассекающий остеохондрит у взрослых» имел собирательное значение, объединяя в себе два разных по этиологическому фактору патологических процесса.

В ходе исследования нами выявлены дифференциально-диагностические признаки очагового остеонекроза субхондральной кости травматического и нетравматического (аваскулярного) генеза.

Среди пациентов, страдавших посттравматическим остеонекрозом, преобладали мужчины молодого возраста, тогда как аваскулярный остеонекроз чаще встречался у женщин старше 60 лет. Большинство пациентов с посттравматическим остеонекрозом связывало появление первых признаков заболевания со свежей травмой коленного сустава, тогда как упоминания о травме давностью более 36 лет имелись в анамнезе у единичных больных с аваскулярным остеонекрозом. Сопутствующие заболевания были выявлены у 25% пациентов с посттравматическим остеонекрозом, при этом не наблюдали преобладания какой-либо характерной патологии. У этих больных не отмечали изменений каких-либо лабораторных показателей. В то же время, аваскулярному остеонекрозу в 98% случаев сопутствовала сочетанная патология внутренних органов, сопровождавшаяся развитием распространенной микроангиопатии, нарушениями минерального, жирового и белкового обмена с развитием гиперхолестеринемии, субпороговым повышением показателей креатинина крови, изменениями показателей свертывающей системы крови.

Причиной обращения за медицинской помощью у больных посттравматическим остеонекрозом служило чувство дискомфорта в суставе, а в более поздних сроках - периодически возникавшая боль, усиливавшаяся при нагрузке. При развитии аваскулярного остеонекроза интенсивная боль появлялась внезапно, не исчезала в покое, сопровождалась ограничением движений.

Для посттравматического остеонекроза типична локализация участка повреждения суставной поверхности латерального отдела медиального мыщелка бедренной кости, прилежащего к межмыщелковой вырезке, тогда как при аваскулярном остеонекрозе наиболее часто патологический процесс

развивается в передне-медиальном отделе внутреннего мыщелка бедренной кости и нагружаемой поверхности внутреннего мыщелка болыпеберцовой кости.

При сцинтиграфическом исследовании с изотопом пирфотех-Тс99т, выполненном в ранних сроках постгравматического остеонекроза, на участке мьпцелка, соответствовавшем очагу повреждения, наблюдалось высокое поглощение препарата, связанное с повреждением сосудов и повышением их проницаемости, в то время как при аваскулярном остеонекрозе регистрировали снижение накопления радиофармпрепарата на 72-80% по сравнению с противоположным суставом.

На магнитно-резонансных томограммах при травматическом повреждении субхондральной кости выявляли участок пониженной эхогенности овальной формы с четкой демаркационной зоной, а при ранних стадиях аваскулярного остеонекроза выявляли зону неравномерного снижения сигнала без четких границ.

При артроскопии, выполненной в ранних стадиях постгравматического остеонекроза, выявляют разволокнение, размягчение, пролабирование суставного хряща над участком повреждения, возможно раннее отщепление фрагмента с формированием трещины по краю. При аваскулярном остеонекрозе в ранних стадиях хрящ остается интактным, лишь при уплотнении некротизированных костных структур появляется циркулярная складка по краю очага. Растрескивание хряща наблюдалось лишь при формировании линии импрессионного перелома в очаге.

На рентгенограммах, выполненных в ранних стадиях постгравматического остеонекроза, выявляли неровно отграниченную зону рентгенопрозрачности или линию просветления в субхондральной зоне поврежденного мыщелка без костной реакции по краю. Для ранних стадий аваскулярного остеонекроза характерно отсутствие рентгенологических проявлений в ранних стадиях. Первые отчетливые рентгенологические признаки появлялись лишь при развитии П1 стадии в виде затемнения в очаге поражения с линией просветления и костной реакции по краю. Позже в толще очага выявлялась линия импрессионного перелома.

Микроскопически в ранних стадиях постгравматического остеонекроза выявляли очаговое разволокнение хряща, нарушение целостности костных балок, наличие кровоизлияний в межбалочном пространстве с последующим его фиброзированием, гемосидероз синовиальной оболочки, отсутствие изменений сосудов в прилежащей костной ткани. Признаки нарушения кровоснабжения и некроза структур костной ткани в отслоенном фрагменте были обнаружены лишь при полном его отделении от прилежащей кости. До этого момента как в основании отслоенного фрагмента, так и в его ложе наблюдали активность процессов регенерации костной ткани с формированием замыкательных пластинок (по типу ложного сустава).

В ранних стадиях аваскулярного некроза микроскопически отмечали интактность суставного хряща, наличие очага ишемического некроза

костномозговых структур при сохранении целостности костных балок, запустевание сосудов межбалочного пространства, формирование демаркационной зоны, заполнявшейся грануляционной тканью, микроангиопатию внутрикостных сосудов, уплотнение и неравномерное обызвествление белковых масс межбалочного пространства.

При полном нивелировании рентгенологической картины поздних стадий рассекающего остеохондрита и нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей были выявлены отчетливые патоморфологические признаки, способствовавшие дифференциальной диагностике этих двух заболеваний. Так, при рассекающем остеохондрите структура костной ткани во внутрисуставном теле сохранялась или была уплотнена за счет наслоений новообразованной кости на поверхности предсуществующих трабекул, а по линии отслоения была сформирована замыкательная пластинка, покрытая зрелым волокнистым хрящом. При аваскулярном некрозе отслоенный фрагмент и его ложе были представлены порциями некротизированной кости.

В результате сравнительного кяинико-морфологического исследования нами были обнаружены существенные различия в структурных изменениях, условиях кровоснабжения, активности остеогенеза и течении репаративной регенерации костной ткани в поврежденном фрагменте при остеонекрозе субхондральной кости травматического и аваскулярного генеза. В связи с этим в клинической практике целесообразно разграничение посттравматического и аваскулярного остеонекроза, что способствовало бы выбору более эффективных этиопатогенетически обоснованных способов оперативного вмешательства и комплекса мероприятий в послеоперационном периоде, направленных на улучшение результатов лечения и замедление развития вторичного гонартроза.

Как показал анализ результатов лечения, даже в поздних стадиях лосттравматического остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей наблюдался положительный эффект при проведении малоинвазивных оперативных вмешательств, направленных на возобновление кровоснабжения и активизацию регенерации в поврежденном фрагменте: микрофракгуринга или остеоперфорации фиксированного костно-хрящевого фрагмента, рефиксации частично отслоенного фрагмента, резекции нестабильных внутрисуставных тел с последующей остеоперфорацией дна сформированных под ним дефектов. У этой категории больных хороших результатов добивались замещением дефекта суставной поверхности способом мозаичной костно-хрящевой аутопластики. При обследовании через год после оперативного вмешательства у них наблюдали восстановление конгруентности суставных поверхностей коленного сустава.

Что же касается больных пожилого возраста, страдавших аваскулярным остеонекрозом мыщелков бедренной и большеберцовой костей, прогноз заболевания у них значительно ухудшался, что создавало предпосылки для тщательного выбора способа лечения.

Так, низкорезультативной являлась остеоперфорация очага некроза или рефиксация отщепленного костно-хрящевого фрагмента. Применение данного способа лечения не предупреждало дальнейшей фрагментации очага повреждения и не обеспечивало достаточных условий для стимуляции его регенерации.

При удалении нестабильного фрагмента и кюретаже или туннелизации его ложа до кровоточащей кости в условиях угнетения кровоснабжения и остеогенеза не происхоило полноценного замещения дефекта новообразованной костью и волокнистым хрящом с восстановлением конгруентности суставных поверхностей, и хотя процесс формирования вторичного остеонекроза несколько замедлялся, но не исключался полностью.

Неудачи при замещении дефекта суставной поверхности алло- или аутотрансплантатами были связаны с тем, что в данных условиях не наблюдалось ожидаемого замещения трансплантата новообразованной костью, а процессы остеогенеза протекали так же, как и при остеонекрозе, завершаясь его отграничением от прилежащей костной ткани с формированием внутрисуставных тел.

При рецидивирующем течении патологического процесса, даже в случаях оперативного воздействия в области дефекта суставной поверхности, образовавшегося после удаления нестабильных внутрисуставных тел, наблюдалось последующее расширение объема некротического очага с образованием внутрисуставных тел в краях дефекта суставной поверхности.

Суммируя результаты экспериментально-клинического исследования, мы можем сделать следующие выводы:

1. В ходе экспериментально-клинического исследования доказана полиэтиологичность нетравматического (аваскулярного) остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей - полиэтиологическое заболевание, в развитии которого определяющую роль играет сосудистая недостаточность кровоснабжения, развивающаяся в субхондральной кости с нарушениями минерального обмена.

2. Созданная в эксперименте модель нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей является патогенетически адекватной клинической картине болезни и может быть использована для испытания средств профилактики и методов лечения патологического процесса.

3. В результате проведенного исследования уточнены морфологические признаки стадийности аваскулярного остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, значительно опережающие его рентгенологические проявления.

4. Особенностью аваскулярного остеонекроза является раннее, в Ш стадии, угнетение регенерации костной ткани с преобладанием отграничения очага некроза от прилежащей кости. В болыпеберцовой

кости участок повреждения имеет уплощенно-сегментарнуго форму, что приводит к затруднению рентгенологической диагностики и раннему разрушению очага некроза с выкрашиванием его элементов в полость сустава.

5. Остеонекроз является важным фактором быстро прогрессирующего развития гонартроза в результате нарушения биомеханики сустава и изменения состава синовиальной жидкости, связанного с сопровождающим патологический процесс реактивным воспалением синовиальной оболочки.

6. Для выбора более эффективных этиопатогенетически обоснованных способов лечения целесообразно учитывать результаты морфологического исследования биопсийного и послеоперационного материала, позволяющего по совокупности объективных микроскопических признаков дифференцировать остеонекроз травматического и аваскулярного генеза как в ранних, так и в поздних сроках его развития, а также выявить стадию и особенности течения патологического процесса.

Практические рекомендации

1. В целях раннего выявления заболевания у больных с подозрением на остеонекроз мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей комплекс диагностических мероприятий должен быть дополнен проведением сцинтиграфического исследования, магнитно-резонансной томографии и диагностической артроскопии коленного сустава, обладающих более выраженной информативностью в ранних стадиях патологического процесса.

2. В ходе обследования больного с целью выбора рациональных способов этиопатогенетического лечения должна проводиться дифференциальная диагностика остеонекроза травматического и нетравматического (аваскулярного) генеза. Для уточнения диагноза необходимо учитывать различие заболеваний по поло-возрастному признаку, связи начальных признаков заболевания с травмой, характеру боли, наличию сопутствующей нетравматическому (аваскулярному) некрозу патологии, сопровождающейся распространенной микроангиопатией, проявлениями системного остеопороза.

3. В комплекс диагностических мероприятий нетравматического остеонекроза должны быть включены лабораторные исследования, направленные на выявление субпороговых нарушений свертывающей системы крови, липидного обмена (гиперлипидемия, гиперхолестеринемия), а также нарушений минерального (Са, Р) и белкового обмена (гипопротеинемия, гипоальбуминемия, повышение содержания мочевины, креатинина) как факторов, способствующих развитию фоновой остеопатии.

4. В случаях затруднений в уточнении диагноза по клинико-ренттенологическим данным необходимо учитывать результаты морфологического исследования биопсийного и послеоперационного материала, позволяющего по совокупности объективных микроскопических признаков дифференцировать патологический процесс травматического и атравматического генеза как в ранних, так и в поздних стадиях его развития. При оперативном или артроскопическом вмешательстве забор материала для морфологического исследования по возможности должен производиться из очага повреждения прилежащей к нему кости и синовиальной оболочки.

5. Консервативное лечение при нетравматическом остеонекрозе должно проводиться лишь в ранних (1-П) стадиях заболевания, в которых проявляется активность процессов регенерации костной ткани в очаге повреждения.

6. Малоинвазивные вмешательства на очаге нетравматического некроза целесообразно применять в Ш-ГУ стадии остеонекроза у пациентов молодого возраста при наличии очага повреждения незначительной площади. В резульате утраты некротизированной костью пластических свойств и отсутствия признаков регенерации в окружающей кости при оперативном вмешательстве показано удаление отслоенного фрагмента и порции некротизированной костной ткани в его ложе до кровоточащей кости с целью активизации кровоснабжения и остеогенеза в дне сформированного дефекта.

7. При клинико-морфологическом подтверждении нетравматического остеонекроза в комплекс консервативных лечебных мероприятий ранних стаий заболевания и послеоперационного периода, помимо ограничения осевой нагрузки, должна быть включена этиопатогенетическая терапия, направленная на улучшение микроциркуляции, активизацию процессов регенерации костной и хрящевой ткани, купирование иммунно-воспалительной реакции синовиальной оболочки, коррекцию нарушений белкового и минерального обмена, корреляцию сдвигов свертывающей системы крови, борьбу с остеопорозом. Совместно с терапевтами необходимо добиваться компенсации проявлений сопутствующей патологии. Ввиду высокой вероятности развития вторичного гонартроза эти больные нуждаются в систематическом диспансерном наблюдении с периодическим проведением консервативного лечения.

8. При нетравматическом остеонекрозе не рекомендуется применять внутрисуставное введение глюкокортикоидов в связи с высоким риском ускорения динамики патологического процесса, его рецидивирования с увеличением объема очага повреждения, развития дегенеративно-дистрофических изменений суставного хряща и связочного аппарата с прогрессивным формированием вторичного гонартроза.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Зайцева М.Ю., Каземирский A.B., Новоселов К.А., Нетылько Г.И. Морфологическая характеристика стадий асептического некроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой кости // Матер. VII Рос. нац. конгр. «Человек и его здоровье». - СПб, 2002. - С. 29.

2. Зайцева М.Ю., Каземирский A.B., Новоселов К.А., Нетылько Г.И. Морфология стадий асептического некроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой кости // Тез. науч.-практ. конф. ортопедов, травматологов и хирургов Ленинградской обл. - СПб, 2002. - С. 54-56.

3. Зайцева М.Ю., Каземирский A.B., Нетылько Г.И., Новоселов К.А., Анисимова Л.О. Остеонекроз мыщелков, составляющих коленный сустав // Тр. С-Петербургской ассоц. патологоанатомов «Патологическая анатомия на рубеже веков»: Вып. 36-44. - СПб: Изд. дом СПбМАПО, 2003. - С. 290-297.

4. Зайцева М.Ю., Каземирский A.B., Новоселов К.А., Анисимова Л.О., Нетылько Г.И. Патоморфологические изменения костной ткани при остеонекрозе мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей // Травматология и ортопедия России. - 2003. - №1. - С. 15 -19.

5. Расулов P.M., Корнилов Н.В., Большаков О.П., Титова А.Т., ТашаевШ.С., Зайцева М.Ю., Аганезов С.А., Болобовко А.Э. Морфологическая и морфометрическая характеристика головки бедренной кости при ее экспериментальном некрозе и неполной окклюзии бедренной артерии // Морфология. - 2004. - №1. - С. 83-87.

Подписано в печать у'5М Формат 60x84/16. Печать офсетная Уч. неч. л . Тираж /СО . Закат .

Отпечатано с гоювого оригинал-макета, предоставленною автором, в типографии Издательства Политехническою университета 195251, Санкт-Петербург, Полшехническая, 29.

í

I

f

л

t

№-352S

РНБ Русский фонд

2006-4 6023

В отдельную нозологическую форму патология впервые выделена в 1968 г. (Ahlback S. et al., 1968). До этого времени подобные повреждения исследовались и интерпретировались различными авторами как рассекающий остеохондрит мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей у пожилых (Корнилов HLH. с соавт., 2002; Rogers W., 1950; Bortolotti Е., 1962; Delfino С., TuniniP., 1966; EngberW., 1977; Roberts J., 1979).

Посттравматический остеонекроз костной ткани достаточно хорошо изучен. Что же касается остеонекроза нетравматического происхождения, до настоящего времени не существует единой точки зрения на причины возникновения и закономерности развития патологического процесса данной локализации. Этиопатогенетические теории сегментарного некроза субхондральной кости мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей заимствуются по аналогии с асептическим некрозом головки бедренной кости ввиду патофизиологического подобия заболеваний (Ahuja S., Bullough P., 1978; Fisher D., 1978).

В настоящее время многими исследователями поддерживается теория развития патологического процесса под влиянием хронической микротравматизации наиболее нагружаемого отдела эпифиза, происходящей на фоне нарушения внутрикостного метаболизма и сопровождающейся возникновением множественных микропереломов костных структур с последующим очаговым некрозом губчатой кости и костного мозга. Микроперелом костных балок при непрекращающейся функции сустава неизбежно влечет за собой серию таких же мелких нарушений целостности кости. Объем повреждения костной ткани возрастает, а условия ее заживления оказываются неблагоприятными (Некачалов ВЛЗ., 2000; Lotke Р., Ecker V., 1981). Действительно, патологический процесс чаще развивается в наиболее нагружаемых внутренних мыщелках коленного сустава. Но в контингенте больных, страдающих остеонекрозом мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, не наблюдалось преобладания пациентов, деятельность которых была бы связана с физическими нагрузками (Диваков MX., 1991; Croft P. et al., 1992). Отсутствие в начальных стадиях заболевания рентгенологических признаков изменения структуры костной ткани, ее гибель, а не срастание перелома ставят под сомнение представление о первичном возникновении микроперелома как причины развития некроза (Михайлова Н.М., Малова М.Н., 1982).

Все более уверенно заявляют о себе приверженцы сосудистой теории патогенеза остеонекроза. Однако при изучении сосудистого русла бедренной и болыпеберцовой костей инъекционными методами было обнаружено наличие большого количества анастомозов между артериями, кровоснабжающими эпифизы. Поэтому вызывает сомнение возможность развития инфаркта кости в мыщелках, составляющих коленный сустав, при остром нарушении артериального кровоснабжения (Scapinelli R., 1968, Riggs S. et al., 1982).

В отдельных случаях невозможно определить факторы, способствующие развитию сегментарного некроза субхондральной кости, что дало повод к сохранению группы так называемого идиопатического остеонекроза. Однако в настоящее время категория больных с диагнозом «идиопатический некроз» может быть значительно сокращена. При более детальном обследовании у них может быть выявлена скрытая патология, предрасполагающая к развитию остеонекроза — гиперкоагуляция, гемоглобинопатия, гиперлипидемия, сахарный диабет, подагра, почечная недостаточность, кортикостероидная терапия, применение нестероидных противовоспалительных препаратов, лучевая терапия (Берглезов М.А. с соавт, 1997; McCarthy Е., Frassica F., 1998).

В литературных источниках не найдено подтверждения ассоциации остеонекроза с сопутствующими заболеваниями внутренних органов, а также не выявлено взаимосвязи патологического процесса с ослаблением структуры кости в результате остеопороза (Mont М., Hungerfort D., 1995).

Остеонекроз мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей как нозологическая единица недостаточно известен практическим врачам, для чего имеются объективные причины. Симптомы заболевания неспецифичны и могут встречаться при развитии других патологических процессов в коленном суставе (Куляба Т.А., 1999; Куляба Т.А., Новоселов К.А., 2000). Помимо этого, отсутствуют рентгенологические признаки начальных стадий заболевания. Поэтому диагностика остеонекроза, особенно на ранних стадиях, представляет большие трудности, в связи с чем больных иногда длительное время лечат по поводу неправильно диагностированного синовита, повреждения мениска, гонартроза и других, причем нередко с применением внутрисуставных инъекций стероидных гормонов, усугубляющих развитие патологического процесса (Корнилов Н.Н. с соавт., 2002). Наиболее часто заболевание диагностируетя на IH-IV стадиях, когда появляются первые рентгенологические признаки изменения костной ткани (Insall J., Aglietti P., 1980; Aglietti P. et al., 1983).

Предложено множество способов лечения остеонекроза мыщелков, составляющих коленный сустав. Консервативное лечение состоит из иммобилизации, разгрузки (применения дополнительных средств опоры), анальгезирующих средств и лечебных упражнений для конечности в разогнутом положении (Insall J., Aglietti P., 1980; Lotke P. et al., 1981). Работы о применении малоинвазивных методик лечения ранних стадий остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей имеют единичный характер (Куляба Т.А., 1999). В последние годы все более широкое распространение для лечения поздних стадий заболевания получило эндопротезирование коленного сустава (Корнилов HJB. с соавт., 1996). В связи с хирургическим лечением больных лишь с поздними стадиями заболевания отсутствуют отчетливые представления о морфологических признаках динамики патологического процесса, а морфологическое подтверждение остеонекроза в мыщелках болыпеберцовой кости до настоящего времени отсутствует (Insall J., Aglietti P., 1980; Mankin H., 1992).

Ввиду неясности этиологии и патогенеза, трудностей в диагностике ранних стадий патологического процесса, отсутствия четких представлений о динамике морфологических изменений тканей сустава, соответствующей стадиям заболевания, не разработаны принципы комплексной патогенетической терапии, отсутствуют четкие показания к конкретным способам хирургического лечения при различных стадиях заболевания. s

Все это свидетельствует об актуальности проблемы и необходимости более глубокого изучения заболевания как с теоретической, так и с практической точек зрения.

Цель исследования

Обоснование принципов комплексной диагностики ранних проявлений остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей и тактики этиопатогенетического лечения в зависимости от его стадий.

Задачи исследования

1. Создать экспериментальную модель нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей и уточнить этиопатогенетические факторы его развития.

2. В динамике изучить морфологическую картину остеонекроза у пациентов с различными стадиями заболевания и установить особенности патологических изменений в тканях коленного сустава.

3. Путем сопоставления экспериментальных, клинико-рентгенологических и микроскопических данных уточнить морфологические признаки стадийности остеонекроза и выявить динамику развития вторичного гонартроза.

4. Теоретически обосновать принципы диагностики и тактики консервативного и хирургического лечения разных стадий остеонекроза с учетом его типа и степени морфологических изменений тканей коленного сустава.

Изучаемые явления

1. Морфологические изменения костной, хрящевой ткани и синовиальной оболочки, соответствующие различным стадиям остеонекроза мыщелков, составляющих коленный сустав.

2. Степень изменения хряща мыщелков вне очага поражения в зависимости от стадии остеонекроза.

Объекты исследования

1. Материал от экспериментальных животных (344 крысы).

2. Истории болезни 48 больных с остеонекрозом мыщелкой бедренной и болыпеберцовой костей, 44 больных с травматическими повреждениями без признаков дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава, 36 больных с диагнозом «рассекающий остеохондрит мыщелков бедренной кости (болезнь Кенига)», проходивших лечение в РНИИТО им. P.P. Вредена.

3. Послеоперационный материал от 48 больных с остеонекрозом мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей и 36 больных с рассекающим остеохондритом мыщелков бедренной кости (болезнью Кенига): костные фрагменты из очага некроза и прилежащей к нему костной ткани, спилы с мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей с очагом поражения и вне него, удаленные во время операций внутрисуставные и хондроматозные тела, фрагменты капсулы, мениски.

Методы исследования

Клинический, рентгенологический, артроскопический, магнитно-резонансная томография, экспериментальный, патоморфолошческий, гистоморфометрический, статистический.

Используемые средства

Лабораторные животные (344 крысы), рентгеновский аппарат «маммограф», рентгеновская пленка, консерванты и красители для изготовления микропрепаратов, микротом, световой микроскоп «Микмед-2» с увеличением в 28,70,140 и 280 раз, персональный компьютер, сканер, компьютерная видеокамера, микрофотонасадка МФНЭ-1, фотоаппарат, фотопленка.

Научная новизна исследования

Обоснована и разработана экспериментальная модель нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей у лабораторных животных, этиопатогенетически соответствующая клинической картине заболевания (приоритетная справка № 2004104032 от 19.02.2004).

В ходе экспериментального исследования доказана и при анализе клинико-морфологических данных подтверждена полиэтиологичность нетоавматического остеонекооза мышелков бедоенной и болыпеберцовой костей.

Выявлены морфологические особенности патологического процесса в мыщелках болыпеберцовой кости.

Разработаны патоморфологические критерии диагностики различных стадий остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, соответствующих клинико-рентгенологаческим стадиям заболевания, а также морфологические дифференциально-диагностические признаки остеонекроза травматического и нетравматического (аваскулярного) генеза.

Практическая значимость работы

Созданная модель нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей может быть использована для разработки способов лечения и методов профилактики заболевания.

Полученные в ходе исследования данные могут быть использованы в целях диагностики, дифференциальной диагностики и выбора методов этиопатогенетического лечения патологического процесса в зависимости от стадии его развития.

Положения, выносимые на защиту

Остеонекооз мышелков белоенной и болыпебеоновой костей -полиэтиологическое заболевание.

Патоморфологическое исследование биопсийного и послеоперационного материала позволяет уточнить характер течения и стадию патологического процесса, а также провести дифференциальную диагностику остеонекроза травматического и нетравматического генеза как в ранних, так и в поздних сроках его развития.

Апробация работы

Основные положения исследования доложены на УП Российском национальном конгрессе «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2002), заседании ассоциации патологоанатомов Санкт-Петербурга (Санкт-Петербург, 2002), научно-практической конференции ортопедов, травматологов и хирургов Ленинградской области (Санкт-Петербург, 2002).

Публикация материалов исследования

По материалам исследования опубликовано 5 работ в сборниках научных трудов и республиканских изданиях, в том числе две из них — в центральных медицинских журналах, лицензированных ВАК РФ.

Объем и структура работы

Диссертация изложена на 257 страницах машинописного текста, набранного на компьютере, и состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического списка использованной литературы, включающего 204 источника, из них 76 отечественных и 128 зарубежных. Работа иллюстрирована 108 рисунками, содержит 19 таблиц.

ВЫВОДЫ

1. В ходе экспериментально-клинического исследования доказана полиэтиологичность нетравматического (аваскулярного) остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, в развитии которого определяющую роль играет сосудистая недостаточность кровоснабжения, развивающаяся в субхондральной кости с нарушениями минерального обмена.

2. Созданная в эксперименте модель нетравматического остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей является патогенетически адекватной клинической картине болезни и может быть использована для испытания средств профилактики и методов лечения патологического процесса.

3. В результате проведенного исследования уточнены морфологические признаки стадийности аваскулярного остеонекроза мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, значительно опережающие его рентгенологические проявления.

4. Особенностью аваскулярного остеонекроза является раннее, в П1-ей стадии, угнетение регенерации костной ткани с преобладанием отграничения очага некроза от прилежащей кости. В болыпеберцовой кости участок повреждения имеет уплощенно-сегментарную форму, что приводит к затруднению рентгенологической диагностики и раннему разрушению очага некроза с выкрашиванием его элементов в полость сустава.

5. Остеонекроз является важным фактором быстро прогрессирующего развития гонартроза в результате нарушения биомеханики сустава, а также изменения состава синовиальной жидкости, связанного с сопровождающим патологический процесс реактивным воспалением синовиальной оболочки.

6. Для выбора более эффективных этиопатогенетически обоснованных способов лечения целесообразно учитывать результаты морфлогического исследования биопсийного и послеоперационного материала, позволяющего по совокупности объективных микроскопических признаков дифференцировать остеонекроз травматического и аваскулярного генеза как в ранних, так и в поздних сроках его развития, а также выявить стадию и особенности течения патологического процесса.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В целях раннего выявления заболевания у больных с подозрением на остеонекроз мыщелков бедренной и большеберцовой костей комплекс диагностических мероприятий должен быть дополнен проведением сцинтиграфического исследования, магнитно-резонансной томографией и диагностической артроскопией коленного сустава, обладающих более выраженной информативностью в ранних стадиях патологического процесса.

2. В ходе обследования больного с целью выбора рациональных способов этиопатогенетического лечения должна проводиться дифференциальная диагностика остеонекроза травматического и нетравматического (аваскулярного) генеза. Для уточнения диагноза необходимо учитывать различие заболеваний по полово-возрастному признаку, связи начальных признаков заболевания с травмой, характеру боли, наличию сопутствующей нетравматическому (аваскулярному) некрозу патологии, сопровождающейся распространенной микроангиопагией, проявлениями системного остеопороза.

3. В комплекс диагностических мероприятий нетравматического остеонекроза должны быть включены лабораторные исследования, направленные на выявление субпороговых нарушений свертывающей системы крови, липидного обмена (гиперлипидемия, гиперхолестеринемия), а также нарушений минерального (Са, Na, Р) и белкового обмена (гипопротеинемия, гипоальбуминемия, повышение содержания мочевины, креатинина) как факторов, способствующих развитию фоновой остеопатии.

4. В случаях затруднений в уточнении диагноза по клинико-рентгенологическим данным необходимо учитывать результаты морфологического исследования биопсийного и послеоперационного материала, позволяющего по совокупности объективных микроскопических признаков дифференцировать патологический процесс травматического и аваскулярного генеза как в ранних, так и в поздних стадиях его развития. При оперативном или артроскопическом вмешательстве забор материала для морфологического исследования по возможности должен производиться из очага повреждения, из прилежащей к нему кости и синовиальной оболочки.

5. Консервативное лечение при нетравматическом остеонекрозе должно проводиться лишь в ранних (I-П) стадиях заболевания, когда проявляется активность процессов регенерации костной ткани в очаге повреждения.

6. Малоинвазивные вмешательства на очаге нетравматического некроза целесообразно применять в III-IV стадиях остеонекроза у пациентов молодого возраста, при наличии очага повреждения незначительной площади. В результате утраты некротизированной костью пластических свойств и отсутствия признаков регенерации в окружающей кости при оперативном вмешательстве показано удаление отслоенного фрагмента и порции некротизированной кости в его ложе до кровоточащей кости с целью активизации кровоснабжения и остеогенеза в дне сформированного дефекта.

7. При клинико-морфологическом подтверждении нетравматического остеонекроза в комплекс консервативных лечебных мероприятий ранних стаий заболевания и послеоперационного периода, помимо ограничения осевой нагрузки, должна быть включена этиопатогенетическая терапия, направленная на улучшение микроциркуляции, активизацию пропессоь регенерации костной и хрящевой ткани, купирование иммунно-воспалительной реакции синовиальной оболочки, коррекцию нарушений белкового иминерального обмена, корреляцию сдвигов свертывающей системы крови, борьбу с остеопорозом. Совместно с терапевтами необходимо добиваться компенсации проявлений сопутствующей патологии. Ввиду высокой вероятности развития вторичного гонартроза эти больные нуждаются в систематическом диспансерном наблюдении с периодическим проведением консервативного лечения.

8. При нетравматическом (аваскулярном) остеонекрозе не рекомендуется применять внутрисуставное введение глюкокортикоидов в связи с высоким риском ускорения динамики патологического процесса, его рецидивирования с увеличением объема очага повреждения, развития дегенеративно-дистрофических изменений суставного хряща и связочного аппарата с прогрессивным формированием вторичного гонартроза.