Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Патогенетическое обоснование применения биоактивных имплантатов для хирургического лечения переломов шейки бедра

На правах рукописи

Басов Алексей Владимирович

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ БИОАКТИВНЫХ ИМПЛАНТАТОВ ДЛЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ПЕРЕЛОМОВ ШЕЙКИ БЕДРА

14.03.03 - патологическая физиология 14.01.15 - травматология и ортопедия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

21 НОЯ 2013

Кемерово —2013

005539100

005539100

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Разумов Александр Сергеевич

доктор медицинских наук, профессор Ардашев Игорь Петрович

Официальные оппоненты:

Будаев Алексей Владимирович - доктор медицинских наук, ГБОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия» Минздрава России, кафедра патологической физиологии, профессор кафедры

Бондаренко Анатолий Васильевич - доктор медицинских наук, профессор, КГБУЗ «Городская больница №1, г. Барнаул» , травматологическое отделение №2, заведующий отделением

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита состоится «_» _ 2013 г. в _ часов на заседании

диссертационного совета Д 208.035.02 при ГБОУ ВПО КемГМА Минздрава России по адресу: 650029, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО КемГМА Минздрава России.

Автореферат разослан «_»_2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

Разумов Александр Сергеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Число переломов шейки бедренной кости в мире непрерывно увеличивается, особенно в развитых странах, что связано с возрастающей продолжительностью жизни населения и распространенностью остеопороза, являющегося «маркером» переломов шейки бедренной кости (Кавалерский Г.М. с соавт., 2005; Лазарев А.Ф. с соавт., 2007; Ежов И.Ю. с соавт., 2009; Cummings S.R., 1995; Harris М.В. et al„ 2010).

Вместе с тем, используемые методы лечения переломов шейки бедра, несмотря на многочисленные клинические и экспериментальные исследования, сопровождаются высокой частотой несращений (11,1-51,1%), асептического некроза головки бедра (6,1-43%), неблагоприятных исходов и инвалидности — до 36,7% (Войтович А.В. с соавт., 1996; Зоря В.И. с соавт., 1996; Анкин H.JL, 1997; Попсуйшапка А.К. с соавт., 2006; Hudson J.I. et al., 1998; Cummings S.R. et al„ 2002). В определенной степени это обусловлено тем, что применяемые для остеосинтеза переломов имплантаты, в процессе своего функционирования неизбежно подвергаются коррозии и разрушению. При использовании этих имплантатов часто не достигается необходимого взаимодействия их поверхностей с костной тканью, в результате существенно повышается риск таких осложнений, как расшатывание имплантатов и их миграция, что наблюдается в 10-15 % случаев при переломах трубчатых костей, а при политравме может достигать 30% (Агаджанян В.В. с соавт., 2011).

Одним из патогенетически обоснованных способов уменьшения побочных эффектов применения имплантатов для остеосинтеза является использование так называемых биоактивных имплантатов, способных к интеграции с костной тканью и непосредственно вовлекающихся в процессы репаративного остеогенеза.

На протяжении последнего десятилетия в качестве таких имплантатов всесторонне изучалось применение имплантатов с различными модификациями

их поверхности, в частности с кальцийфосфатным покрытием, в различных областях стоматологии и ортопедии. Было установлено, что имплантаты с кальцийфосфатным покрытием имеют не только высокие прочностные характеристики, обеспечивающие необходимую механическую фиксацию, но и, в отличие от биоинертных имплантатов, способны к интеграции с костной тканью, непосредственно вовлекаются в процессы репаративного остеогенеза (Карлов A.B. с соавт., 2001; Сурменев P.A., 2008).

Вместе с тем имеются только единичные работы, посвященные оценке эффективности применения имплантатов с модифицированной поверхностью при переломах шейки бедра, отсутствуют однозначные представления о целесообразности и перспективности применения таких технологий при данном виде травмы.

Совокупность этих обстоятельств определила цель и задачи данного исследования.

Цель исследования: улучшить результаты хирургического лечения переломов шейки бедренной кости на основании патогенетического обоснования и экспериментальной оценки эффективности использования биоактивных имплантатов с кальцийфосфатным покрытием.

Задачи исследования

1. Разработать экспериментальную модель перелома шейки бедренной кости и остеосинтеза у лабораторных животных (кролики).

2. Оценить влияние титановых имплантатов на восстановление костной ткани при экспериментальном переломе шейки бедренной кости.

3. Изучить в сравнительном аспекте течение послеоперационного периода, динамику рентгенологических, морфологических и иммуногистохимических показателей репаративного остеогенеза после остеосинтеза экспериментальных переломов шейки бедренной кости с использованием биоинертных и биоактивных (с кальцийфосфатным покрытием) титановых имплантатов.

Научная новизна

Установлено, что остеосинтез с использованием титановых имплантатов улучшает восстановление костной ткани при экспериментальном переломе шейки бедренной кости за счет усиления механической составляющей репаративного остеогенеза.

Впервые показано, что наряду с общими закономерностями влияния на процессы саногенеза при экспериментальных переломах шейки бедра, имеются особенности динамики рентгенологических, морфологических и иммуногистохимических показателей репаративного остеогенеза при использовании биоинертных и биоактивных (с кальцийфосфатным покрытием) титановых имплантатов. Биоактивные имплантаты, непосредственно вовлекаясь в процессы репаративного остеогенеза при переломе шейки бедра, оказывают стимулирующее действие на восстановление костной ткани, в результате чего к 60 суткам происходит полное структурное восстановление костной ткани в зоне перелома. При использовании биоинертных имплантатов процессы восстановления костной ткани не улучшаются — в течение 60 суток не происходит полного структурного восстановления костной ткани в зоне перелома.

Разработано устройство для экспериментального моделирования перелома проксимального конца бедренной кости у лабораторных животных (патент РФ № 2492528 от 9.12.2011г.), позволяющее повысить информативность и объективность оценки механизмов репаративного остеогенеза и эффективности различных методов остеосинтеза.

Теоретическая значимость работы

Установлены общие закономерности и особенности изменений молекулярно-клеточных показателей репаративного остеогенеза в зоне экспериментального перелома шейки бедра после остеосинтеза биоинертными и биоактивными титановыми имплантатами, что расширяет и углубляет представления о патогенезе и возможностях модулирования процессов саногенеза при переломах шейки бедра.

Практическая значимость работы

1. Патогенетическое обоснование преимущества использования биоактивных титановых имплантатов с кальцийфосфатным покрытием при экспериментальных переломах шейки бедра, по сравнению с применением биоинертных имплантатов, является экспериментально-теоретической основой для правильного выбора рациональных методов остеосинтеза при переломах шейки бедренной кости в клинической практике.

2. Использование разработанной экспериментальной модели перелома шейки бедра у лабораторных животных позволит повысить информативность и объективность оценки механизмов репаративного остеогенеза и эффективности разрабатываемых способов лечения переломов шейки бедренной кости.

Положения, выносимые на защиту

1. Применение как биоинертных, так и биоактивных (с кальцийфосфатным покрытием) титановых имплантатов обеспечивает сращение при экспериментальном переломе шейки бедренной кости у лабораторных животных за счет усиления реализации механического (фиксация) фактора саногенеза.

2. Биоактивные титановые имплантаты с кальцийфосфатным покрытием, не изменяя течение послеоперационного периода при экспериментальном переломе шейки бедренной кости, стимулируют репаративный остеогенез за счет непосредственного вовлечения кальцийфосфатного покрытия в процессы саногенеза, что подтверждается улучшением рентгенологических, морфологических и иммуногистохимических показателей восстановления костной ткани, и более ранним (к 60 суткам) формированием зрелой костной ткани в зоне перелома, по сравнению с использованием биоинертных титановых имплантатов.

3. Разработанная экспериментальная модель перелома шейки бедра у лабораторных животных (кролики) позволяет повысить информативность и объективность оценки механизмов репаративного остеогенеза и разрабатываемых способов лечения переломов шейки бедренной кости.

Методология и методы исследования

Работа носит экспериментальный характер. Для решения поставленных задач использованы рентгенологические, морфологические и иммуногистохимические методы исследования механизмов и оценки эффективности репаративного остеогенеза. Объект исследования - перелом шейки бедренной кости. Предмет исследования - экспериментальная оценка эффективности применения биоактивных имплантатов с кальцийфосфатным покрытием при переломах шейки бедренной кости.

Достоверность полученных данных подтверждена методами математической статистики.

Степень достоверности результатов

Все научные положения и выводы обоснованы применением системного анализа поставленной проблемы, современных методов исследования (цитоморфометрия, иммуногистохимия), достоверной выборкой исследуемых животных, большим объемом фактического материала, который подвергнут статистическому анализу.

Внедрение результатов исследования

Полученные результаты применения биоактивных титановых имплантатов с кальцийфосфатным покрытием при хирургическом лечении переломов шейки бедренной кости внедрены в учебный процесс кафедры травматологии, ортопедии, ВПХ, восстановительной медицины, анестезиологии и реаниматологии ГБОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации. Разработанная экспериментальная модель перелома шейки бедра у лабораторных животных используется в научном процессе на кафедре патологической физиологии и в ЦНИЛ ГБОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации для изучения процессов репаративного остеогенеза. Разработанные методы хирургического лечения переломов шейки бедренной кости с применением биоактивных титановых имплантатов с кальцийфосфатным

покрытием внедрены в клиническую практику отделений травматологии и ортопедии МБУЗ «ГКБ №3 им М.А. Подгорбунского», МБУЗ «ГКБ №11», г. Кемерово.

Апробация материалов диссертации

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Межрегиональных научно-практических конференциях молодых ученых с международным участием «Проблемы медицины и биологии» (Кемерово, 2009, 2010, 2011, 2012), IX съезде травматологов-ортопедов (Саратов, 2010), Всероссийской научно-практической (заочной) конференции «Аспиранты для науки XXI века» (Киров, 2012), заседаниях областного общества ортопедов-травматологов Кузбасса (Кемерово, 2009,2010,2012).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, один патент РФ №2492528 от9.12.2011 г.

Объем и структура работы

Диссертация изложена на 107 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, двух глав результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов и практических рекомендаций. Библиографический указатель содержит 184 источника, из них 79 иностранных. Текст иллюстрирован 39 рисунками и 8 таблицами.

Работа выполнена в соответствии с планом ГБОУ ВПО КемГМА Минздрава России и является фрагментом № 44 комплексной темы «Диагностика и хирургическое лечение наиболее распространенных заболеваний пищеварительного тракта, эндокринных желез и травматических повреждений в Кузбассе. Изменения показателей нейровегетативной регуляции при умирании и в постреанимационном периоде у животных, перенесших

клиническую смерть», номер государственной регистрации 0120.0 506553 от 12.07.2005.

Личный вклад автора

Планирование работы, анализ литературных данных по теме диссертации, все оперативные вмешательства на животных, оценка динамики послеоперационного периода, забор материала для гистологических исследований, анализ и интерпретация полученных результатов, статистическая обработка, написание диссертации и научных статей выполнены лично автором.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены цель и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость, сформированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен обзор литературы, в котором освещен этиопатогенез и современная тактика лечения переломов шейки бедра. Описаны хирургические методы лечения переломов шейки бедренной кости. Проведен анализ литературных данных о влиянии биоактивных (кальцийфосфатных) покрытий имплантатов на процессы репаративного остеогенеза.

Во второй главе представлена характеристика материала и методов исследования. Исследования проведены на 73 кроликах самцах породы Шиншилла в возрасте 5-6 месяцев, массой 2250 + 215 г. Для опыта использовались животные, содержавшиеся в условиях вивария. Исследование проводилось натощак с 9:00 до 11:00 утра. Уход и содержание экспериментальных животных были стандартными в соответствии с требованиями приказа «Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию вивариев» от 06.041973 г. № 1045-73, а также приказов № 1179 МЗ СССР от 10.10.1983 и, № 267 МЗ РФ от 19.06.2003г., «Правила проведения

работ с использованием экспериментальных животных», «Правила по обращению, содержанию, обезболиванию и умерщвлению экспериментальных животных», утвержденных МЗ СССР (1977) и МЗ РСФСР (1977), принципами Европейской конвенции (Страсбург, 1986) и Хельсинской декларации всемирной медицинской ассоциации о гуманном обращении с животными (1996). Кролики выращивались в условиях вивария КемГМА при 12-часовом периоде освещения, температуре 20±2°С, влажности 50-70%. Кормление животных осуществлялось согласно установленного рациона с применением комбикорма для кроликов «ПроКорм» (ЗАО «БиоПро», Россия, заводской артикул Р-22; ГОСТ Р 50258-92).

Оперативное вмешательство проводилось на правом тазобедренном суставе, доступом в проекции большого вертела.

В таблице 1 представлены данные о животных, распределенных на три серии:

Таблица 1 - Распределение животных по сериям и периодам наблюдения

Серия Послеоперационный период (сутки) Общее количество животных

7 14 30 60 Количество погибших животных

Контроль 6 6 6 6 0 24

Биоинертные имплантаты 6 6 6 6 1 25

Биоактивные имплантаты 6 6 6 6 0 24

Итого 18 18 18 18 1 73

В первой (контрольной, п=24) серии формировался перелом шейки бедренной кости, остеосинтез не применялся.

Во второй серии (п=25) формировался перелом шейки бедренной кости с остеосинтезом биоинертными имплантатами (титановыми спицами диаметром 0,8 мм без модификации поверхности).

В третьей серии (п=24) формировался перелом шейки бедренной кости с остеосинтезом биоактивными имплантатами (титановыми спицами диаметром 0,8 мм с кальцийфосфатным покрытием).

Оценка результатов восстановления костной ткани проводилась по динамике данных объективного, рентгенологического, морфологического и иммуногистохимического исследования на 7, 14, 30 и 60 сутки после моделирования перелома.

Объективное исследование

В послеоперационном периоде оценивали (ежедневно в течение первых 10 суток, в последующем - через день) общее состояние и поведение животных; измерялась внутренняя температура тела (в прямой кишке термометром Цельсия), проводились перевязки, осмотр послеоперационных швов с оценкой отека (визуально) и гиперемии вокруг швов (с помощью сантиметровой ленты, перпендикулярно послеоперационным швам).

Рентгенологическое исследование

Рентгенография выполнялась на аппарате КРТ - «Электрон». Фокусное расстояние 100 см, доза 0,1 млЗв, время экспозиции 0,01 с. Рентгенограммы маркировались фломастером с указанием номера животного и даты проведения рентгенографии.

Морфологическое исследование

Препараты бедренной кости фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина в течение 48 часов, освобожденные от мягких тканей костные фрагменты подвергали декальцинации в 25% растворе Трилона Б.

Тканевые образцы проводили через спирты возрастающих концентраций и заключали в парафин. Из целлоидиновых или парафинированных блоков готовили продольные и поперечные срезы регенерата толщиной 6-7 микрон с помощью ротационного микротома Leica RM 2555, окрашивали гематоксилином-эозином и пикрофуксином (по Ван-Гизону). Изучение гистопрепаратов и микрофотосъёмку проводили с помощью оптической цифровой системы Axioplan 2 imaging («Carl Zeiss», Германия).

Для верификации и объективизации данных гистоморфологического исследования активности остеогенеза использовали морфометрическую полуколичественную оценку состояния тканевых структур зоны перелома с помощью стандартной тест-сетки (Автандилов Г.Г., 1981, 1990). Подсчеты проводились в 30 полях зрения (х 400).

Иммуногистохимическое исследование Иммуногистохимическое (ИГХ) исследование регенератов кости проводили на парафиновых срезах (Петров С.В. с соавт., 2004) согласно методическим рекомендациям фирмы-производителя («Dako Cytomation», Дания). Перед реакцией иммунного окрашивания производили демаскировку антигенов тканей посредством нагревания на водяной бане в ЮмМ цитратном буфере (рН 6,0), блокировали эндогенную пероксидазу 3% раствором пероксвда водорода. Срезы инкубировали с первичными антителами по стандартной методике в разведении 1:500. Для определения процента экспрессирующих клеток использовались моноклональные антитела к Ki67 -клон MIB1 маркер пролиферации и к CD34 - клон QBEndlO для идентификации кровеносных сосудов («Dako Cytomation», Дания) по стандартной методике в разведении 1:100.

С использованием метода количественной оценки структурных компонентов регенерата изучались следующие параметры репаративного остеогенеза:

1. Численная плотность клеток костной ткани (остеобластов, остеоцитов, остеокластов).

2. Численная плотность сосудов в регенерате костной ткани.

3. Площадь поверхности трабекул.

4. Численная плотность пролиферирующих остеобластов и клеток эндотелия.

Статистическая обработка результатов Для создания архивной базы данных, сводных таблиц использовалась программа Microsoft Office Excel 2003 (лицензионное соглашение 74017-6400000106-57177). Визуализации материала проведена с использованием

различных видов диаграмм и таблиц. Статистический анализ проводился с использованием пакет прикладных программ 81айзиса 6.1 (лицензионное соглашение ВХХШ)06В092218РАМ11). Качественные признаки представлены в виде абсолютной величины и относительной частоты (%). Количественные показатели представлены в виде средней (М) и ее стандартной ошибки (ш). Для выявления связи между изучаемыми количественными признаками применяли корреляционный анализ по Пирсону (г). Определение различий исследуемых параметров между группами наблюдений осуществлялось посредством непараметрического критерия Манна-Уитни. Различия между исследуемыми группами считались достоверными при величине достигнутого уровня статистической значимости (р) менее 0,05 (р<0,05).

В третьей главе представлены данные объективного наблюдения за оперированными животными. Тщательное соблюдение всех требований по уходу за оперированными животными позволило максимально избежать осложнений в послеоперационном периоде. У одного кролика из серии с использованием биоинертных имплантатов на 30 сутки после остеосинтеза произошла миграция фиксатора в мягкие ткани.

Значимых различий в степени гиперемии в области послеоперационных швов между животными всех серий не было. На следующие сутки после операции наблюдалась умеренная гиперемия и незначительный отек мягких тканей. На 4-5 сутки гиперемия и отек уменьшались.

Значимых различий в динамике температуры тела между животными всех серий не было. В первые сутки после операции температура повышалась до 39,5°С, но с 4-5 суток снижалась до 38,7°С (нормальная температура тела для кроликов).

Анализ полученных результатов позволяет заключить, что гиперемия и отек в зоне послеоперационных швов, динамика заживления послеоперационной раны, температура тела и поведение животных в контрольной серии и при использовании биоинертных и биоактивных имплантатов достоверно не различаются.

В четвертой главе изложены результаты сравнительного изучения динамики показателей репаративного остеогенеза.

В контрольной серии (без остеосинтеза) в зоне сформированного перелома шейки бедренной кости развиваются дистрофические изменения, которые рентгенологически проявляются расширением линии перелома и смещением костных отломков. На 60 сутки отсутствуют признаки сращения и выявляется асептический некроз шейки и головки бедренной кости. Формируется ложный сустав шейки бедренной кости (рисунок 1).

1 —ложный сустав

Рисунок 1 - Рентгенограмма перелома шейки бедра 60-е сутки {контрольная серия - без остеосинтеза)

Учитывая отсутствие консолидации и образование ложного сустава у всех животных без использования остеосинтеза, в контрольной серии морфологические исследования не проводились.

При использовании биоинертных титановых имплантатов рентгенологически к 30 суткам выявлено: линия перелома расширена, костные отломки с нечеткими, неровными краями, шейка бедра укорочена, резорбция костной ткани в зоне перелома и вдоль фиксаторов. На 60 сутки на

рентгенограммах линия перелома четко не визуализируется, фиксация стабильная, появляются признаки сращения перелома (рисунок 2А). Миграции фиксаторов, костных фрагментов нет. Сохраняются участки резорбции костной ткани вдоль фиксаторов, укорочение шейки бедренной кости.

Рисунок 2 - Рентгенограммы шейки бедра после остеосинтеза (60-е сутки)

При использовании биоинертных титановых имплантатов сращение проходило через стадию образования рыхловолокнистой ткани и хряща, постепенно заполняющих область перелома, но к 60-м суткам полного структурного восстановления костной ткани в области перелома не происходит. Незавершенность репаративного остеогенеза подтверждается цитоморфометрически и иммуногистохимически — происходит увеличение численной плотности остеокластов, постепенно снижается площадь поверхности трабекул, что отражает продолжающийся процесс репаративного остеогенеза с активной перестройкой костной ткани (рисунок 3).

Рисунок 3 - Репаративный (энхондральный) остеогенез при использовании биоинертных имплантатов (60-е сутки; окраска гематоксилин-эозином, увеличение х 300)

При выполнении остеосинтеза с использованием биоактивных (с кальцийфосфатным покрытием) титановых имплантатов рентгенологически на 30-е сутки линия перелома не визуализируется. Перелом фиксирован 3 спицами, фиксация стабильная. Миграции фиксаторов и костных фрагментов нет, признаки резорбции костной ткани вдоль фиксаторов не определяются. Шейка бедра незначительно укорочена. Деформации головки бедра нет. На 60-е сутки (рисунок 2Б) линия перелома не визуализируется, фиксация стабильная, миграции фиксаторов и костных фрагментов нет, признаки резорбции костной ткани вдоль фиксаторов не определяются. Шейка бедра утолщена за счет костной мозоли. Головка бедра без деформации.

К 30 суткам после остеосинтеза в области перелома формируется костная ткань балочного строения. К 60 суткам формируется губчатая кость пластинчатого строения. В центральных отделах зоны перелома определяются костные балки со следами перестройки. В межбалочных пространствах миелоидный костный мозг (рисунок 4).

Рисунок 4 - Костная ткань в зоне перелома после остеосинтеза биоактивными имплантатами с кальцийфосфатным покрытием (60 сутки; окраска гематоксилин-эозином, увеличение х 200)

Стабильный уровень остеоцитов, низкая пролиферативная активность свидетельствуют о завершении процесса репаративного остеогенеза.

Стимулирующее влияние кальцийфосфатного покрытия имплантатов на репаративный остеогенез подтверждается послеоперационной динамикой показателей объемной и численной плотности костной ткани (таблица 2).

На 7-е сутки после остеосинтеза численная плотность остеобластов и их пролиферативная активность, количество эндотелиоцитов и остеокластов, численная плотность остеоцитов при использовании биоактивных имплантатов с кальцийфосфатным покрытием были в 1,4; 1,3; 1,9; 1,9 и 1,3 раза больше (р<0,05), а площадь поверхности трабекул на 11,1% меньше, чем при использовании биоинертных имплантатов.

Аналогичные различия этих показателей сохранялись и на 14-е сутки после остеосинтеза.

На 30-е сутки количество остеобластов, пролиферативная активность клеток остеогенного ряда и площадь поверхности трабекул в регенерате и были в среднем в 1,5; 1,2 и в 1,5 раза меньше, а количество остеоцитов, сосудов и

численная плотность остеокластов в 1,5; 1,7 и 3,2 раза соответственно больше (р<0,05), чем при использовании биоинертных имплантатов, что свидетельствовало о формировании более зрелой костной ткани в области перелома при использовании биоактивных имплантатов.

Таблица 2 - Цитоморфометрические и иммуногистохимические показатели формирования костной ткани в зоне перелома после остеосинтеза биоинертными (БИ) и биоактивными (БА) титановыми имплантатами

Показатели (М±ш) 7 суток 14 суток 30 суток 60 суток

БИ БА БИ БА БИ БА БИ БА

Остеобласты (Vv) 148,0 ±6,4 212,04 ±7,89* 271,3 ±7,8 358,53 ±8,4* 192,0 ±8,5 124,3 ±5,81* 97,3 ±4,5 53,2 ±2,4*

Остеоциты (Vv) 74,2 ±3,0 94,23 ±4,92* 123,0 ±5,5 234,21 ±6,15* 154,3 ±6,8 224,3 ±6,31* 128,0 ±7,1 106,4 ±4,1*

Остеокласты (Nv) 0,2 ±0,03 0,38 ±0,06* 1,7 ±0,04 2,81 ±0,23* 2,3 ±0,4 8,31 ±0,43* 5,3 ±0,8 3,1 ±0,73*

Площадь поверхности трабекул (мкм) 25,4 ±1,4 21,7 ±1,8 18,7 ±1,2 17,3 ±1,5 15,2 ±1,4 10,4 ±1,1* 11,5 ±1,3 8,43 ±1,11

Ki67 8,0 ±1,7 10,2 ±2,1 12,1 ±2,2 16,0 ±2,4* 10,4 ±1,5 8,5 ±1,2 5,3 ±0,8 3,3 ±0,3*

CD34 8,2 ±1,04 15,4 ±0,8* 26,2 ±2,2 47,7 ±1,6* 16,7 ±1,3 29,12 ±1,21* 14,0 ±1,2 9,07 ±1,1*

Примечание: * - р<0,05 в сравнении с применением биоинертных имплантатов.

На 60-е сутки после остеосинтеза биоактивными имплантатами численная плотность остеобластов, пролиферативная активность, количество остеоцитов, остеокластов и эндотелиоцитов, площадь поверхности трабекул были в 1,8; 1,6; 1,2; 1,7; 1,5 и 1,4 раза меньше, чем при использовании биоинертных имплантатов, что отражало формирование более зрелой костной ткани в зоне перелома.

ВЫВОДЫ

1. Биоинертные и биоактивные (с кальцийфосфатным покрытием) титановые имплантаты улучшают восстановление костной ткани в зоне экспериментального перелома шейки бедра у лабораторных животных за счет усиления в равной степени реализации механического (фиксация) фактора саногенеза, однако различаются по своему остеогенному потенциалу, что проявляется особенностями динамики рентгенологических, морфологических и иммуногистохимических показателей репаративного остеогенеза.

2. Биоинертные титановые имплантаты не изменяя течение послеоперационного периода при экспериментальном переломе шейки бедренной кости, по сравнению с таковым без использования остеосинтеза, обеспечивают восстановление костной ткани, что подтверждается рентгенологически, морфологически и иммуногистохимически, однако к 60 суткам не завершается формирование зрелой костной ткани в зоне перелома.

3. Биоактивные титановые имплантаты с кальцийфосфатным покрытием, не изменяя течение послеоперационного периода, по сравнению с применением биоинертных имплантатов, достоверно улучшают рентгенологические, морфологические и иммуногистохимические показатели восстановления костной ткани, что обусловлено непосредственным вовлечением кальцийфосфатного покрытия в процессы репаративного остеогенеза, в результате чего к 60 суткам завершается формирование зрелой костной ткани в зоне перелома шейки бедренной кости. При использовании биоинертных имплантатов репаративный остеогенез не завершается к 60-м суткам формированием зрелой костной ткани в зоне перелома.

4. Разработанная экспериментальная модель перелома шейки бедра у лабораторных животных, позволяющая моделировать и изучать процессы репаративного остеогенеза, повысит информативность и объективность оценки различных способов лечения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для повышения эффективности хирургического лечения переломов шейки бедра целесообразно использовать биоактивные титановые имплантаты с модифицированным покрытием, в частности с кальцийфосфатным, которые непосредственно включаясь в процессы репаративного остеогенеза, ускоряют формирование зрелой костной ткани в зоне перелома.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в журналах рекомендованных ВАК

1. Опыт лечения переломов шейки бедренной кости / И. П. Ардашев, В. В. Калашников, А. В. Басов и др. // Вестник новых медицинских технологий. -2011.-№ 3.-С. 63-65 (0,16 п.л.).

2. Опыт лечения переломов шейки бедренной кости пучками У-образных спиц / И. П. Ардашев, А. А. Григорук, А. В. Басов и др. II Медицина в Кузбассе. - 2012. -№ 2. - С. 18-23 (0,75 п.л.).

3. Лечение переломов шейки бедренной кости канюлированными винтами / И. П. Ардашев, А. В. Басов, К. С. Казанин и др. // Политравма. — 2012. -№1.-С. 32-37(0,68 п.л.).

4. Опыт лечения переломов шейки бедренной кости спонгиозными винтами / А. В. Басов, К. С. Казанин, И. П. Ардашев и др. // Вестник новых медицинских технологий. -2012. -№ 2. - С. 327-329 (0,20 п.л.).

5. Применение биоактивных имплантатов с кальцийфосфатным покрытием для хирургического лечения переломов шейки бедра в эксперименте / А. В. Басов, К. С. Казанин, М. С. Шпаковский и др. // Мир науки, культуры, образования. - 2012. - № 3. - С. 274-278 (0,44 п.л.).

Патенты

6. Устройство для экспериментального моделирования перелома проксимального конца бедренной кости : пат. 2492528 Рос. Федерация : МПК51 в 09 В 23/28, А 61 Э 1/00 / В. С. Старых, К. С. Казанин, А. В.

Басов, В. В. Калашников, В. Вл. Калашников, М. В. Истомин, М. С. Шпаковский ; заявитель и патентообладатель Казанин Константин Сергеевич. - № 2011150370/14 ; заявл. 09.12.2011 ; опубл. 10.09.2013, Бюл. № 25. - Юс (1,06 п.л.).

Материалы конференций

7. Басов, А. В. Остеосинтез переломов шейки бедренной кости / А. В. Басов, К. С. Казанин // Медицина в Кузбассе. - 2009. - Спецвып. № 3. - С. 19-20 (0,08 п.л.).

8. Басов, А. В. Перелом шейки бедренной кости в эксперименте. Предварительное сообщение / А. В. Басов, К. С. Казанин, А. Н. Корнев // Медицина в Кузбассе. - 2010. - Спецвып. № 1. - С. 48 (0,06 п.л.).

9. Басов, А. В. Отдаленные результаты хирургического лечения переломов шейки бедра пучками У-образных спиц / А. В. Басов, М. С. Шпаковский // Медицина в Кузбассе. - 2010. - Спецвып. № 1. - С. 47 (0,06 п.л.).

10. Басов, А. В. Отдаленные результаты хирургического лечения переломов шейки бедра спонгиозными винтами / А. В. Басов, К. С. Казанин, М. С. Шпаковский // Медицина в Кузбассе. - 2010. - Спецвып. № 1. - С. 48 (0,06 п.л.).

11. Анализ отдаленных результатов остеосинтеза переломов шейки бедренной кости канюлированными винтами / А. В. Басов, К. С. Казанин, В. В. Калашников и др. // Сборник тезисов IX съезда травматологов-ортопедов. - Саратов, 2010. - Т. 1. - С. 90-92с (0,17 п.л.).

12. Басов, А. В. Анализ отдаленных результатов хирургического лечения переломов шейки бедра / А. В. Басов, К. С. Казанин // Проблемы медицины и биологии : материалы межрегион, науч.-практ. конф. молодых ученых и студентов с международным участием. - Кемерово, 2011. - С. 36 (0,08 п.л.).

13. Басов, А. В. Экспериментальное исследование переломов шейки бедренной кости / А. В. Басов, К. С. Казанин // Сборник тезисов

Всероссийской научно-практической (заочной) конференции «Аспиранты для науки XXI века». - Киров, 2012. - С. 53-54 (0,14 п.л.).

14. Басов, А. В. Перелом шейки бедренной кости в эксперименте / А. В. Басов, К. С. Казанин // Проблемы медицины и биологии : материалы Межрегион, науч.-практ. конф. молодых ученых и студентов с международным участием. - Кемерово, 2012. - С. 41 (0,09 п.л.).

15. Басов, А. В. Остеосинтез переломов шейки бедренной кости канюлированными винтами / А. В. Басов // Проблемы медицины и биологии : материалы Межрегион, науч.-практ. конф. молодых ученых и студентов с международным участием. — Кемерово, 2012. - С. 40 (0,06 п.л.).

Подписано в печать 08.11.2013г. Тираж 100 экземпляров. Заказ № 166 Отпечатано ООО «Лик» 650056, г. Кемерово, ул. Волгоградская, 47а