Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Патогенетическое обоснование комплексное лечение неосложненных и осложненных переломов длинных костей



РГБ ОД

15 ИЮЛ2007

На правах рукописи

ЛЕОНОВА Светлана Николаевна

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

КОМПЛЕКСНОГО ЛЕЧЕНИЯ НЕОСЛОЖНЕННЫХ И ОСЛОЖНЕННЫХ ПЕРЕЛОМОВ ДЛИННЫХ КОСТЕЙ

14.00.22 - травматология и ортопедия 14.00.16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Иркутск, 2002

Работа выполнена в ГУ "Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии ВСНЦ СО РАМН"

Научные руководители:

Заслуженный деятель науки и техники РФ, Лауреат Государственной премии в области науки и техники РФ,

доктор медицинских наук, профессор Л.П. Барабаш

Заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор В.В. Малышев

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор В.II. Кувина

кандидат медицинских наук, доцент Т.Д. Четверикова

Ведущее учреждение:

Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. P.P. Вредена (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится "_"__2002 г. в"_" часов на заседании Диссертационного совета Д 001.054.01 в ГУ "Восточно-Сибирский научный центр Сибирского отделения РАМН" по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ "Восточно-Сибирский научный центр Сибирского отделения РАМН" по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16.

Автореферат разослан "_"_ 2002 г.

Ученый секретарь . .л К*

Диссертационного совета,

кандидат медицинских наук /](/ / Л. Ф. Шолохов

S3 ¿Гп Л

Список сокращений, использованных в работе

АП - антирезорбтивные препараты

ГБО - гипербарическая оксигенация

ГК - глюкокортикоиды

ИН - индекс нагрузки

К А - катехоламины

МПКТ - минеральная плотность костной ткани

МЭ - микроэлементы

СИ - системный индекс

СИЭ - системный индекс электролитов

ТТГ - тиреотропный гормон

ХТО - хронический травматический остеомиелит

ЧКО - чрескостный остеосинтез

ЩЖ - щитовидная железа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

В настоящее время проблема лечения переломов длинных костей остается актуальной в связи с увеличением абсолютного числа больных с различными видами нарушения консолидации переломов, числа инвалидов среди данной категории больных и неблагоприятными результатами лечения. В структуре первичной инвалидности превалирует стойкая утрата трудоспособности от травм нижних конечностей, которая составляет 52,5—71,9 %, а нарушение консолидации переломов среди последствий травм нижних конечностей достигает 71,4% (Сидорова Г.В. с соавт., 1999).

Особенно важной проблемой является лечение переломов, осложненных хроническим остеомиелитом, при котором довольно сложно добиться консолидации перелома (Аранович A.M. с соавт., 1998; Амирасланов Ю.А. с соавт., 2000). В связи с ростом травматизма, изменениями иммунореактивности организма человека, появлением ан-тибиотико-резистентной микрофлоры отмечается увеличение гнойных осложнений, в том числе и травматического остеомиелита. В общей структуре инвалидов от травм больные с остеомиелитом бедра и голени составляют 37,9 % (Сидорова Г.В. с соавт., 2000).

Причины неудач при лечении переломов и факторы, неблагоприятно влияющие на процессы регенерации, весьма разнообразны (Корж Л.А., 1989; КувинаВ.Н., 1991; Десятниченко К.С. с соавт., 1993; СадофьеваВ.И. с соавт., 1998; Барабаш Ю.А., 2001).

Важную роль для нормальной консолидации перелома играет состояние макро- и микроэлементного гомеостаза, кровообращения, иммунитета, метаболической перестройки организма (Барабаш А.П. с

соавт., 1995; Переслыцких П.Ф., 1995; Агаджанян В.В., Кожевников B.C.,1996; Миронов С.П. с соавт., 2000; Корнилов Н.В., Авру-нин А.С., 2001). Анализ литературных данных показывает важную роль стресс-реакции, возникающей после травмы, в перестройке метаболизма и физиологических функций организма (Меерсон Ф.З., Пшен-никоваМ.Г., 1988; Васильева Л.С. с соавт., 1995), однако недостаточно данных о соотношении динамики стресс-реакции и динамики развивающихся гомеостатических изменений организма при нарушении консолидации перелома.

Среди всех методов оперативного лечения переломов длинных костей в настоящее время наиболее оптимальным является метод чрес-костного остеосинтеза (ЧКО) (Илизаров Г.А., 1982; Барабаш А.П., Соломин Л.Н., 1992; Соломин Л.Н., 1996), особенно при лечении переломов, осложненных хроническим остеомиелитом (Столяров Е.А. с соавт., 1999). Несмотря на это, при применении данного метода сроки консолидации переломов могут достигать 9,5 и более месяцев (Гюль-назарова C.B. с соавт., 1999), а попытки оптимизировать репаратив-ные процессы в костной ткани не приводят к желаемым результатам.

Неудовлетворительные результаты лечения связаны с недостаточными знаниями вопросов патогенеза нарушения консолидации переломов и, соответственно, не всегда обоснованной патогенетической направленностью лечебных воздействий. При анализе литературы мы не встретили работ, в которых бы приводились исчерпывающие сведения о механизмах нарушения консолидации переломов длинных костей. Имеются лишь отдельные сообщения о влиянии различных нарушений гомеостаза на процессы репаративной регенерации костной ткани (Балдин Ю.П. с соавт., 1995; Рожинская Л.Я., 1998; Барабаш А.П. с соавт., 2000).

Все вышеизложенное и послужило основанием для выполнения настоящего исследования.

Цель работы

Раскрытие закономерностей и механизмов нарушения основных показателей гомеостаза организма у больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей и разработка на этой основе патогенетически обоснованного принципа лечения, оценка его эффективности.

Задачи исследования:

1. Исследовать закономерности изменения центрального и регионарного кровотока, минерального состава организма, минеральной плотности костной ткани при неосложненных и осложненных переломах длинных костей.

2. Изучить закономерности изменения активности иммунной системы и функции щитовидной железы у больных с неосложненны-ми и осложненными остеомиелитом переломами длинных костей.

3. Доказать патогенетическую обоснованность применения комплексного метода лечения, включающего гипербарическую оксиге-нацию, антирезорбтивные препараты и активаторы стресс-лимити-рующих систем для ускорения консолидации переломов длинных костей.

4. Оценить клиническую эффективность комплексного метода при лечении больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей.

5. Разработать способ прогнозирования регенерации костной ткани у больных с переломами длинных костей.

Научная новизна

У больных с медленно консолидирующимися переломами длинных костей впервые выявлено значительное уменьшение регионарного кровотока, снижение минеральной плотности костной ткани, нарушение баланса макро- и микроэлементов, развитие иммунодефицита, снижение функции щитовидной железы, преобладание процесса резорбции над костеобразованием, что, вероятно, лежит в основе нарушения регенерации костной ткани. При переломах, осложненных хроническим остеомиелитом, установлены более глубокие изменения в минеральном составе костной ткани, снижение кровотока на поврежденной конечности, функциональной активности щитовидной железы, депрессия функции иммунной системы, нарушение баланса макро- и микроэлементов, что ведет к выраженному нарушению консолидации переломов. Новыми являются данные о том, что между показателями Т-клеточного звена иммунитета и степенью снижения минеральной плотности костной ткани имеется тесная обратная корреляционная зависимость. Разработана концептуальная схема включения общих патогенетических механизмов нарушения консолидации длинных костей при переломах и определены патогенетически обоснованные пути коррекции гомеостаза.

На основании доказанной разницы в увеличении минеральной плотности костной ткани в процессе лечения больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей разработан способ прогнозирования регенерации костной ткани.

Приоритетными являются результаты о высокой эффективности комплексного метода, включающего гипербарическую оксигенацию, антирезорбтивные препараты и активаторы стресс-лимитирующих систем, по сокращению сроков консолидации при лечении больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в том, что на основании проведенного исследования выявлены нарушения важных показателей гомеостаза организма у больных с нео-сложненными и осложненными переломами длинных костей и на этой основе разработан патогенетически обоснованный комплексный метод лечения, включающий применение гипербарической оксигена-ции, антирезорбтивных препаратов и активаторов стресс-лимигирую-щих систем.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Важными звеньями патогенеза нарушения консолидации длинных костей у больных с переломами являются: стресс-реакция, нарушение регионарного кровотока, метаболизма костной ткани, снижение функции щитовидной железы, развитие иммунодефицита, усиление патологической резорбции, дисбаланс макро- и микроэлементов.

2. Патогенетически обоснованными методами лечения являются применение гипербарической оксигенации, антирезорбтивных препаратов, активаторов стресс-лимитирующих систем.

3. Комплексный метод лечения больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей является клинически высокоэффективным способом улучшения гомеостаза организма и сокращения сроков консолидации переломов.

Апробация материалов диссертации

Материалы исследования доложены на заседаниях Байкальского научно-практического общества ортопедов-травматологов (1999, 2000, 2001 гг.), на IV всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Дни иммунологии в Санкт-Петербурге" (2002 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 работ. Получено положительное решение на выдачу патента по заявке "Способ прогнозирования регенерации костной ткани" (№ 2001117559 от 22 июля 2001 г.).

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы о методах исследования, клинической характеристики больных, двух глав результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы и приложений.

Текст изложен на 161 странице машинописи, содержит 21 таблицу и 10 рисунков. Библиография включает 287 источников, из них 187 отечественных и 100 иностранных авторов.

Методы исследования

В процессе лечения больных оценивалась клинико-рентгенологи-ческая картина; содержание макро- и микроэлементов, активность щелочной и кислой фосфатазы, уровень тиреоидных гормонов сыворотки крови, иммунологические показатели крови; исследовался центральный и регионарный кровоток, минеральная плотность костной ткани.

В сыворотке крови исследовали содержание макро- и микроэлементов колориметрическим методом: железа, кальция, фосфора, хлоридов, магния коммерческими тест-системами фирмы "Human" (Германия), меди и цинка тест-системами фирмы "Sentinel" (США), активность щелочной и кислой фосфатазы кинетическим методом тестсисте-мами фирмы "Cormay" (Польша), уровень тиреовдных гормонов методом иммуноферментного анализа: тироксина (Т4), трийодтиронина (ТЗ) и тиреотропного гормона (ТТГ) тест-системами фирмы "Алькор Био" (Россия). Исследования выполнялись на биохимическом полуавтоматическом микроанализаторе "Humalayser" 2000 (Германия) и иммунофермен-тном анализаторе фирмы "BIO ТЕК" (США). Иммунологические показатели исследовали в периферической крови общепринятыми методами: уровень Т-лимфоцитов (Е-РОК) методом спонтанного розеткообразо-вания с эритроцитами барана, субпопуляции Т-клеток теофиллинрези-стентные (Ет.р.-РОК) и теофиллинчувствигельные (Е т.ч.-РОК) нагрузочными тестами с теофиллином, иммуноглобулины А, М, G методом радиальной имммунодиффузии по Манчини, фагоцитарную активность нейтрофилов фагоцитозом с частицами латекса, функциональную активность нейтрофилов в спонтанном и индуцированном зимозаном вариантах тестом восстановления нитросинего тетразолия (HCT тест).

Показатели регионарного кровотока и центральной гемодинамики определяли методом реографии на приборе "РИСТА-131-РЕО" (г. Таганрог).

Минеральную плотность костной ткани (МПКТ) исследовали методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии на остео-денситометре PIXI (LUNAR, США). Работа на денситометре осуществлялась согласно инструкции фирмы производителя с обязательной ежедневной калибровкой и самопроверкой аппарата. У каждого обследуемого проводили измерение МПКТ пяточной кости (правой и левой) и дистального отдела лучевой кости (правой и левой). МПКТ оценивалась по абсолютным величинам (г/см2) и отклонению от соответствующей возрастной нормы (Z-критерий) и пика костной ткани (Т-критерий).

Статистическая обработка полученных данных проводилась на персональном компьютере с помощью пакета программ "Statistica for Windows 5.0". При сравнении показателей были использованы критерии Стьюдента и коэффициент ранговой корреляции Spearmen (R). Значимыми считали различия при /><0.05.

Клиническая характеристика больных

Работа основана на анализе результатов обследования и лечения 94 пациентов, поступивших в клинику Научного центра реконструктивной и восстановительной хирургии ВСНЦ СО РАМН г. Иркутска в плановом порядке по поводу медленно консолидирующихся диафизар-ных переломов бедра и костей голени. Средний возраст пациентов составил 37,5±2,5 (25-50 лет), мужчин - 89, женщин — 5. Большинство больных являлись жителями Иркутской области — 95,4 %. 47 пациентов проходили лечение в отделении чистой травмы и составили так называемую группу без осложнений переломов; а 47 пациентов, у которых переломы осложнились хроническим травматическим остеомиелитом (ХТО), лечились в отделении последствий травм, осложненных гнойной инфекцией и составили группу с осложнением переломов. В обеих группах чаще встречались повреждения голени, чем бедра. Доля закрытых переломов в группе без осложнений составила 78.7 %, в группе с осложнениями преобладали открытые переломы — 66 %. Срок поступления больного в клинику после травмы от 4 до 11 месяцев.

У 44 пациентов в области перелома отмечались грубые рубцы кожи, спаянные с подлежащими тканями, трофические расстройства, у 71 — стойкие контрактуры смежных суставов, у 47 — укорочение конечности (от 2 до 7,5 см), практически у всех больных - мышечная атрофия на пораженной конечности той или иной степени, у больных ХТО функционировали по 1 и более свищей.

Все пациенты с неосложненными и осложненными переломами были распределены на две группы: основную и группу клинического сравнения. Группы рандомизированы, сформированы "слепым методом". Критериями для включения в группы являлись: локализация и распространенность повреждения и гнойного процесса, возраст, давность травмы, нозологическая форма, объем и характер операции.

Группу клинического сравнения составили 23 пациента с неосложненными переломами и 24 пациента с осложненными переломами, средний возраст - 37,5±1,5 лет. Пациенты группы клинического сравнения получали традиционное лечение, которое заключалось в проведении чрескостного остеосинтеза поврежденного сегмента конечности и продольной остеотомии зоны перелома; при осложненных остеомиелитом переломах выполнялась, кроме того, санация гнойно-некротического очага, противовоспалительная, антибактериальная терапия.

В основную группу вошло 24 пациента с неосложненными переломами и 23 пациента с осложненными переломами, средний возраст 37,5 ± 1,7 лет. У пациентов основной группы кроме традиционного использовался комплексный метод лечения, включающий применение гипербарической оксигенации (ГБО), антирезорбтивных препаратов (АП) и активаторов стресс-лимитирующих систем. Курс гипербарической ок-

сигенапии проводился в объеме 10 сеансов длительностью 40 минут под давлением 1,2-1,5 Лта в барокамере БЛКС-303 МК па 2 сутки после операции. Применение антирезорбтивных препаратов (ксилифон. кальпий ДЗ-Никомед. мультитабс) выполнялось по предложенной схеме (трехмесячными курсами с двухнедельным перерывом от момента операции до достижения консолидации перелома), активаторы стресс-лимитирующих систем (даларгин, альфа-токоферол) применялись по общей схеме.

Контрольную группу составили 30 здоровых добровольцев, не имеющих в анамнезе хронических заболеваний, острых заболеваний в течение предыдущих обследованию 3 месяцев.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Закономерности нарушений важных показателей гомеостаза организма у больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей.

Первым этапом был проведен анализ результатов исследования исходных показателей гомеостаза у больных с медленно консолидирующимися переломами без осложнений и при хроническом остеомиелите.

1.1. Исходные показатели гомеостаза у больных с неосложненными переломами.

В сыворотке крови больных с неосложненными переломами было выявлено достоверное снижение содержания железа, магния и увеличение фосфора по сравнению с контролем, причем содержание магния ниже показателей нормы. Для магния кость является преимущественно органом депонирования. Возможно, низкое содержание магния в сыворотке крови у больных с переломами связано с его усиленным расходом на различные реакции в процессе регенерации и недостаточным его количеством в костной ткани.

Мд Р Са ¿п Ре Си

П Контроль ИБольные $-р < 0,05; -р < 0,001

Рис. 1. Исходное содержание макро- и микроэлементов в сыворотке крови больных с неосложненными переломами длинных костей (М ± т).

В этой же группе больных определен низкий уровень трийодтиро-нина (ТЗ) 0,91 ± 0,19 нмоль/л (р < 0,01). По имеющимся в литературе данным, в результате длительного патологического процесса (травма, инфекция, стресс и т.д.) у больных может компенсаторно снижаться уровень ТЗ (синдром "низкого ТЗ") для проведения более низкого уровня энергетического метаболизма. Особенно это выражено в условиях эндемичного дефицита йода (Селиванов Е.В., Звягинцев E.H., 2000). В свою очередь, снижение уровня ТЗ может являться одним из факторов, способствующих нарушению обмена белка и регенерации костной ткани.

При исследовании содержания фосфатаз, как маркеров метаболизма костной ткани, выявлено повышение активности кислой фос-фатазы (КФ) 1,35 ± 0,05 Ед/л (р <0.05), что свидетельствовало об усиленных процессах резорбции кости. Вероятно, преобладание процесса резорбции является патологическим и лежит в основе нарушения регенерации, способствует замедлению консолидации переломов длинных костей.

Основной системой поддержания антигенно-структурного гомс-остаза организма человека является система иммунитета. Из всех анализируемых показателей иммунного статуса, как наиболее чувствительный и отражающий напряженность иммунной системы, был выбран индекс нагрузки (ИН), характеризующий соотношение функционально разных субпопуляций Т-клеток (Петров Р.В. с соавт., 1992) (теофиллинрезистентных (Ет.р.-РОК) к теофиллинчувствительным (Ет.ч.-РОК)). У больных с неосложненными переломами выявлено увеличение индекса нагрузки 19,6 ±1,2 у.е., снижение теофиллинчув-ствительных клеток 9,1 ±0,62% и низкая активность фагоцитоза 57,6 ± 3,6 % {р < 0.05). Длительное увеличение ИН свидетельствовало о подавлении экспрессии Е-рецептора на Т-лимфоцитах, что может быть следствием многих причин, одной из которых может быть длительная продукция простагландина Е и провоспалительных цитоки-нов, приводящая к замедлению репаративных процессов после тяжелых травм (Агаджанян В.В., Кожевников B.C., 1996).

При исследовании центрального кровотока среди больных с медленно консолидирующимися переломами длинных костей выявлено преобладание менее функционально выгодных типов гемодинамики — эукинетического и гипокинетического, сформировавшихся, по-видимому, в результате воздействия на организм факторов агрессии (перелом, стресс, операция и т.д.).

При оценке состояния регионарного кровотока у больных с неосложненными переломами было определено снижение кровотока на травмированной конечности по сравнению со здоровой на 25 %. Произошедшее в результате травмы нарушение регионарного кровотока сохраняется и через несколько месяцев после травмы, и может яв-

ляться как фактором, так и патогенетическим звеном нарушения регенерации костной ткани у больных с переломами длинных костей.

При исследовании минеральной плотности костной ткани у больных с неосложненными переломами определено ее снижение, соответствующее системному остеопорозу у 17 ± 5,5 %, регионарному остеопорозу у 42,5 ± 7,2 %. остеопении у 34 ± 6,9 %. Судить о том, явилось ли это нарушение только результатом травмы, или ему способствовали другие причины, позволяют исследования MI1KT, проведенные среди условно здоровых жителей Иркутской области в возрасте от 20 до 50 лет. Результаты исследования показали, что только у 57,4 % обследуемых людей показатели МПКТ соответствовали возрастной норме, у 4,9 % был выявлен остеопороз, а у 37,7 % — остеопения (Леонова С.Н. с соавт., 2001). Таким образом, переломы длинных костей могут происходить на фоне уже нарушенного метаболизма костной ткани, который еще более страдает в результате перелома и в процессе лечения, а все это приводит к проблемам в процессе лечения больных и нарушению нормальной консолидации переломов.

0,5 0,48 j 0,46

с. 0,42

S 0,4 О

0,38 0,36

Рис. 2. Корреляционная связь системного индекса минеральной плотности костной ткани и индекса нагрузки.

Далее в результате исследования минеральной плотности костной ткани и состояния иммунного статуса больных была выявлена обратная корреляционная зависимость между показателями системного индекса МПКТ (СИ), равного среднему значению суммы показателей МПКТ на четырех конечностях, и индекса нагрузки (ИН). Так повышению ИН на 10 условных единиц соответствует снижение СИ на 0.02 г/см2 (R = -0.8. р < 0.03). Это свидетельствует о зависимости состояния Т-клеточного звена иммунитета и процесса регенерации костной ткани.

1.2. Исходные показатели гомеостаза у больных с осложненными переломами.

Оценивая результаты исследования исходных показателей гомеостаза у больных с переломами, осложненными хроническим остеомиелитом, были обнаружены аналогичные, но более глубокие нарушения.

В сыворотке крови больных с осложненными переломами имелось достоверное снижение содержания кальция, железа, и инка и

□ Контроль И Больные р < 0,05; р < 0,001

Рис. 3. Исходное содержание макро- и микроэлементов в сыворотке крови больных с осложненными переломами длинных костей (М±т).

Причиной более низкого содержания в сыворотке крови больных остеомиелитом кальция, железа, цинка явилось постгравматическое снижение уровня альбуминов и функциональных белков, а также катабо-лическая фаза гнойного процесса. При гнойном процессе возможно перемещение свободного железа в лимфоретикулярную ткань, где происходит стимуляция им антителообразования. Снижение концентрации цинка в плазме крови и его перераспределение между органами и тканями может происходить при стрессах различного рода, как, например, при инфекциях, травмах, низком содержании белка в пище. В свою очередь, цинк оказывает значительное влияние на костную ткань, активируя костную щелочную фосфатазу и минеральный обмен кости. Цинку принадлежит важная роль в иммунном ответе. Недостаточность этого МЭ у лабораторных животных сопровождается угнетением образования антител, снижением числалимфоцитов, циркулирующих в крови.

Повышение содержания меди может быть объяснено воспалительной реакцией, состоянием "напряжения" адаптивных систем организма. Известно, что медь обладает выраженным противовоспалительным свойством, смягчает проявление аутоиммунных реакций, вместе с цинком регулирует синтез простагландинов (Авцын А.П. с соавт., 1991).

Повышение магния может происходить вследствие выхода его из клетки при усиленных процессах распада и компенсаторного выхода его

из депо для участия в воспалительном процессе. Логично, что следствием этих процессов явится снижение содержания магния в костной ткани.

Выявленные нарушения баланса макро- и микроэлементов в сыворотке крови больных является следствием скелетной травмы и комплекса различных факторов, что способствует нарушению нормальной консолидации переломов длинных костей.

Исследование уровня гормонов щитовидной железы (ЩЖ) у больных остеомиелитом позволило определить достоверное снижение уровня ТЗ 0,87 ± 0,13 нмоль/л (р < 0.01), Т4 123,3 ± 4,02 нмоль/л (р < 0.05) и тиреоидного индекса 97,9 ± 7,5 у.е. (р < 0.01). Тиреоидный индекс (ТИ = ТЗ + Т4/ТТГ (Лазарева Д.Н., Алехин Е.К., 1985; Турмухамбетова Б.Т. с соавт., 2000)) служит показателем функциональной активности щитовидной железы. Нарушение синтеза тиреоидных гормонов и функии-ональной активности щитовидной железы тесно связаны с определенными звеньями системы иммунитета. В то же время, низкий уровень ТЗ являясь следствием значительного стрессорного воздействия при переломе кости, может служить причиной нарушения репаративных процессов в костной ткани.

Кроме высокой активности кислой фосфатазы 1,5 ±0,14 Ед/л (р < 0,05), характеризующей преобладание процесса резорбции, у больных с осложненными переломами выявлено повышение активности щелочной фосфатазы 103 + 13,42 Ед/л (/;<0,01). При остеомиелите, возможно, в активность фермента вносит свой вклад разрушение паренхимы печени, что имеет место при длительно текущей инфекции, лечении антибиотиками.

Анализ состояния иммунной системы у больных с переломами, осложненными хроническим остеомиелитом показал, что общим для всех явилось повышение спонтанной окислительной активности фагоцитирующих лейкоцитов (НСТсп) 35,55 ±3,17% (р< 0,05), характеризующее внутриклеточную окислительную активность фагоцитирующих лейкоцитов, снижение титра ^ С 9,09 ±0,85 г/л {р < 0,01) и 1§А 1,85 ±0,16 г/л {р < 0,05), нарушение соотношения иммуноглобулинов классов в, А, М, а также снижение активности фагоцитоза 53,27 ± 4,4 % {р < 0,05), что характеризовало наличие комбинированного иммунодефицита у всех больных хроническим остеомиелитом. Также, как у больных с нсосложненными переломами, выявлено увеличение индекса нагрузки 33,6 ± 1,2 у.е., снижение теофиллинчувстви-тельных клеток 7,29 ± 0,4 % (р<0,01).

При исследовании кровотока у больных остеомиелитом преобладал эукинетический и гипокинетический тип гемодинамики. А на травмированной конечности было определено более выраженное снижение кровотока - на 51,9%. Более глубокое снижение регионарного кровотока в травмированной конечности при хроническом травмати-

ческом остеомиелите может быть связано с глубокими изменениями мягких тканей поврежденной конечности: грубые рубцы, раны, сви-ши, деформации, что способствует более глубокому нарушению метаболизма костной ткани и консолидации перелома.

Исследование минеральной плотности костной ткани у больных с осложненными переломами позволило определить наличие системного остеопороза у 12,8 ± 4,9 %, регионарного остеопороза — у 55,3 ± 7,2 %, остеопении — у 29,8 ± 6.7 %. Также было установлено, что у больных с остеомиелитом минеральная плотность костной ткани во всем скелете значительно ниже, чем у больных без гнойных осложнений переломов.

Таким образом, были выявлены и раскрыты закономерности нарушения важных показателей гомеостаза организма у больных с нео-сложненными и осложненными переломами длинных костей, более выраженные при хроническом остеомиелите.

2. Разработка патогенетически обоснованного метода лечения больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей.

В целом, полученные результаты исследований и литературные данные позволили, разработать концептуальную схему включения общих патогенетических механизмов нарушения консолидации длинных костей при переломах и определить патогенетически обоснованные пути коррекции гомеостаза (рис. 4).

На схеме видно, что важным патогенетическим звеном нарушения консолидации переломов и развития хронического остеомиелита является стресс. Известно, что при определенных условиях ответная реакция организма на действие стрессоров может оказаться неадекватной, и тогда стресс становится причиной или способствующим фактором возникновения и развития патологических процессов в организме; стресс превращается из звена адаптации в звено патогенеза.

Большие дозы глюкокортикоидов (ГК) и катехоламинов (КА) приводят к активации катаболических процессов: стимуляции распада белков, разрушению тканей активированными протео- и липолити-ческими ферментами и т.п., в результате чего снижается уровень альбуминов и функциональных белков и связанных с ними макро- и микроэлементов (железо, медь, цинк, кальций). Возникающий дисбаланс МЭ ведет к снижению минеральной плотности костной ткани, что является одной из причин нарушения консолидации переломов длинных костей.

На схеме показано, что совокупное действие стресса на иммунную систему может обусловить развитие иммунодефицита. Наибольший иммунодепрессивный эффект при стрессе оказывают кортикостерои-ды, вызывающие резкие морфологические и функциональные изменения иммунной системы. При стрессе угнетается лимфопоэз (Нови-

Нарушения регионарного кровотока

V 1 4

Ишемия

W г

Гипоксия

Нарушение метаболизма костной ткани

Хронический остеомиелит

Перелом

Стресс

Развитие иммунодефицита

V V

Катаболические реакции

Снижение функции щитовидной железы

V

Дисбаланс макро- и микроэлементов

Усиление патологической

резорбции костной ткани

V V у

Снижение минеральной

плотности костной ткани

Активация саногенетических механизмов

ГБ О

Ксидифон

Препараты Са и МЭ

О >

Нарушение консолидации перелома

Отсутствие консолидации Замедление консолидации Формирование псевдоартроза

Активация стресс-лимитирующих систем Даларгин

а-токоферол чШг

Рис. 4. Концептуальная схема включения общих патогенетических механизмов нарушения консолидации длин-СЙ ных костей при переломах и пути направленной активации саногенетических механизмов.

ков B.C., ]996). Стрессорное воздействие вызывает глубокие изменения со стороны структурно-функциональных комплексов костного мозга, состоящих из макрофагов, фибробластоидных элементов и кроветворных клеток. Патологическая стресс-реакция может привести к "гиперпродукции" цигокинов, индуцирующих продукцию простагдандинов, в результате происходят метаболические нарушения как на уровне цент-ратьной нервной системы, так и на тканевом и органном уровне. Так, например, вследствие длительной продукции простагландина Е и про-воспалительных цитокинов (интерлейкин-1, интерлейкин-6) активизируются патологические резорбтивные процессы в костной ткани (Бе-лохвостиковаТ.С., 1999). Усиление патологической резорбции приводит к снижению минеральной плотности костной ткани. В результате стресса, сопровождающего травму, могут значительно снижаться и клеточные, и гуморальные эффекторные функции, что приводит к глубокому нарушению метаболизма костной ткани и способствует развитию хронического остеомиелита.

Кроме того, на систему иммунитета оказывает влияние нарушение гомеостаза микроэлементов. Нельзя не учитывать роли такого им-муноповреждающего фактора, как посттравматическое пролонгированное значительное снижение уровня цинка, т.к. он играет важную роль в стимуляции иммунного ответа, которая заключается в активации лимфоцитов и продукции лимфокинов на уровне взаимодействия моноцит (макрофаг) - лимфоцит (Bendtzen К. et а]., 1982).

Результатом стресса является также снижение функции щитовидной железы. Гипофизарно-тиреоидная система вовлекается в формирование реакции организма с самого начала острого действия стресс-фактора (ФурдуйФ.И., 1986). При продолжительном стрессировании функция щитовидной железы подавляется в ответ на гипоксию и необходимость большого количества кислорода для гормонопродукции щитовидной железы. Также тиреоидные гормоны участвуют в регуляции иммуногенеза, а иммунный процесс вызывает изменения секреции тироксина (Чеботарев В.Ф., 1979; Караулов A.B., 1999).

Из схемы видно, что перелом кости сопровождается нарушением регионарного кровотока в поврежденной конечности. При длительном и стойком нарушении микроциркуляции возникает ишемия тканей, происходит количественное и качественное изменение спектра поступающих в остеоцит веществ и гуморальных регуляторов, а также неполное удаление шлаков, секретируемых клеткой, из околоклеточного пространства. В условиях гипоксии нарушается метаболизм костной ткани, так как кислород необходим для выработки энергии в клетках, пролиферации их и синтеза коллагена (АврунинА.С. с соавт., 1998). Многообразное действие стресса ¡ja систему крови и кроветворения, на липидный обмен (липидная триада) приводит к развитию

расстройства кроветворения, функций сердечно-сосудистой системы, микроциркуляторного русла и т.д., что усугубляет вызванные переломом нарушения регионарного кровотока.

Таким образом, важными звеньями патогенеза нарушения консолидации у больных с переломами длинных костей являются: стресс-реакция, нарушение регионарного кровотока, метаболизма костной ткани, снижение функции щитовидной железы, развитие иммунодефицита, усиление патологической резорбции, дисбаланс макро- и микроэлементов.

Учитывая изложенные факты, стало очевидным, что успешная консолидация переломов возможна только путем коррекции гомеостати-ческих нарушений и улучшения метаболизма костной ткани. Оценка влияния различных методов лечения на основные звенья патогенеза и метаболизм костной ткани позволила определить патогенетическую обоснованность применения гипербарической оксигенации, антирезорбтивных препаратов (мультитабс, кальций-ДЗ, ксидифон) и активаторов стресс-лимитирующих систем (даларгин, альфа-токоферол). Известно, что ГБО является мощным адаптогеном с направленным избирательным воздействием на имеющийся патологический процесс (Киселев С.О., 1998), положительно влияет на иммунную и эндокринную систему, способствует ликвидации гипоксии тканей, улучшает метаболические процессы. Препараты кальция и микроэлементов способствуют улучшению баланса макро- и микроэлементов организма. Ксидифон, относящийся к группе бисфосфонатов, способен увеличивать минеральную плотность костной ткани, подавлять патологическую остеокластическую резорбцию, обладает иммунными и противовоспалительными свойствами, является стабилизатором фосфолипидного компонента клеточных мембран (Коровина H.A. с соавт., 1990). Даларгин предупреждает стрессор-ную активацию гипофизарно-адреналовой системы, ограничивает разрушительный потенциал стрессорной реакции и способствует физиологическому выходу из стресса. Альфа-токоферол обладает анти-оксидантным действием, укрепляет клеточные мембраны.

Исходя из этого, был разработан патогенетически обоснованный комплексный метод лечения больных с медленно консолидирующимися переломами длинных костей, неосложненными и осложненными хроническим остеомиелитом. Комплексное лечение больных включало сеансы гипербарической оксигенации (ГБО) и применение медикаментозных препаратов. Проведение сеансов ГБО выполнялось только в послеоперационном периоде, на 2 сутки после операции. Медикаментозная коррекция осуществлялась со дня операции перо-рально и внутримышечно. Использовалась следующая схема применения препаратов: антирезорбтивные препараты (Мультитабс по 1 табл. в день; Кальций-ДЗ Никомед по 1 табл. 2 раза в день; Ксидифон по 1

ст. ложке 3 раза в день) курсом в три месяца с двухнедельными перерывами до полной консолидации перелома; активаторы стресс-лими-тирующих систем (Даларгин по 2.0 в/м; Альфа-токоферол по 1.0 в/м) курсом 10 дней.

3. Клиническая эффективность комплексного, патогенетически обоснованного метода лечения неосложненных и осложненных переломов длинных костей.

Следующий этап работы заключался в определении эффективности применения комплексного метода лечения на основе анализа результатов клинико-рентгенологических, биохимических и иммунологических исследований, реографии и денситометрии в динамике. Наиболее значимой явилась динамика показателей крови, реографии через две недели от начала лечения и динамика МПКТ в течение 4,5 месяцев в основной группе больных. В группе клинического сравнения значимых изменений указанных показателей выявлено не было.

Анализ клинической картины локальных нарушений в поврежденном сегменте конечности показал, что у больных группы клинического сравнения при применении традиционного лечения длительное время сохраняется отек мягких тканей, болевой синдром, нарушение адекватной опороспособности конечности, воспалительный процесс, а все это, в свою очередь, является неблагоприятными факторами для нормального протекания процесса регенерации и купирования гнойного процесса. У больных основной группы репаративные процессы протекали благоприятнее, подтверждением чему явилось более раннее заживление ран, отсутствие воспалительных явлений вокруг чрескостных элементов, уменьшение отека и боли на поврежденной конечности.

При исследовании центральной гемодинамики в основной группе больных, как с неосложненными, так и с осложненными переломами, через две недели после начала лечения было выявлено достоверное увеличение показателей минутного объема крови (МОК), ударного объема крови (УОК) и снижение общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС), что обеспечило изменение типа гемодинамики на гиперкинетический, который позволяет повысить компенсаторные возможности организма и создать запас резервов резистентности. Данные изменения способствуют улучшению периферического кровотока (Си-ражетдинов P.P. с соавт., 1999; Щурова E.H., 1999).

При исследовании регионарного кровотока установлено достоверное повышение сниженных показателей реографического индекса через две недели после начала лечения у больных основной группы. Улучшение регионарного кровотока и микроциркуляции имеет огромное значение для протекания репаративно-регенеративных процессов и способствует ликвидации остеомиелитических очагов.

В содержании отдельных макро- и микроэлементов не было выявлено достоверных изменений. Однако отмечено улучшение баланса кальция и фосфора и увеличение системного индекса электролитов (СИЭ) в основной группе больных. СИЭ равен отношению произведения эквивалентных концентраций кальция и хлоридов к содержанию неорганического фосфата и связан с функциональным состоянием гормональной системы, контролирующей как гомеостаз целостного организма, так и скелетный гомеостаз (Балдин Ю.П. с соавт., 1995). Повышение СИЭ свидетельствует об активации нейро-эндокринной регуляции процесса регенерации.

При исследовании тиреоидных гормонов в основной группе больных с неосложненными переломами выявлено достоверное повышение показателя ТЗ через две недели от начала лечения. В основной группе больных с переломами, осложненными остеомиелитом отмечено повышение уровня ТЗ и гиреоидного индекса. Это говорит об активизации системы регуляции функции щитовидной железы.

Анализ иммунологических показателей позволил установить достоверное повышение активности иммуноглобулинов класса в и А в основной группе больных остеомиелитом. Имеющийся у больных с осложненными остеомиелитом переломами длинных костей иммунодефицит поддается коррекции под действием ГБО и выражается в повышении активности иммуноглобулинов класса й и А. ГБО действует положительно на гуморальное звено иммунитета, приобретая функцию иммунокорригирующей терапии.

Кроме рентгенологического, контроль за процессом регенерации осуществлялся при помощи системного индекса минеральной плотности костной ткани. На графике показано, что у больных основной группы через 1,5 месяца от начала курса лечения наблюдалось повышение МПКТ более чем на 1 % по сравнению с исходным значением, а к 4,5 месяцам более чем на 5 %. Следует подчеркнуть, что эти величины значимы, а изменения достоверны. В группе клинического сравнения к 1.5 месяцам после начала лечения не произошло существенного увеличения МПКТ (рис. 5).

Средний срок консолидации неосложненных переломов у больных в основной группе составил 187 ± 3,4 дней (6 месяцев), а в группе клинического сравнения — 232,5 ± 12,1 дня (7—8 месяцев), демонтаж АВФ был выполнен после рентгенологического контроля и проведения клинической пробы. У больных с хроническим остеомиелитом срок консолидации переломов в основной группе — 219 ± 6,3 дней (7 месяцев), в группе клинического сравнения — 325 ± 10,2 дней (10—11 месяцев). Следовательно, применение комплексного метода позволило сократить сроки лечения неосложненных переломов на 1—2 месяца, а переломов, осложненных хроническим остеомиелитом на 3—4 месяца.

а) основная группа

Исходный уровень СИ

до операции

0,5 мес.

1,8 мес.

4,5 мес.

б) группа клинического сравнения

2 • 1 0 -1 -2

до операции

Л1сходный Оуровень СИ

0,5 мес.

1,5 мес.

4,5 мес

Рис. 5. Динамика показателей минеральной плотности костной ткани в процессе лечения больных с переломами длинных костей (а - основная группа, б - группа клинического сравнения).

На основании проведенных динамических исследований минеральной плотности костной ткани был разработан способ прогнозирования регенерации костной ткани (Положительное решение на выдачу патента по заявке № 2001117559 от 22.07.2001 г.). Согласно данному способу, при повышении системного индекса минеральной плотности костной ткани через 1.5 месяца после начала лечения более чем на 1 % по сравнению с исходным прогноз регенерации считается благоприятным, а консолидация перелома наступает в срок до 6—7 месяцев. В случае, когда системный индекс через 1.5 месяца от начала лечения изменяется менее чем на 1 %, консолидация перелома наступает значительно позже.

Таким образом, представленные результаты показывают, что разработанный на основе проведенных исследований патогенетически обоснованный комплексный метод лечения неосложненных и осложненных переломов длинных костей, включающий гипербарическую

8

з

оксигенацию, антирезорбтивные препараты и активаторы стресс-ли-митирующих систем, является клинически высокоэффективным.

ВЫВОДЫ

1. У больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей отмечается снижение регионарного кровотока, системное и местное уменьшение минеральной плотности костной ткани, дисбаланс макро- и микроэлементов.

2. При переломах длинных костей, в том числе осложненных остеомиелитом, наблюдается снижение функции щитовидной железы, развитие иммунодефицита и усиление процесса резорбции костной ткани.

3. Среди патогенетических механизмов нарушения консолидации у больных с переломами длинных костей наиболее важными являются: стресс-реакция, нарушение регионарного кровотока, метаболизма костной ткани, снижение функции щитовидной железы, развитие иммунодефицита, усиление патологической резорбции, дисбаланс макро- и микроэлементов.

4. Комплексный метод лечения больных с переломами длинных костей с использованием гипербарической оксигенации, антирезорбтив-ных препаратов и активаторов стресс-лимитирующих систем, позволяет корригировать гомеостатические нарушения, улучшить метаболизм костной ткани и сократить сроки консолидации переломов на 1—4 месяца.

5. На основании доказанной разницы в изменении минеральной плотности костной ткани в процессе лечения больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей разработан способ прогнозирования регенерации костной ткани.

Практические рекомендации

1. Определение минеральной плотности костной ткани может служить основным тестом для оценки состояния и динамики регенерации костной ткани и ранним прогностическим признаком консолидации переломов.

2. Целесообразно проведение мониторинга МПКТ для выявления метаболических нарушений в костной ткани и профилактики переломов и нарушений консолидации.

3. Значительное увеличение ИН и снижение МПКТ являются косвенными признаками, позволяющими рекомендовать в комплексе схему терапии ГБО и бисфосфонатов, направленную на коррекцию всех видов метаболизма.

4. Использование антирезорбгивных препаратов с ГБО и активаторами стресс-лимитирующих систем может служить основой ускорения консолидации переломов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Восстановительное лечение больных с ложными суставами, дефектами и несросшимися переломами длинных костей, осложненными гнойной инфекцией // Матер, конгресса травмат.-ортопедов России с междунар. участием. - Ярославль, 1999. — С. 377-378 (соавт. ТишковН.В., Данилов Д.Г., БарабашЮА.)

2. Иммунный статус больных хроническим травматическим остеомиелитом в зависимости от снижения минеральной плотности костной ткани // Матер, конф. "Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии". — М., 2000. - С. 9—10 (соавт. БелохвостиковаТ.С., Бара-башА.П., Дмитриева Л. А., КирдейЕ.Г., ТишковН.В.).

3. Минеральная плотность костной ткани в норме и при травме, осложненной гнойной инфекцией у жителей Иркутской области // Матер, конф. "Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии". — М., 2000, - С. 40-41 (соавт. Барабаш И.В.).

4. Новый подход к лечению травм с учетом минеральной плотности костной ткани // Матер, всерос. конф. "Новые направления в клинической медицине" - Ленинск-Кузнецкий, 2000. — С. 155-156.

5. Особенности состава сыворотки крови больных травматическим остеомиелитом // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН, 2000. - № 2 (12).

— С. 44—46 (соавт. Родионова Л.В., Новикова Е.Б.).

6. Изменения минеральной плотности костной ткани и показателей иммунного статуса у больных хроническим травматическим остеомиелитом // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2001. - № 5 (19). -С. 82-85 (соавт. БелохвостиковаТ.С., Гаврилова Е.Ю.).

7. Комбинированный способ оптимизации регенерации при лечении больных с несращениями длинных костей // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2001. - № 5 (19). - С. 86-92 (соавт. Мальцева Е.В., БелохвостиковаТ.С.).

8. Эпидемиология остеопороза у жителей Иркутской области по данным остеоденситометрии // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. — 2001. — № 5 (19). - С. 152-156 (соавт. НовичковаТ.В., Арсентьев Л.И.).

9. Коррекция вторичных нарушений иммунной системы при хроническом посттравматическом остеомиелите // Ж. Медицинская иммунология. — 2002. — Т. 4. — № 2. — С. 228-229 (соавт. Белохвостико-ваТ.С., КирдейЕ.Г., ГавриловаЕ.Ю., ПромтовМ.В., КирдейЛ.Е.).

10. Использование имунофана при иммунокоррекции у больных хроническим остеомиелитом // Ж. Медицинская иммунология. - 2002.

— Т. 4. — № 2. — С. 354—355 (соавт. БелохвостиковаТ.С., Кирдей Е.Г., Гаврилова Е.Ю., Промтов М.В.).