Автореферат и диссертация по медицине (14.01.18) на тему:Применение лазерных технологий в лечении дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков.

0034Э3138

На правах рукописи

Басков Владимир Андреевич

ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЛЕЧЕНИИ ДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ МЕЖПОЗВОНКОВЫХ ДИСКОВ

14.01.18- нейрохирургия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.

Москва -2010

1 1 МАР 2010

003493138

Работа выполнена на кафедре нейрохирургии ГОУ ДПО Российской медицинской академии последипломного образования Росздрава.

Научный руководитель:

заведующий кафедрой нейрохирургии РМАПО доктор медицинских наук, профессор

Древаль Олег Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Шевелев Иван Николаевич

доктор медицинских наук Гринь Андрей Анатольевич

Ведущее учреждение:

Научно-исследовательский институт неврологии РАМН.

Защита состоится «_» _2010 года в «13» часов на заседании

диссертационного совета № Д.001.025.01 при НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н.Бурденко РАМН (Адрес: 125047, г. Москва, ул. 4-ая Тверская-Ямская, д. 16. Телефоны: (495) 251-65-26, 251-35-42).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н.Бурденко РАМН.

Автореферат разослан «_»_2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор

Лошаков В.А.

Общая характеристика работы Актуальность темы

Боли, связанные с заболеваниями позвоночника, являются основной проблемой жителей современного общества. 85% людей на земном шаре испытывают их многократно в течение жизни. Наиболее часто болевой синдром вызывают дегенеративные изменения межпозвонковых дисков, заключающиеся в дегидратации и разрушении пульпозного ядра, фиброзного кольца и появлении нестабильности в позвоночном сегменте. Основой лечения дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков является консервативная терапия, включающая медикаментозное купирование болевого синдрома, использование физиотерапевтических и санаторно-курортных методов лечения. Консервативная терапия, используемая на протяжении нескольких лет, приводит к появлению фиброза межпозвонкового диска и уменьшению болевого синдрома. Однако остающаяся перегрузка дугоотросчатых суставов и явления нестабильности формируют новый болевой синдром, связанный с этими процессами. В ряде случаев, разрушенное пульпозное ядро приводит к разрыву фиброзного кольца и образованию грыжи межпозвонкового диска, часто с компрессией нервных образований. Подобное состояние является показанием к хирургическому вмешательству, направленному на удаление секвестра диска. К сожалению, нередко в послеоперационном периоде наблюдаются рецидивы грыж дисков частотой от 1,7 до 8% в зависимости от характера хирургического вмешательства.

В настоящее время хирургическая техника совершенствуется по пути уменьшения операционной травмы. Разработаны как открытые минимально инвазивные вмешательства, так и различные варианты пункционных манипуляций.

В последние десятилетия разработано множество пункционных методик воздействия на межпозвонковый диск, основной целью которых является ускорение процесса фиброза и ликвидация болевой импульсации из него. Кроме того, некоторые вмешательства позволяют удалить часть измененного пульпозного ядра.

Предпринимаются попытки термической коагуляции части межпозвонкового диска также с целью дерецепции, уплотнения и сжатия диска и, в конечном счете, ликвидации дискогенных болей. Однако радиочастотная деструкция пульпозного ядра недостаточна для дерецепции зоны нервных окончаний, расположенной в фиброзном кольце. Более успешным оказалось термическое воздействие на область задней трети фиброзного кольца с помощью гибкого зонда- SpineCathTM. Методика его применения получила название внутридискового электротермического лечения (IDET - Intradiscal Electrothermal Treatment). Нагревание фиброзного кольца до 75°С в течение 20 минут позволяет достичь положительных результатов процедуры в 60-70% случаев.

Известен способ лечения заболеваний межпозвонковых дисков с помощью лазерной абляции (выпаривания) грыжи и декомпрессии диска. Недостатками данного подхода являются неизбежный перегрев тканей, прилегающих к зоне абляции, и нежелательное воздействие на окружающие ткани, которое проявляется в образовании грубой рубцовой ткани, а также большая вероятность возникновения рецидивов заболевания, связанных с тем, что данный метод, так же как и традиционное хирургическое удаление грыжи диска не устраняет дефекта фиброзного кольца, который является основной причиной рецидивов заболевания.

Использование микрохирургических инструментов и микроскопа позволили в 1970-х годах разработать микродискэктомию- удаление грыжи диска из небольшого разреза без удаления значительной части хрящевых образований диска. Такое хирургическое вмешательство позволяет сократить срок пребывания в стационаре до 3 дней и восстанавливать трудоспособность в течение 20 дней. При этом частота повторных открытых оперативных вмешательств по поводу рецидива грыжи диска колеблется от 1,7 до 8%, а успех повторных вмешательств составляет только 56- 88%. ;

Также была разработана менее травматичная техника эндоскопической дискэктомии, успешно применяемая в клинической практике. Однако у нее оказались примерно такие же осложнения, как и у микродискэктомии.

Проведенный анализ результатов хирургического и консервативного лечения хронических болей позвоночника продемонстрировал, что боли в спине в группе оперированных пациентов уменьшились лишь на 33%, а к активной жизни вернулось только 25% пациентов. Процент осложнений в раннем послеоперационном периоде составил 17%. Необходимо отметить, что неудовлетворительные результаты чаще всего были связаны с нестабильностью позвоночного сегмента.

В последнее время появился фундаментально новый подход к использованию возможностей лазерного излучения. Так, в 1992 году было доказано, что лазерное воздействие низкой интенсивности может изменять свойства хряща, не разрушая его. В настоящее время это открытие используется в практической оториноларингологии для неоперационного изменения формы перегородки носа. Кроме того, было показано, что кроме изменения пластического состояния хряща, при определенных параметрах лазерного воздействия вызывался рост хрящевой ткани. В эксперименте in vivo продемонстрирована возможность вызывать лазеро-индуцированный контролируемый рост хрящевой ткани межпозвонковых дисков. Использование этого эффекта при дегенеративных заболеваниях межпозвонковых дисков могло бы приостановить развитие патологического процесса путем регенерации хрящевой ткани диска и, таким образом, позволило бы ликвидировать болевой дискогенный синдром, устранить нестабильность позвоночного сегмента и значительно уменьшить количество осложнений после микродискэктомии.

Цель исследования.

Изучить возможности применения новых лазерных технологий в лечении дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков.

Задачи исследования.

1. Выбор оптимальной модели дегенеративных изменений межпозвонковых дисков в условиях хронического эксперимента на кроликах.

2. Подбор оптимальных параметров лазерного воздействия на дегенеративно измененные ткани межпозвонковых дисков в условиях хронического эксперимента на кроликах.

3. Определение показаний и противопоказаний к пункционному лазерному лечению больных с дегенеративными заболеваниями межпозвонковых дисков.

4. Выработка хирургической тактики пункционного вмешательства на межпозвонковых дисках шейного и поясничного отделов позвоночника.

5. Оценка результатов пункционного лазерного лечения больных с дегенеративными заболеваниями межпозвонковых дисков по шкалам VAS (визуальная аналоговая шкала боли) и SF-36 (оценка качества жизни).

6. Объективизация восстановления хряща после лазерной реконструкции дисков в клинике (МРТ и гистологическое исследование).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Воспроизводимой и контролируемой моделью дегенеративных изменений в межпозвонковых дисках в условиях хронического эксперимента является дозируемое хирургическое повреждение тканей межпозвонкового диска кролика путем неполнослойного прокола фиброзного кольца иглой 18G на глубину 0,5 см.

2. Оптимальными параметрами лазерного воздействия на дегенеративно измененные ткани межпозвонковых дисков в условиях хронического эксперимента на кроликах является неабляционное облучение эрбиевым волоконным лазером (1,56 нм).

3. Диагностический протокол обследования, включающий клинический осмотр, оценку интенсивности боли по шкале VAS, оценку качества жизни по шкале SF-36, МРТ обследование, спондилографию с функциональными пробами и дискографию, позволяет определить показания и выявить противопоказания к лазерному лечению межпозвонковых дисков.

4. Пункционная лазерная терапия дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков, проведенная по протоколу лечения, позволяет в 89,7% случаев уменьшить болевой синдром и в 89,7% случаев улучшить качество жизни пациентов.

5. Гистологическое, гистохимическое и электронно-микроскопическое изучение биоптатов из межпозвонковых дисков через 1 год после неабляционного лазерного облучения выявило выраженные регенераторные процессы в виде пролиферации хондроцитов и новообразования хрящевой ткани фибро-гиалинового типа. Данные МРТ в Т2 режиме полностью коррелируют с данными гистологических исследований.

Научная новизна работы.

1. Создание нового минимально - инвазивного метода лечения дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков, сопровождающихся дискогенным болевым синдромом без невральной компрессии.

2. Создание в эксперименте модели дегенеративного изменения межпозвонкового диска, стандартизация повреждения межпозвонкового диска.

3. Разработка методики лазерной реконструкции дисков.

4. Создание предпосылок к стабилизации позвоночника с помощью лазерно-индуцированной регенерации хряща межпозвонкового диска.

Теоретическая и практическая ценность работы.

• Разработка и внедрение в практику минимально инвазивной методики лечения дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков с помощью лазерных технологий.

• Обоснование создания в эксперименте модели дегенеративного изменения межпозвонкового диска у животных.

• Использование модели дегенеративного изменения межпозвонкового диска у животных для оценки эффективности различных методов лечения.

• Создание стандартизованной экспериментальной модели дегенеративных изменений межпозвонковых дисков.

• Выбор оптимальных параметров лазерного облучения при различной степени дегенеративных изменений в межпозвонковых дисках.

• Разработка протокола обследования пациентов с дегенеративными заболеваниями межпозвонковых дисков для выбора метода лечения.

• Определение показаний и противопоказаний для различных методов лечения при дегенеративных заболеваниях межпозвонковых дисков.

• Определение эффективности лазерного лечения.

• Подтверждение возможности регенерации хряща в результате неабляционного лазерного облучения дегенерированного межпозвонкового диска.

Внедрение в практику

Разработанные методы клинической диагностики и хирургического лечения внедрены в практику нейрохирургического отделения центра патологии спинного мозга ЦКБ №1 ОАО «РЖД», нейрохирургического отделения ГКБ №19 г.Москвы и «Клинике Ортоспайн» Медицинского центра вертебрологии и ортопедии.

Апробация и публикация результатов исследования.

Основные положения диссертации доложены на World Spine III, Rio de Janeiro, Brazil, 2005, 13 World Congress of Neurological Surgery, Marrakesh, Morocco, 2005, World Spine IV, Istanbul, Turkey, 2007, VII Поленовских чтениях, Санкт-Петербург, 2008; 116 заседании Московского общества нейрохирургов, 2008; 22 annual conference of the World Congress of International intradiscal therapy society, Phoenix, AZ, USA, 2009; V съезде нейрохирургов России, Уфа, 2009 и других Российских и международных конференциях (всего 15).

По теме диссертации опубликовано 26 работ, из них в центральных рецензируемых изданиях - две работы (журнал «Laser Physics», журнал «Лазерная медицина»).

Структура диссертации.

Диссертация изложена на 175 листах машинописного текста, иллюстрирована 33 рисунками, содержит 17 таблиц и 3 схемы. Состоит из введения, глав, выводов, списка литературы, содержащего 133 отечественных и 308 иностранных источников, приложений и списка сокращений.

Содержание работы Экспериментальное исследование Материалы и методы

Экспериментальные исследования проводились на базе вивария Российской Академии наук при участии лаборатории биофотоники Института проблем лазерных и информационных технологий РАН (руководитель- доктор физико-математических наук, профессор Э.Н.Соболь). Морфологические исследования

проводились на базе лаборатории экспериментальной патоморфологии ММА им. И.М.Сеченова (руководитель- доктор медицинских наук, профессор А.Б.Шехтер).

Эксперименты проведены на 20 скелетно-зрелых кроликах породы Шиншилла весом 2,8-3,4 кг. Кролики были получены из питомника ГУ НЦБМТ РАМН (филиал «Белый Мох»). Животных содержали в виварии согласно санитарным правилам. Во время проведения эксперимента кролики были клинически здоровы, у них отсутствовали особенности в поведении, аппетите, режиме сна и бодрствования.

Один кролик оставался контрольным, никаких манипуляций на нем не проводилось. На остальных кроликах эксперимент проводился в 2 этапа. На первом этапе в 4-х поясничных дисках каждого из 19-ти кроликов были инициированы дегенеративные изменения.

На втором этапе через 5 недель после начала эксперимента 19-ти животным была выполнена повторная операция. Выбирали 4 ранее пунктированных диска для лазерного воздействия. В 2 диска через иглу вводилось оптическое волокно, через которое было произведено лазерное облучение области ПЯ в двух неабляционных режимах. Один диск после второго прокола не облучался. В течение 5 дней после операции проводилась антибиотикопрофилатика (Цефазолин 1,0 внутримышечно). Один кролик после повторной операции не вышел из наркоза.

Режимы лазерного облучения.

№ Длительность Частота Мощность Продолжительность Число

режима импульса облучения/Пауза циклов

1 1000 мсек 0,5 Гц 0,7 Вт 10 сек/15 сек 3

2 100 мсек 1 Гц 1,5 Вт 5 сек/10 сек 3

Таким образом, в результате двух проведенных операций у каждого животного 1 диск служил для изучения развития дегенерации, 2-ой - для влияния дополнительного прокола на эти дегенеративные изменения, а 2 диска - для исследования эффективности лазерного воздействия на дегенеративно-измененные ткани МПД

Животные выводились из эксперимента через 6 (4 кролика), 10 (3 кролика), 18 (4 кролика), 32 (4 кролика) и 40 (3 кролика) недель после начала эксперимента.

Всего для макроскопического и морфологического исследования было получено 120 межпозвонковых дисков. Из них 48 дисков были интактными, 18 дисков с моделированием дегенерации, 18 дисков с повторным проколом и 36 дисков, подвергнутых лазерному воздействию.

После фиксации и декальцинации биоптатов изготавливали парафиновые срезы толщиной 4-5 мкм. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону для изучения коллагеновых волокон, а также толуидиновым синим для выявления протеогликанов. Препараты исследовали и фотографировали с использованием светового микроскопа OLYMPUS ВХ51, оснащенного цифровой видеокамерой Sanyo, при увеличении от 40 х до 1000 х.

Статистический анализ результатов исследования был выполнен при помощи стандартного пакета статистических программ SPSS 13.0 for Windows и стандартной программы Microsoft Excel 2003.

Результаты и их обсуждение

В наших исследованиях у контрольных животных в возрасте 6-7 месяцев, а также в интактных дисках опытных животных, через 6 недель после начала

эксперимента в подавляющем числе дисков изменения отсутствуют. ФК сохраняет характерную ламеллярную структуру, а ПЯ свой рыхлый матрикс. Макроскопически этому соответствуют плотное слоистое ФК и мягко-упругое полупрозрачное ПЯ с четкой границей между ними. Начиная с 10-ой недели опыта и до его окончания через 40 недель, гистологически постепенно нарастали дистрофические и некротические изменения в ПЯ. Все эти изменения, однако, не достигают степени разрушения ПЯ, которое, в основном, сохраняет свою нативную кластерную структуру и не трансформируется в фиброзный хрящ.

Моделирование дегенеративных изменений в МПД ведет к значительно более выраженным изменениям диска, чем вышеописанные изменения интактных дисков. В местах проколов на наружной поверхности ФК уже через 6 недель возникают остеофиты; в последующем они лишь постепенно созревают от преимущественно хрящевой (гиалиновый и фиброзный хрящ) до преимущественно костной структуры путем энхондральной оссификации хряща. Следует отметить, что остеофиты по данным литературы являются непременной и важной составляющей дегенеративно-Измененных дисков у человека при остеохондрозе, а также при экспериментальном моделировании.

Наиболее важные изменения при использованной нами модели дегенерации возникают в ПЯ и внутреннем слое ФК. Эти изменения обнаруживаются уже через 6 недель после начала опыта и постепенно прогрессируют вплоть до его окончания (40 недель). Уже в 6 недель в половине дисков (4 из 8) ПЯ и внутренний слой ФК полностью замещаются фиброзным хрящом, в котором отсутствует ламеллярная структура. Наряду с отдельными некротизированными клетками бывшего ПЯ в этом хряще преобладают активные хондроциты, синтезирующие коллаген и протеогликаны, формирующие волокнистый матрикс. Макроскопически этому соответствует разная степень уплотнения, диффузного или очагового помутнения ПЯ и исчезновения границы между ФК и ПЯ.

В последующие сроки (10, 18, 32 и 40 недель) процесс замещения ПЯ и внутреннего слоя ФК фиброзным хрящом усиливается.

В большинстве дисков ПЯ и внутренний слой ФК полностью замещены фиброзным хрящом. Это свидетельствует о начинающейся дистрофии хрящевой ткани, которая прогрессирует в дальнейшем. Мы обозначаем это явление как вторичную дистрофию ПЯ по сравнению с первичной дистрофией, возникающей в первый месяц после прокола ФК.

Следует отметить также своеобразное изменение архитектоники ФК в дегенеративно измененных дисках, которое начинается уже с 10-ой недели в части дисков и усиливается в следующие сроки уже во всех дисках. Ламеллы среднего слоя ФК и той части внутреннего слоя, которая еще не подверглась структурной реорганизации, разрыхляются, расщепляются и приобретают извитую форму. Подобное же переориентирование силовых напряжений ведет к отрыву диска от ЗП в участках, где ПЯ ранее наиболее близко подходило к ЗП и где потом формируются щели.

Нативная структура ФК и ПЯ при отсутствии сосудов в диске обеспечивает питание ткани путем диффузии питательных веществ и кислорода из сосудов костной ткани позвонков и ЗП. В новых условиях при фиброзировании ПЯ, отрыве диска от ЗП, изменении архитектоники и биомеханической функции диска диффузия питательных веществ затруднена, что и является основной причиной вторичных дистрофических изменений в дегенеративном диске.

Следует также обратить внимание на выраженные изменения в гиалиновом слое ЗП, которые начинаются уже с б-ой недели и затем усиливаются: некроз, деструкция, кальциноз, оссификация, истончение и фрагментация гиалинового хряща, сопровождаемые репаративной реакцией. К 40-ой неделе в части дисков в ЗП остаются лишь отдельные фрагменты хряща, окруженные костной тканью. Эти изменения влияют на биомеханику и питание диска. Подобные изменения, особенно оссификация ЗП, были отмечены при моделировании дегенеративных изменений в МПД у кроликов, а также при старении и дегенерации МПД у человека.

Изменение архитектоники ламелл и разрыхление коллагенового каркаса ФК ведет к ослаблению биомеханической прочности ФК. В условиях использованной нами экспериментальной модели это не приводило к образованию протрузий и грыж (во многом из-за быстрого фиброзирования ПЯ), но в патологии человека эти осложнения остеохондроза являются важнейшими в его клинических проявлениях.

Дегенеративно-измененные диски (модель) через 32 и 40 недель после начала опыта

А - диск Ь4-Ь5 (один прокол), срок 32 недели. ПЯ, замещённое фиброзным хрящом. Справа — участок уплотнения, слева — разрыхления матрикса. Хондроциты дистрофически изменённые и не активные, х 400. Б — диск Ь2-Ь3 (один прокол), срок 40 недель. Граница внутреннего и среднего слоя ФК, в середине участок некроза и разрыхления с образованием трещин, х 200.

В - диск Ь3-Ь4 (один прокол), срок 40 недель. В центре небольшой фрагмент гиалинового хряща (стрелка), остающегося после резорбции гиалинового слоя ЗП. х 200.

Г - диск Ь2-Ь3 (два прокола), срок 40 недель. Фокус зернисто-вакуольной деструкции ткани в среднем слое ФК. х 400.

Таким образом, изученная нами на кроликах модель дегенерации МПД по своим морфологическим проявлениям весьма близка к остеохондрозу человека и может быть адекватно использована для изучения механизма действия различных лечебных факторов, в том числе лазерно-индуцированной реконструкции МПД.

Гистологическое и гистохимическое изучение показывает, что в сравнительно поздних сроках (1 и 3 месяца после операции) в МПД протекают морфологические изменения, которые независимо от режима лазерного излучения (ЛИ) являются стандартными (стереотипными) реакциями на параметры ЛИ и возникновение некротических изменений в ранних стадиях.

Анализ морфологических проявлений (как макро, так и микро) позволяет судить о динамике этих стереотипных, но связанных между собой процессов как в ПЯ, так и в ФК.

В ПЯ образовавшиеся участки некроза постепенно уменьшаются в размерах за счет двух основных процессов:

сжатия объема некротических очагов, которые теряют упругость, обусловленную специфической структурой матрикса и кластерного строения клеток. Вместе с этим теряет упругость и все ПЯ (степень этого зависит от величины некроза ткани). С эти связана разная степень уплощения, уменьшения и смещения ядра, которое испытывает в связи с потерей упругости повышенное давление со стороны ФК (концентрические) и тел позвонка (уплощающие);

прорастание в некротическую ткань пролиферирующих и постепенно созревающих хондроцитов, источниками которых являются как выжившие и способные к пролиферации недифференцированные клетки, ядра нотохордального и хрящеподобного типа (естественно, это клетки, находящиеся вне кластеров или вышедшие из них при дезорганизации кластера), так и недифференцированные клетки гиалиновой прослойки замыкающей пластинки. Возможен и рост клеток из внутренних слоев, где также существуют недифференцированные клетки. Все эти клетки постепенно замещают некротическую ткань, секретирующие коллагенолитические и муколитические ферменты (коллагеназы, агреканазы и др.) и одновременно продуцируя новый матрикс (коллагены и агреканы). Этот процесс происходит очень .медленно, т.к. в хряще отсутствуют макрофаги. Поэтому даже через 3 месяца в ПЯ при некоторых режимах ЛИ еще остаются небольшие участки некроза, которые, видоизменяясь, приобретают гранулярную структуру.

В конечном результате участки некроза замещаются тканью, неспецифичной для пульпозного ядра:

• фиброзным хрящом, но лишенным ламеллярной структуры ФК;

• фиброзно-гиалиновым хрящом, который имеет переходные формы от более фиброзных до более гиалиновых, что связяно с характером клеток-источников организации (комитированные клетки ФК дифференцируются в фиброзно-хрящевые клетки, клетки гиалиновой прослойки ФК и хондроподобные клетки ПЯ - в гиалиновые клетки, а стоволовые и полустволовые клетки могут иметь разные неправильные дифференцировки в зависимости от влияния среды и, в частности, механических условий существования измененных ПЯ);

• гиалиноподобным хрящом,который по составу и строению матрикса и формы клеток наиболееблизок к гиалиновому хрящу.

Одновременно в сохранивших жизнеспособность участках ПЯ также происходят существенные изменения. В кластерах идет смена клеточного состава

от преимущественно нотохордальных до преимущественно хондроцитоподобных клеток (в норме вторые являются продуктами дифференцировки первых). Это происходит либо потому, что нотохордальные клетки более чувствительны к ЛИ, поэтому быстрее погибают или дегенерируют, либо в новых условиях изменения механических функций ПЯ происходит их быстрая дифференцировка в ХПК.

В конечном счёте и в сохранившихся поначалу участках ПЯ постепенно идёт гибель кластеров, уплотнение, фибриллизация и местами гомогенизация матрикса. В этих условиях жизнеспособные и способные к пролиферации клетки становятся отдельными несвязанными элементами и начинают свою новую функцию: строительство фиброзно-гиалинового хряща. Клетки эти имеют другую программу и дифференцируются в хондроциты. ПЯ приобретает часто мозаичную картину: в ней перемежаются участки фиброзно-гиалинового и гиалинового хряща, «луковичных» структур, зернистого матрикса. Соотношение этих структур зависит от применённого режима ЛИ.

Лазерное облучение, реэ/сим № 2, 90 суток.

A. Остеофит, состоящий из костной ткани, окруженной гиалиновым хрящом на вентральной поверхности диска. Граница остеофита с наружными ламеллами ФК.

Б. ПЯ. Общий вид. Практически полное замещение фиброзным и фиброзно-гиалиновым хрящом. Участок ткани с зернистой структурой матрикса и единичными кластерами ХПК (вверху). Г-Э, ув. 100х.

B. ПЯ, центральная часть. Фиброзно-гиалиновый хрящ с переходом в гиалиновый. Г-Э, ув. 400х.

Г. ФК, средний слой, вентральная сторона диска. Нарушения архитектоники ламелл. Зоны уплотнения и разрыхления ткани. Вверху - клетки с лакунами (участки трансформации в гиалиновый хрящ). Г-Э, ув. 200х.

В ФК основные изменения разыгрываются во внутренних и переходных слоях, где в ранней стадии были наибольшие некротические и дистрофические

изменения. В меньшей степени они имеются в среднем слое ФК. Изменения начинаются с пролиферации активных гипертрофированных хондроцитов с большим количеством изогенных групп, часто крупных. Хондроциты организуют участки некроза, которые в поздних сроках (особенно в 3 месяца) уже видны крайне редко и не на всех режимах и замещают их неламмелярным фиброзным хрящом, но чаще фиброзно-гиалиновым хрящом. Гиалиновый хрящ развивается реже на границе ПЯ или вблизи гиалиновой прослойки 311. Следует отметить, что фиброзно-гиалиновая трансформация усиливается в 3 месяца по сравнению с 1 месяцем после операции и развивается диффузно при некоторых режимах как на вентральной части диска (со стороны прокола), так и на спинальной противоположной стороне, а также в каудальном и краниальном направлении. В образовании фиброзно-гиалинового хряща во внутренних отделах ФК источником, вероятно, являются недифференцированные хондроциты этого отдела ФК, на границе с гиалиновой прослойкой - клетки прослойки.

На наружной стороне ФК в местах прокола часто развиваются остеофиты. Это связано с повреждением соединительной ткани вокруг диска и наружной пластины диска. В этих участках начинается рост провизорной соединительной ткани, затем фиброзно-гиалиновая и гиалиновая трансформация, затем обызвествление этих участков и наконец формирование костной ткани, отделённый от диска прослойкой гиалинового хряща. На 1 месяце эти процессы только начинаются, а в 3 месяца остеофиты являются частым явлением при обоих режимах, особенно при 2-м режиме. Вышеописанные процессы в ПЯ и ФК при разных режимах ЛИ происходят с различной скоростью, но в одном направлении, поэтому к 3 месяцам различие между режимами уменьшается.

Тем не менее совокупность макроскопического описания и математического анализа макроскопических показателей дисков и их морфологического анализа позволяет высказать предположение, что наиболее приемлемым для клиники является режим №2 при котором ПЯ и внутренний слой ФК в наибольшей степени трансформируется в фиброзно-гиалиновый и гиалиновый хрящ. Режим №1 дал неплохие результаты, но он в меньшей степени способствует фиброзно-гиалиновой трансформации ПЯ и действует более медленно в этом направлении, чем режим №2.

Клиническое исследование Материалы и методы

Обнаруженное явление регенерации хряща межпозвонкового диска после лазерного облучения умеренной интенсивности легло в основу нового метода восстановительной хирургии и получило название лазерной реконструкции дисков (ЛРД). Для клинического применения был выбран эрбиевый волоконный лазер, поскольку его излучение с длиной волны - 1,56 мкм, в эксперименте вызывало меньше деструктивных изменений в ткани межпозвонкового диска, а проникновение вызывало больший регенераторный ответ на облучение. Параметры лазерного излучения были подобраны на основании экспериментов in vivo на кроликах и ex vivo на человеческом материале. В результате экспериментальных измерений температуры диска и структур позвоночника, а также гистологических исследований были выбраны режимы облучения, вызывающие наибольшую регенерацию хряща, при которой отсутствует термическое повреждение самого диска и проходящих в позвоночном канале нервных структур.

Хотя лазерная реконструкция дисков имеет очень широкий круг применения, задачей данной работы была разработка и определения эффективности методики пункционной ЛРД, т.е. лазерное облучение межпозвонкового диска через прокол иглой.

Показаниями для пункционной лазерной реконструкции дисков являются:

1. Хронический дискогенный болевой синдром, не купирующийся консервативной терапией;

2. Вертеброгенный болевой синдром при наличии признаков нестабильности шейного или поясничного отделов позвоночника.

При этом диагностический алгоритм включает:

• МРТ исследование: Наличие четких признаков дегенерации межпозвонкового диска (темный диск), в том числе с признаками гиперинтенсивной зоны (HIZ).

• Дискография: Высокая или средняя степень конкордантного болевого синдрома и наличие трещин фиброзного кольца.

• Спондилография с функциональными пробами: наличие признаков нестабильности в разрушенном сегменте позвоночника.

Сочетание дискогенного болевого синдрома с признаками дегенерации диска по данным МРТ позволяет предположить именно дискогенное происхождение болей. Однако, как уже указывалось выше, МРТ не дает возможности точно связать определенные боли с конкретным диском. Поэтому обязательной диагностической процедурой является провокационная дискография или ее вариант КТ-дискография. Таким образом, выявление с помощью дискографии конкордантного болевого синдрома в сочетании с дегенеративными изменениями дисков по данным МРТ является показанием к ЛРД конкретного межпозвонкового диска.

Противопоказаниями для проведения пункционной ЛРД являются:

1. Компрессия нервных структур с корешковым болевым синдромом или спондилогенной миелопатией.

2. Значительное снижение высоты межпозвонкового диска (фиброз межпозвонкового диска).

3. Отсутствие признаков дегенерации межпозвонкового диска при МРТ и дискографии.

4. Местный или генерализованный воспалительный процесс.

5. Нарушения свертывающей системы крови и нелеченные коагулопатии.

6. Значительный психоэмоциональный компонент в болевом синдроме, включая непереносимость дискографии.

Как уже было указано, методом стимуляции регенерации хряща межпозвонкового диска явилась лазерная реконструкция, основанная на неразрушающем воздействии лазерного излучения на хрящ. Метод лазерной реконструкции межпозвонковых дисков получил одобрение МЗ РФ и с 2004 года применяется в России. Источником лазерного излучения является эрбиево-волоконный лазер с длинной волны 1,56 мкм производства компании Аркюо-Медикал ИНК. Режим облучения импульсный (1000/2000 мс - облучение/пауза).

С 2006 по 2009 г.г. в НУЗ ЦКБ №1 ОАО «РЖД» было прооперировано методом пункционной лазерной реконструкции дисков 155 пациентов. Все пациенты давали свое информированное согласие на лечение и проходили полное пред- и послеоперационное обследование. Наблюдение за пациентами осуществлялось не менее 1 года. Средний срок наблюдения составил 19,4 месяца (1-3 года). Проводилось полное регулярное обследование по вышеприведеному протоколу. Из наблюдаемых пациентов 97 человек (51 женщина и 46 мужчин) было доступно контакту и полному обследованию по протоколу на протяжении всего срока наблюдения (не менее 1 года).

Возраст пациентов в момент лечения составлял 14-69 лет (средний возраст 41,2). 24 пациента было оперировано на шейном уровне, 75- на поясничном. На шейном уровне максимальное число облученных дисков составило 4, на поясничном уровне - 5. Наиболее частыми уровнями вмешательства были сегменты С4-С6, L4-L5 позвонков.

Для оценки результатов использовалась шкала качества жизни SF36 (общий счет баллов, показатель физического здоровья, уровень телесной боли) и десятибалльная визуально-аналоговая шакала боли (ВАШ). Данные методы представляют собой надежные, удобные и достаточные инструменты оценки состояния пациентов и результатов лечения в клинической практике. Статистический анализ данных был выполнен при помощи стандартного пакета статистических программ SPSS 12.0 for Windows и стандартной программы Microsoft Excel 2003.

Результаты и их обсуждение

Непосредственно в момент облучения межпозвонкового диска лазером в отдельных случаях пациенты отмечали легкие ощущения «покалывания, тепла, распирания» в области позвоночника. Ни в одном случае не отмечалось значительных болевых ощущений. Более чувствительным к лазерному облучению оказывалось фиброзное кольцо, причем облучение в определенной половине диска, как правило, вызывало ощущения с той же стороны. Разницы в ощущениях при ЛРД на шейном или поясничном отделах позвоночника обнаружено не было.

В ближайшие дни после облучения у большинства пациентов эффектов отмечено не было. В отдельных случаях пациент сообщал об облегчении существующих болей, в двух случаях отмечалось обострение боли.

По всей видимости навигационный эффект и локальный нагрев изменяют состояние диска, его внутренний биохимический состав, что может объяснить непосредственное облегчение после процедуры лазерной реконструкции. Случаи обострения болей наблюдались среди пациентов, которым ЛРД выполнялась в момент значительного обострения болей. Возможно, сам прокол иглой воспаленного фиброзного кольца явился причиной обострения болей. В течение нескольких недель обострение болей у этих пациентов уменьшалось, и уровень болей становился значительно меньше дооперационного. Осложнений в послеоперационном периоде не наблюдалось.

Стойкие эффекты ЛРД, связанные с регенерацией хряща межпозвонкового диска и начинают проявляться примерно с 3 месяцев после вмешательства. Они заключаются в уменьшении боли, увеличении произвольного объема движений в позвоночнике. Отдаленные результаты проанализированы.

Общее число межпозвонковых дисков, подвергшихся процедуре ЛРД, составило 235, из них 74 диска шейного отдела позвоночника и 161 диск поясничного отдела.

Суммарная оценка качества жизни (total score) до операции составляла 33,0 (Q25%=23,0; Q75%=42,5), после операции она статистически значимо повысилась (Z, р<0,001), достигнув 64,0 (Q25%=50,0; Q75%=78,5). Медиана показателя выраженности болевого синдрома по визуально-аналоговой шкале (VAS) до операции была равна 7 баллам (Q25%=5,0; Q75%=8,0), а после ЛРД она снизилась до 3,0 баллов (Q25%=2,0; Q75%=4,0).

Качество жизни по шкале SF-36 до и после ЛРД

Показатель воли по шкале VAS до и после ЛРД

Среднее значение

Доверительным интервал 4 (ДИя)

До ЛРД После ЛРД

До ЛРД После ЛРД

С целью общей оценки эффективности ЛРД (N=97) , были предложены следующие градации результатов:

«Положительный результат» - показатель total score после операции выше, чем до операции, показатель VAS после операции ниже, чем до операции;

«Отрицательный результат» - показатель total score после операции ниже, чем до операции, показатель VAS после операции выше, чем до операции;

«Нейтральный результат» - показатель total score после операции не изменился по сравнению с дооперационным уровнем; показатель VAS после операции не изменился по сравнению с дооперационным уровнем.

При выполнении ЛРД на дисках шейного отдела позвоночника (N=24) результаты распределились следующим образом: положительный - в 91,6 % случаев; отрицательный и нейтральный - по 4,2 % случаев.

При выполнении ЛРД на дисках поясничного отдела позвоночника (N=73) получены следующие результаты:

положительный - 89,1 % случаев; отрицательный - 4,1 % случаев; нейтральный - 6,8 % случаев.

Соотношение частот различных исходов ЛРД по показателям SF-36 total score и VAS в шейном (N=24) и поясничном (N=73) отделах позвоночника (в %).

■ Нейтральный исход, %

Проводимая пункционная лазерная терапия дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков в отдаленном послеоперационном периоде (более 1 года) позволяет в 89,7% случаев уменьшить болевой синдром (по шкале УАЗ-визуальная аналоговая шкала боли) и в 89,7% случаев улучшить качество жизни (по шкале БР-Зб- оценка качества жизни).

Кроме того были получены данные гистологического и электронно-микроскопического исследования биоптатов тканей межпозвонковых дисков пациентов после лазерной реконструкции дисков. В облученной части диска обнаружены выраженные регенераторные процессы в виде пролиферации хондроцитов и новообразования хрящевой ткани фибро-гиалинового типа. В необлученной части диска продолжалось замещение ткани диска дегенеративно-измененной неспецифической фиброзно-рубцовой соединительной тканью.

Морфологическая структура диска после ЛРД.

А- Многочисленые изогенные группы хондроцитов с высоким содержанием протеогликанов. Окраска толуидиновым синим, увеличение X 400; Б- Биосштетически активные хондроциты в изогенных группах, вокруг клеток в территориальном матриксе тонкие коллагеновые фибриллы и протеогликаны. Электронограмма, увеличение Х6000;

В- Слева внизу участок перехода волокнистого хряща в гиалиновый. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение X 400;

Г- В центре - ярко метахроматичные участки. Видны группы хондроцитов типа клеток гиалинового хряща. Окраска толуидиновым синим, увеличение X 400; Д- Слева участок фибро-гиалинового хряща: хондроциты в лакунах, гомогенный, местами тонковолокнистый, базофильный матрикс. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение X 400;

Е- Беспорядочно расположенные коллагеновые фибриллы и гранулярный материал (ротеогликаны) в межтерриториальном матриксе гиалиноподобного хряща. Электронограмма, увеличение Х40000.

Полученные результаты исследования чрезкожной лазерной

реконструкции дисков позвоночника в лечении хронического дискогенного болевого синдрома можно оценить как чрезвычайно перспективные. Это связано, прежде всего, с тем, что лечение хронических дискогенных болей является крайне

сложной проблемой, и репаративный подход в решении этого насущной медицинской и социальной проблемы является ведущим. Механизм воздействия неразрушающего лазерного облучения на ткань межпозвонкового диска многообразен. Экспериментально было выяснено, что такое облучение индуцирует появление новой ткани в диске - а именно фиброзно-гиалинового хряща. Само по себе изменение структуры межпозвонкового диска, уменьшение проявлений нестабильности облученного позвоночного сегмента, может являться причиной регресса хронического болевого синдрома. Кроме того, механическая волна вследствие микрокавитационного эффекта во время импульсного облучения приводит к открытию пор в замыкательных гиалиновых пластинах межпозвонкового диска. Что само по себе является мощным стимулом усиления метаболизма хряща и процесса его репарации. Очень важно, что при длительном наблюдении за пациентами (более 1 года) отмечалось сохранение первичного положительного результата облучения.

Как уже было указано, механизмы лазерно-индуцированной регенерации хрящевой ткани в суставах и межпозвоночных дисках остаются еще недостаточно изученными и подлежащими дальнейшему углубленному исследованию. Однако некоторые соображения можно высказать уже в настоящее время.

Один из механизмов является неспецифическим для лазерного излучения и характерным для повреждения ткани любой этиологии. Еще в начале XX века знаменитый французский хирург Cartel (1939) выдвинул гипотезу о том, что при повреждении ткани в ней возникают субстанции, которые он назвал «трефонами», являющиеся продуктами распада клеток. Эти субстанции индуцируют пролиферацию клеток и способствуют регенерации. Позже появилось много работ, авторы которых показали, что продукты разрушения клеток и тканей («тканевые гормоны», «раневые гормоны», «цитопоэтины», «биогенные стимуляторы» и т. д.) обладают стимулирующим действием на рост и интенсификацию обмена клеток, на заживление ран и повреждений ткани. Однако химически они не были идентифицированы. А.Б.Шехтер на основании экспериментальных и клинических данных выдвинул концепцию ауторегуляции роста соединительной ткани на основе обратной связи между катаболизмом и синтезом коллагена: продукты распада коллагена (полипептиды, аминокислоты) являются сигналами для пролиферации фибробластов и продукции коллагена. При этом нет прямой корреляции между обширностью и глубиной повреждения ткани и активностью репаративных процессов. Напротив, в обширных повреждениях (ранах, инфарктах, ожогах и др.) происходит торможение регенерации, так как увеличивается содержание токсических продуктов распада («некрогормонов», «раневых гормонов»). Особое значение это имеет для хрящевой ткани, в которой в силу отсутствия сосудов эти токсические продукты долго не выводятся. По-видимому, этим объясняются более слабые регенераторные проявления в хряще при воздействии «жестких» режимов лазерного воздействия, чем «мягких» неабляционных режимов. Вышесказанное подтверждается накопленными в последние годы данными о влиянии лазерного излучения на регенераторные процессы в хряще и значением интенсивности этого излучения. Следует считать, что имеется ряд специфических факторов, возникающих в хрящевой ткани при неабляционном лазерном излучении, которые влияют на процесс регенерации. Известно, что хондроциты чувствительны к окружающим условиям, в частности, к температуре и механическим напряжениям. Поскольку лазерное излучение вызывает как нагрев,

так и напряжение в ткани, то это может быть одним из важных механизмов лазерного воздействия на функции хондроцитов, способствуя их пролиферации и биосинтетической активности. Лазерное излучение влияет на концентрацию ионов Са в цитоплазме хондроцитов и в перицеллюлярном матриксе. В исследованиях Э.Н.Соболя (2000) впервые показано образование микроскопических пор в гиалиновом хряще после неабляционного воздействия лазерного излучения. Микропоры, образующиеся в гиалиновом хряще МД, могут играть важную роль в улучшении питания и стимуляции регенераторного процесса после лазерного воздействия. Модулированное (импульсное) лазерное излучение вызывает неоднородный, нестационарный нагрев, который приводит к неоднородному термическому расширению и неоднородному пульсирующему полю напряжений. Это приводит к периодическому движению воды в хрящевом матриксе, что также может положительно влиять на регенерационные процессы. При движении воды происходит движение положительных ионов натрия и кальция. Поскольку ион натрия легче иона кальция, то при периодическом нагреве и термическом расширении зона лазерного воздействия обедняется натрием и обогащается кальцием. Кальций положительно влияет на метаболизм клеток и регенерацию ткани.

Многогранность болевого синдрома, связанного с разными отделами позвоночника, частая психологическая составляющая болевого синдрома, создает определенные трудности в отборе пациентов. Тем не менее, тщательность отбора кандидатов для пункционной лазерной реконструкции дисков позволяет улучшить ее результаты.

Важным вопросом является безопасность процедуры. Метод лазерной реконструкции дисков основан на сочетании слабого термического и периодического механического воздействия, которые приводят к управляемой активизации репаративных процессов. Безопасность операции обеспечивается также контрольной системой, которая позволяет регулировать подводимую лазерную мощность и выключать излучение при образовании несплошностей и больших газовых пузырьков (когда микрокавитация переходит в кавитацию, которая приводит к увеличению повреждений.

Стоит подчеркнуть, что восстановление естественной структуры диска приводит не только к купированию болевого синдрома, но и способствует нормализации обмена веществ в хрящевой ткани диска (за счет улучшения питания клеток при образовании микропор в зоне лазерного воздействия), что в свою очередь является профилактикой дальнейшего прогрессирования дегенеративного разрушения диска.

Общность процессов дегенерации и регенерации хрящевой ткани в организме позволяет прогнозировать дальнейшее приложение методики для лечения дегенеративного поражения суставов. В том числе дугоотросчатых суставов позвоночника и крупных суставов конечностей.

Заключение

Как показали наши исследования, началом патологического процесса является дегидратация и дезорганизация ткани пульпозного ядра, приводящие к нарушению его амортизирующей функции, перегрузке фиброзного кольца и снижению опорности позвоночного двигательного сегмента с появлением нестабильности. Это приводит к появлению хронической боли в спине.

В наших предшествующих работах мы показали, что с помощью специально модулированного неабляционного лазерного облучения возможно вызвать управляемую регенерацию хряща межпозвонкового диска. Этот эффект и был использован в данном исследовании.

На первом этапе экспериментального исследования была выбрана и воспроизведена модель дегенерации межпозвонковых дисков. Этой моделью явился полнослойный прокол фиброзного кольца межпозвонкового диска кролика иглой 180. На различных сроках моделирования был взят материал для макроскопического и гистологического исследований. Наблюдались некроз и деструкция ткани пульпозного ядра, которое замещается фиброзным хрящом с постепенным развитием в нем вторичных дистрофических и некротических изменений. Возникала дезорганизация и последующая реорганизация внутреннего и среднего слоев фиброзного кольца с расщеплением ламелл, их ретракцией, разрыхлением коллагеновых волокон. Одновременно наступала деструкция гиалинового хряща замыкательной пластинки с частичным отрывом ее от фиброзной капсулы, в местах проколов формировались остеофиты. Таким образом, было доказано, что предложенная нами модель дегенерации межпозвонковых дисков у кроликов по своим морфологическим проявлениям весьма близка к остеохондрозу человека и может быть адекватно использована для изучения механизма действия различных лечебных факторов, в том числе лазерно-индуцированной реконструкции дисков.

На втором этапе экспериментального исследования были подобраны оптимальные режимы лазерного воздействия на ткани межпозвонкового диска в зависимости от степени их дезорганизации. Были математически рассчитаны 2 основных режима облучения, которые затем и применялись для лечения дегенеративно измененных дисков кроликов. Материал забирался на различных сроках после облучения дисков. Проводилось макроскопическое и гистологическое исследования. По совокупности макроскопического описания и математического анализа макроскопических показателей дисков и их морфологического анализа было показано, что наиболее приемлемым для клиники является режим №2 при котором ПЯ и внутренний слой ФК в наибольшей степени трансформируется в фиброзно-гиалиновый и гиалиновый хрящ. Режим №1 дал неплохие результаты, но он в меньшей степени способствует фиброзно-гиалиновой трансформации ПЯ и действует более медленно в этом направлении, чем режим №2.

Данный режим с соответствующими поправками был использован для лечения дегенеративных изменений межпозвонковых дисков человека в клиническом исследовании. Источником лазерного излучения является эрбиево-волоконный лазер с длинной волны 1,56 мкм, разрешенный МЗ РФ для клинического использования. Обязательным являлось применение интраоперационного флюроскопа, антибиотикопрофилактика (1 г. Медаксона за 30 минут до операции). Вмешательство проводилось под местной анестезией в условиях стационара одного дня. Перед проведением вмешательства выполнялась провокационная дискография для выявления степени конкордантности болей, а также выраженности дегенеративного поражения межпозвонкового диска. Использовался контраст омнипак-300, который обеспечивал хорошую визуализацию межпозвонкового диска. Были определены четкие показания и противопоказания к проведению пункционной лазерной реконструкции дисков,

определен алгоритм всестороннего обследования пациентов до операции и в период наблюдения.

Клиническое исследование проведено на 155 пациентах при наблюдении от 1 до 3 лет. В результате клинических исследований эффективности лазерной реконструкции дисков шейного отдела позвоночника (N=24) положительные результаты составили 91,6 % случаев, отрицательные и нейтральные - по 4,2 % случаев. При выполнении ЛРД на дисках поясничного отдела позвоночника (N=73) положительные результаты составили 89,1 % случаев, отрицательные - 4,1 % случаев, нейтральные - 6,8 % случаев.

Таким образом, можно констатировать, что проводимая пункционная лазерная терапия дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков в отдаленном послеоперационном периоде (более 1 года) позволяет в 89,7% случаев уменьшить болевой синдром (по шкале VAS- визуальная аналоговая шкала боли) и в 89,7% случаев улучшить качество жизни (по шкале SF-36- оценка качества жизни).

Наши исследования показали высокую стабильность результатов лечения благодаря формированию плотной высокоорганизованной фибро-гиалиновой хрящевой ткани в полости дегенеративно измененного диска после неабляционного лазерного облучения. Восстановление хрящевой структуры диска, по нашему мнению, приводит к восстановлению опорности позвоночного сегмента, что уменьшает его избыточную подвижность. Это препятствует прогрессированию дегенерации пораженного сегмента позвоночника, и, в частности, дегенерации комплекса фасеточных суставов и связок.

Выводы

1. Оптимальной моделью дегенеративных изменений в межпозвонковых дисках в условиях хронического эксперимента на кроликах является дозируемое хирургическое повреждение тканей межпозвонкового диска путем неполнослойного прокола фиброзного кольца иглой 18G на глубину 0,5 см.

2. Оптимальными параметрами лазерного воздействия на дегенеративно измененные ткани межпозвонковых дисков в условиях хронического эксперимента на кроликах являются длина волны лазерного излучения- 1,56 нм, длительность импульса- 100 мсек, частота- 1 Гц, мощность- 1,5 Вт, продолжительность облучения/ пауза- 5 сек/ 10 сек, число циклов- 3.

3. Показанием к пункционному лазерному лечению дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков является хронический дискогенный болевой синдром, не купирующийся консервативной терапией. Противопоказаниями- радикулярный болевой синдром; фиброз межпозвонкового диска; местный или генерализованный воспалительный процесс; нарушения свертывающей системы крови; неустойчивый психоэмоциональный статус.

4. Пункционное вмешательство на межпозвонковых дисках шейного отдела позвоночника осуществляется из передне- бокового доступа иглой размером 18 G с мандреном длиной 10 см. Лазерное облучение межпозвонкового диска проводится в 3-х зонах через оптическое волокно, введенное в диск через иглу.

Пункция межпозвонковых дисков поясничного отдела осуществляется из задне- бокового доступа иглой размером 18 G с мандреном длиной 15-20 см. Лазерное облучение межпозвонкового диска выполняется в 4-х зонах.

Все манипуляции осуществляются под контролем электронно-оптического преобразователя.

5. Проводимая пункционная лазерная терапия дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков в отдаленном послеоперационном периоде (более 1 года) позволяет в 89,7% случаев уменьшить болевой синдром (по шкале VAS-визуальная аналоговая шкала боли) и в 89,7% случаев улучшить качество жизни (по шкале SF-36- оценка качества жизни).

6. Объективизировать процесс восстановления хряща после лазерной реконструкции дисков возможно с помощью МРТ в Т2- взвешенном режиме через 6 мес. Результаты проведенных гистологических, гистохимических и электронно-микроскопических исследований выявили выраженные регенераторные процессы и полностью коррелируют с данными МРТ.

Практические рекомендации

1- Показаниями к пункционному лазерному лечению дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков являются

a. хронический дискогенный болевой синдром, не купирующийся консервативной терапией

b. наличие признаков нестабильности шейного или поясничного отделов позвоночника с вертеброгенным болевым синдромом.

2- Противопоказаниями-

a. компрессия нервных структур с корешковым болевым синдромом или спондилогенной миелопатией;

b. значительное снижение высоты межпозвонкового диска (фиброз межпозвонкового диска);

c. отсутствие признаков дегенерации межпозвонкового диска при МРТ и дискографии;

d. местный или генерализованный воспалительный процесс;

e. нарушения свертывающей системы крови;

f. неустойчивый психо-эмоциональный статус.

3- В протокол обследования пациентов в пред- и послеоперационном периоде входят:

a. Клинический осмотр

b. Оценка интенсивности боли по шкале VAS

c. Оценка качества жизни по шкале SF-36

d. МРТ обследование

e. Спондилография с функциональными пробами

f. Дискография

4- Пункционное вмешательство на межпозвонковых дисках шейного отдела позвоночника осуществляется из передне- бокового доступа. Пациент располагается в положении на спине с валиком под плечами и запрокинутой назад головой. С помощью электронно-оптического преобразователя (ЭОПа) определяется уровень вмешательства и осуществяется разметка интересующих межпозвонковых дисков. Два пальца прижимаются к передней поверхности тел шейных позвонков, при этом пищевод и трахея оттесняются медиально, а сосудисто-нервный пучок - латерально. Осуществляется контроль уровня с помощью ЭОПа. Пункция межпозвонковых дисков на шейном уровне осуществляется иглой размером 18 G длиной 10 см. Игла вводится между пальцами до фиброзного кольца по биссектрисе угла между

средней линией шеи и грудинно-ключично-сосцевидной мышцей. После прокалывания фиброзного кольца игла вводится еще на 1 см и устанавливается в центре диска. Выполняется дискография для определения степени дегенерации тканей межпозвонкового диска и, при наличии показаний. Лазерное облучение межпозвонкового диска проводится через оптическое волокно, введенное в диск в 3-х зонах (одна центральная зона диска, и две в местах перехода пульпозного ядра в фиброзное кольцо).

5- Пункционное вмешательство на межпозвонковых дисках поясничного отдела позвоночника осуществляется из задне- бокового доступа. Пункцию поясничных межпозвонковых дисков осуществляют в положении пациента лежа на животе. Для определения точки пункции кожи и фиброзного кольца диска по контролем ЭОПа производится разметка операционного поля. Срединная линия проводится по остистым отросткам позвонков, выделяя ось позвоночного столба. Место введения иглы на коже располагается на расстоянии 9 - 13 см латерально от срединной линии в зависимости от комплекции пациента. Из этой точки под углом 35- 45° к сагиттальной плоскости, проходящей через остистые отростки позвонков, под контролем ЭОПа, осуществляется установка длинной иглы размером 18 G с остроконечным мандреном длиной 15-20 см по направлению к диску. Введение иглы в диск производится в зоне, ограниченной поперечным отростком, межпозвонковым суставом, проходящим корешком и выходящим корешком, в пределах которого отсутствуют нервные и сосудистые структуры. Игла проводится в центр диска. Выполняется дискография для определения степени дегенерации тканей межпозвонкового диска. Лазерное облучение межпозвонкового диска проводится через оптическое волокно, введенное в диск через иглу в 4-х зонах (две центральных зоны диска и две краевых зоны в местах перехода пульпозного ядра в фиброзное кольцо).

6- Обязательным является антибиотикопрофилактика (Медаксон 1,0 в/м за 30 минут до операции) и антибиотикотерапия в течение 3-5 дней после операции.

7- В послеоперационном периоде необходимо ношение ортопедического воротника или корсета в течение 3-4 недель.

8- Контрольное обследование МРТ не ранее 5-6 месяцев после операции и в последующем 1 раз в год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Sobol Е., Zakharkina О., Baskov A., Shekter A., Borshchenko I., Guller A., Baskov V., Omelchenko A., Sviridov A. Laser engineering of spine discs. Article ISSN 1054-660X, Laser Physics, 2009, vol. 19, N4, pp. 1-11.

2. Басков AB, Шехтер АБ, Соболь ЭН, Воробьева НИ, Омельченко АИ, Гаврильчак AB, Басков ВА, Захаркина ОЛ, Фельдштейн ФИ, Каменский ВА, Куранов РВ, Борщенко ИА, Желваков СВ. Влияние лазерного излучения на процессы регенерации хрящевой ткани межпозвонковых дисков. Предварительное сообщение. Лазерная медицина 2002; 6(2): 18-23

3. Басков В.А., Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Шехтер А.Б., Борщенко И.А. Опыт использования пункционной лазерной реконструкции межпозвонковых дисков при лечении больных с дегенеративными заболеваниями позвоночника. Нейрохирургия, 2009, №1, с.80

4. Басков В.А., Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Шехтер А.Б., Борщенко И.А. Лазерная реконструкция межпозвонковых дисков- новый метод лечения больных с дегенеративными заболеваниями позвоночника. Материалы V съезда нейрохирургов России, Уфа, 2009, с.81.

5. Басков В.А., Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Борщенко И.А. Профилактика болезни смежных сегментов после стабилизирующих операций на позвоночнике с помощью лазерной реконструкции дисков. Материалы V съезда нейрохирургов России, Уфа, 2009, с.81.

6. Басков В.А., Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Шехтер А.Б., Борщенко И.А. Опыт использования лазерной реконструкции межпозвонковых дисков при лечении больных с дегенеративными заболеваниями межпозвонковых дисков. Материалы конференции «Поленовские чтения», Санкт-Петербург, 2008, стр. 113.

7. Басков В.А., Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Борщенко И.А. Применение лазерной реконструкции дисков в профилактике болезни смежных сегментов после стабилизирующих операций на позвоночнике. Материалы конференции «Поленовские чтения», Санкт-Петербург, 2008, стр. 114.

8. Басков В.А., Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Шехтер А.Б., Борщенко И.А. Пункционная лазерная реконструкция межпозвонковых дисков как метод выбора при лечении дегенеративных заболеваний позвоночника. Материалы международной Пироговской научно-практической конференции, Москва, 2008, стр. 14.

9. Басков В.А., Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Борщенко И.А. Первый опыт применения лазерной реконструкции дисков в профилактике болезни смежных сегментов после стабилизирующих операций на позвоночнике. Материалы международной Пироговской научно-практической конференции, Москва, 2008, стр. 14.

10. Andrey Baskov, Igor Borshchenko, Vladimir Baskov, Emil Sobol, Victor Bagratashvili. Degenerative Disc Disease Treatment By Method Of Percutaneous Laser Reconstruction Of Discs. World Spine IV proceedings, 2007, p. 135.

11. Басков B.A., Дракин А.И., Басков A.B., Древаль O.H., Соболь Э.Н., Шехтер А.Б., Борщенко И.А. Клинические результаты пункционной лазерной реконструкции межпозвонковых дисков при лечении дегенеративных заболеваний позвоночника. Материалы конференции, Дубна, 2007, стр. 11.

12. Басков A.B., Соболь Э.Н., Шехтер А.Б., Древаль О.Н., Басков В.А., Борщенко И.А.. Лечение дегенеративных заболеваний позвоночника с помощью пункционной лазерной реконструкции межпозвонковых дисков. Материалы конференции «Поленовские чтения», Санкт-Петербург, 2007

13. Басков A.B., Соболь Э.Н., Баграташвили В.Н., Шехтер А.Б., Борщенко И.А., Захаркина О.Л., Басков В.А. Опыт использования пункционной лазерной реконструкции для лечения дегенеративного поражения межпозвонковых дисков. Материалы V Республиканской научно-практической конференции «Актуальные проблемы организации экстренной медицинской помощи: Малоинвазивные методы диагностики и лечения в экстренной медицине» 18 ноября 2005 г. Бухара, Узбекистан, стр. 155-156.

14. Sobol E, Bagratashvili V, Zakharkina O, Borshchenko I, Vorobieva N, Sheckter A, Baskov V. Laser reconstruction of the intervertebral discs. Abstract of 13-th World congress of Neurological Surgery, June 19-24, 2005, Marrakesh, Morocco.

15. Borshchenko I, Baskov V, Sobol E, Bagratashvili V. Minimally invasive treatment of degenerative disc disease by laser reconstruction of discs. Abstract of 13-th World congress of Neurological Surgery, June 19-24, 2005, Marrakesh, Morocco.

16. Borshchenko I, Baskov V, Sobol E, Bagratashvili V. Minimally invasive treatment of degenerative disc disease by Laser Reconstruction of Discs. SF-36 questionnaire and VAS analysis. Abstract book of Interdisciplinary congress on spine care World Spine III, 31 July - 3 August 2005, Rio de Janeiro, Brazil, p. 52.

17. Sobol E, Bagratashvili V, Zakharkina O, Borshchenko I, Vorobieva N, Sheckter A, Baskov V. Laser reconstruction of the intervertebral discs. Abstract book of Interdisciplinary congress on spine care World Spine III, 31 July - 3 August 2005, Rio de Janeiro, Brazil, p. 2.

18. Желваков С.Б., Белобородое E.T., Басков В.А., Боев М.В. Лазерная реконструкция диска в лечении дегенеративных заболеваний шейного отдела позвоночника - результат 3-х летнего исследования. Материалы симпозиума с международным участием. Повреждения и заболевания шейного отдела позвоночника. 2004, Москва стр. 149-150.

19. Borshchenko I, Baskov V, Sobol Е, Bagratashvili V. Laser reconstruction of discs for chronic discogenic pain: 6-15 months follow-up assessment. Abstract book of 11-th congress of IMLAS, May 12-15, 2004, Seoul, Korea, p. 238

20. Baskov A, Zhelvakov S, Borshchenko I, Shekhter A, Baskov V, Sobol E, Vorobieva N, Omelchenko A, Zakharkina O. Non-destructive laser treatment of spine instabilities, (invited) ILLA / LTL '2003 International conference and symposium Sept 27-Oct 10,2003; Plovdiv, Bulgaria.

21. Sergey V. Zhelvakov, Anatoly Shekhter, Vladimir Baskov, Emil N. Sobol, Natalia Vorobieva, Olga Zakharkina. Non-ablative laser thermodiscoplasty in the treatment of degenerative disk disease: preliminary results of clinical study. Second interdisciplinary congress on spine care World Spine II 10-13 august 2003, Chicago, USA, p. 236.

22. Zhelvakov S., Borshchenko I., Shechter A., Baskov V., Sobol E., Vorobieva N., Omelchenko A., Zakharkina O. Laser thermodiscoplasty in the treatment of degenerative disc disease: experimental and clinical study. IITS Meeting. August, 21-24, 2002, Seoul, Korea. Book of Abstracts, p. 57.

23. Baskov A.V., Shekhter A.B., Sobol E.N., Vorobieva N.N., Omeltchenko A.I., Gavriltchak A.V., Baskov V.A., Zakharkina O.L. Effect of laser radiation on regeneration processes in spine disc cartilage. Proceedings of the 8th International IMLAS Congress. - May 17-19. - 2001. - Cartagena, Columbia, South America. - P. 17.

24. Sobol EN, Baskov AV, Shekhter AB, Vorobieva NN, Omel'chenko AI, Zakharkina OL, Baskov VA, Mertig M, Pompe W. Laser-induced growth of cartilage and bony tissues on the rabbit intervertebral discs. Proc 12th World Congress Neurosurg. Sydney, Australia. Sept. 16-20, 2001. Eds.:G McCulloch & P Reilly 2001; pp. 140143

25. Sobol E.N., Shechter A.B., Vorobieva N.N., OmelchencoA.I, ZakharcinaO.L., Baskov V.A., Mertig M., Pompe W. Laser-induced growth of cartilage and tissues on the rabbit intervertebral discs. 12th World Congress of Neurosurgery. 16-20 September 2001. Sidney, Australia, p. 232.

26. Sobol EN, Vorobieva NN, Sviridov AP, Omel'chenko AI, Baskov AV, Shekhter AB, Baskov VA, Feldshtein FI, Kamensky VA, Kuranov RV Laser-induced activation of regeneration processes in spine disc cartilage. Proc. SPIE 2000; 3907:504-509

Список сокращений

МПД- межпозвонковый диск

ФК- фиброзное кольцо

ПЯ- пульпозное ядро

МРТ- магнитно- резонансная томография

КТ- компьютерная томография

ЗП- замыкательные пластины

НХК- нотохондриальные клетки

ХПК- хондроцитоподобные клетки

ЛИ- лазерное излучение

ПГ- протеогликаны

ЛРД- лазерная реконструкция дисков

ЭОП- электронно- оптический преобразователь

Издательство ООО «МЭЙЛЕР» 123007, Москва, Хорошевское ш., 25 Тел.: (495) 730-01-51

Отпечатано в типографии «МЭЙЛЕР»

Актуальность темы

Боли, связанные с заболеваниями позвоночника, являются основной проблемой жителей современного общества. 85% людей на земном шаре испытывают их многократно в течение жизни. Наиболее часто болевой синдром вызывают дегенеративные изменения межпозвонковых дисков, заключающиеся в дегидратации и разрушении пульпозного ядра, фиброзного кольца и появлении нестабильности в позвоночном сегменте. Основой лечения дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков является консервативная терапия, включающая медикаментозное купирование болевого синдрома, использование физиотерапевтических и санаторно-курортных методов лечения. Консервативная терапия, используемая на протяжении нескольких лет, приводит к появлению фиброза межпозвонкового диска и уменьшению болевого синдрома. Однако остающаяся перегрузка дугоотросчатых суставов и явления нестабильности формируют новый болевой синдром, связанный с этими процессами. В ряде случаев, разрушенное пульпозное ядро приводит к разрыву фиброзного кольца и образованию грыжи межпозвонкового диска, часто с компрессией нервных образований. Подобное состояние является показанием к хирургическому вмешательству, направленному на удаление секвестра диска. К сожалению, нередко в послеоперационном периоде наблюдаются рецидивы грыж дисков частотой от 1,7 до 8% в зависимости от характера хирургического вмешательства [12,31,68,162,170,188].

В настоящее время хирургическая техника совершенствуется по пути уменьшения операционной травмы. Разработаны как открытые минимально инвазивные вмешательства, так и различные варианты пункционных манипуляций.

В последние десятилетия разработано множество пункционных методик воздействия на межпозвонковый диск, основной целью которых является ускорение процесса фиброза и ликвидация болевой импульсации из него. Кроме того, некоторые вмешательства позволяют удалить часть измененного пульпозного ядра [46,186,214,216].

Исторически одним из первых способов лечения являлось введение агрессивных веществ в диск. Введение 96% спирта либо ферментного препарата папаина, который способен растворять хрящ диска, приводит к разрушению его болевых рецепторов дерецепции, и замещению хряща фиброзной тканью [59,119]. Этим достигается купирование болевого синдрома. Положительный эффект в результате введения в диск спирта или папаина достигается по разным данным в 20-85% случаев [19,180,248]. Однако введение папаина в межпозвонковый диск может сопровождаться такими осложнениями, как анафилактический шок, дисцит и спондилит. Спирт, выходя за пределы диска, вызывает воспаление в позвоночном канале, приводя к повреждению корешков конского хвоста и спинного мозга в виде острого каудита или миелита [3,119]. Нестойкие положительные результаты, высокий риск серьезных осложнений заставили врачей отказаться от введения спирта в межпозвонковый диск, а использование папаина в настоящее время запрещено во многих странах.

Предпринимаются попытки термической коагуляции части межпозвонкового диска также с целью дерецепции, уплотнения и сжатия диска и, в конечном счете, ликвидации дискогенных болей. Однако пункционное введение зонда в зону пульпозного ядра и радиочастотный нагрев до 70-90°С не оказал значимого эффекта [199]. Неудачу процедуры связывают с ограничением воздействия лишь пульпозным ядром, что недостаточно для дерецепции зоны нервных окончаний, расположенной в фиброзном кольце. Более успешным оказалось термическое воздействие на область задней трети фиброзного кольца с помощью гибкого зонда- SpineCathTM. Методика его применения получила название внутридискового электротермического лечения (IDET — Intradiscal Electrothermal Treatment). Нагревание фиброзного кольца до 75°С в течение 20 минут позволяет достичь положительных результатов процедуры в 60-70% случаев [206].

Известен способ лечения заболеваний межпозвонковых дисков с помощью лазерной абляции (выпаривания) грыжи и декомпрессии диска [191]. Недостатками данного подхода являются неизбежный перегрев тканей, прилегающих к зоне абляции, и нежелательное воздействие на окружающие ткани, которое проявляется в образовании грубой рубцовой ткани, а также большая вероятность возникновения рецидивов заболевания, связанных с тем, что данный метод, так же как и традиционное хирургическое удаление грыжи диска не устраняет дефекта фиброзного кольца, который является основной причиной рецидивов заболевания.

Использование микрохирургических инструментов и микроскопа позволили в 1970-х годах разработать микродискэктомию- удаление грыжи диска из небольшого разреза без удаления значительной части позвонка [93]. Такое хирургическое вмешательство позволяет сократить срок пребывания в стационаре до 3 дней и восстанавливать трудоспособность в течение 20 дней. При этом частота повторных 5 открытых оперативных вмешательств по поводу рецидива грыжи диска колеблется от 1,7 до 8% [179,183], однако успех повторных вмешательств составляет 56- 88% [188].

Также была разработана менее травматичная техника эндоскопической дискэктомии, успешно применяемая в клинической практике. Однако у нее оказались примерно такие же осложнения, как и у микродискэктомии.

Проведенный анализ результатов хирургического и консервативного лечения хронических болей позвоночника [170] продемонстрировал, что боли в спине в группе оперированных пациентов уменьшились лишь на 33%, а к активной жизни вернулось только 25% пациентов. Процент осложнений в раннем послеоперационном периоде составил 17%. Необходимо отметить, что неудовлетворительные результаты чаще всего были связаны с нестабильностью позвоночного сегмента.

В последнее время появился фундаментально новый подход к использованию возможностей лазерного излучения. Так, в 1992 году было доказано, что лазерное воздействие низкой интенсивности может изменять свойства хряща, не разрушая его [154]. В настоящее время это открытие используется в практической оториноларингологии для неоперационного изменения формы перегородки носа [22,50,92]. Кроме того, было показано, что кроме изменения пластического состояния хряща, при определенных параметрах лазерного воздействия вызывался рост хрящевой ткани [17]. В эксперименте iri vivo продемонстрирована возможность вызывать лазеро-индуцированный контролируемый рост хрящевой ткани межпозвонковых дисков [7]. Использование этого эффекта при дегенеративных заболеваниях межпозвонковых дисков могло бы приостановить развитие патологического процесса путем регенерации хрящевой ткани диска и, таким образом, позволило бы ликвидировать болевой дискогенный синдром, устранить нестабильность позвоночного сегмента и значительно уменьшить количество осложнений после микродискэктомии.

Цель исследования

Целью настоящего исследования является изучение возможностей применения новых лазерных технологий в лечении дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков.

Задачи исследования

1. Выбор оптимальной модели дегенеративных изменений межпозвонковых дисков в условиях хронического эксперимента на кроликах.

2. Подбор оптимальных параметров лазерного воздействия на дегенеративно измененные ткани межпозвонковых дисков в условиях хронического эксперимента на кроликах.

3. Определение показаний и противопоказаний к пункционному лазерному лечению больных с дегенеративными заболеваниями межпозвонковых дисков.

4. Выработка хирургической тактики пункционного вмешательства на межпозвонковых дисках шейного и поясничного отделов позвоночника.

5. Оценка результатов пункционного лазерного лечения больных с дегенеративными заболеваниями межпозвонковых дисков по шкалам ВАШ (визуальная аналоговая шкала боли) и SF-36 (оценка качества жизни).

6. Объективизация восстановления хряща после лазерной реконструкции дисков в клинике (МРТ и гистологическое исследование).

Для решения поставленных задач планируется:

1. Проведение эксперимента по созданию модели дегенеративных изменений в межпозвонковых дисках у кроликов.

2. Проведение экспериментальных вмешательств у кроликов с моделированными дегенеративными изменениями тканей межпозвонковых дисков для подбора оптимальных параметров лазерного лечения.

3. Создание протокола клинического исследования пациентов с дегенеративными заболеваниями межпозвонковых дисков до и после пункционного лазерного лечения;

4. Послеоперационное наблюдение и обследование по протоколу пациентов в течение 1 года.

Положения, выносимые на защиту

1. Воспроизводимой и контролируемой моделью дегенеративных изменений в межпозвонковых дисках в условиях хронического эксперимента является дозируемое хирургическое повреждение тканей межпозвонкового диска кролика путем неполнослойного прокола фиброзного кольца иглой 18G на глубину 0,5 см.

2. Оптимальными параметрами лазерного воздействия на дегенеративно измененные ткани межпозвонковых дисков в условиях хронического эксперимента на кроликах является неабляционное облучение эрбиевым волоконным лазером (1,56 нм).

3. Диагностический протокол обследования, включающий клинический осмотр, оценку интенсивности боли по шкале ВАШ, оценку качества жизни по шкале SF-36, МРТ обследование, спондилографию с функциональными пробами и дискографию позволяет определить показания и выявить противопоказания к лазерному лечению межпозвонковых дисков

4. Пункционная лазерная терапия дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков, проведенная по протоколу лечения, позволяет в 89,7% случаев уменьшить болевой синдром и в 89,7% случаев улучшить качество жизни пациентов.

5. Гистологическое, гистохимическое и электронно-микроскопическое изучение биоптатов из межпозвонковых дисков через 1 год после неабляционного лазерного облучения выявило выраженные регенераторные процессы в виде пролиферации хондроцитов и новообразования хрящевой ткани фибро-гиалинового типа. Данные МРТ в Т2 режиме полностью коррелируют с данными гистологических исследований.

Научная новизна работы

1. Создание нового минимально - инвазивного метода лечения дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков, сопровождающихся дискогенным болевым синдромом без невральной компрессии.

2. Создание в эксперименте модели дегенеративного изменения межпозвонкового диска, стандартизация повреждения межпозвонкового диска.

3. Разработка методики лазерной реконструкции дисков.

4. Создание предпосылок к стабилизации позвоночника с помощью лазерно-индуцированной регенерации хряща межпозвонкового диска.

Теоретическая и практическая ценность работы

• Разработка и внедрение в практику минимально инвазивной методики лечения дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков с помощью лазерных технологий.

• Обоснование создания в эксперименте модели дегенеративного изменения межпозвонкового диска у животных.

• Использование модели дегенеративного изменения межпозвонкового диска у животных для оценки эффективности различных методов лечения.

• Создание стандартизованной экспериментальной модели дегенеративных изменений межпозвонковых дисков.

• Выбор оптимальных параметров лазерного облучения при различной степени дегенеративных изменений в межпозвонковых дисках.

• Разработка протокола обследования пациентов с дегенеративными заболеваниями межпозвонковых дисков для выбора метода лечения.

• Определение показаний и противопоказаний для различных методов лечения при дегенеративных заболеваниях межпозвонковых дисков.

• Определение эффективности лазерного лечения.

• Подтверждение возможности регенерации хряща в результате неабляционного лазерного облучения дегенерированного межпозвонкового диска.

Внедрение в практику

Разработанные методы клинической диагностики и хирургического лечения внедрены в практику нейрохирургического отделения центра патологии спинного мозга ЦКБ №1 ОАО «РЖД», нейрохирургического отделения ГКБ №19 г.Москвы и «Клинике Ортоспайн» Медицинского центра вертебрологии и ортопедии.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на:

• World Spine III, Rio de Janeiro, Brazil, 2005

• 13 World Congress of Neurological Surgery, Marrakesh, Morocco, 2005

• World Spine IV, Istanbul, Turkey, 2007

• VII Поленовских чтениях, Санкт-Петербург, 2008; 9

• 116 заседании Московского общества нейрохирургов, 2008;

• 22 annual conference of the World Congress of International intradiscal therapy society, Phoenix, AZ, USA, 2009;

• V съезде нейрохирургов России, Уфа, 2009; и других Российских и международных конференциях (всего 15)

Публикации

По теме диссертации опубликовано 27 работ, из них в центральных рецензируемых изданиях - три работы (журнал «Laser Physics», журнал «Биомедицина», журнал «Лазерная медицина»). Наиболее значимые работы:

1. Laser engineering of spine discs. Sobol E., Zakharkina O., Baskov A., Shekter A., Borshchenko I., Guller A., Baskov V., Omelchenko A., Sviridov A. Article ISSN 1054-660X, Laser Physics, 2009, vol. 19, N4, P. 825-835.

2. Шехтер А.Б., Басков B.A., Захаркина O.JI. и соавт. Моделирование дегенеративных изменений межпозвонковых дисков (остеохондроза) у кроликов: макроскопическое и гистологическое изучение. Биомедицина, 2009; № 2:41-69.

3. Влияние лазерного излучения на процессы регенерации хрящевой ткани межпозвонковых дисков. Предварительное сообщение. Басков AB, Шехтер АБ, Соболь ЭН, Воробьева НН, Омельченко АИ, Гаврильчак AB, Басков ВА, Захаркина ОЛ, Фельдштейн ФИ, Каменский ВА, Куранов РВ, Борщенко ИА, Желваков СВ. Лазерная медицина 2002; 6(2): 18-23

4. Опыт использования пункционной лазерной реконструкции межпозвонковых дисков при лечении больных с дегенеративными заболеваниями позвоночника. Басков В.А., Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Шехтер А.Б., Борщенко И.А. Нейрохирургия, 2009, №1, с.80

5. Лазерная реконструкция межпозвонковых дисков- новый метод лечения больных с дегенеративными заболеваниями позвоночника. Басков В.А., Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Шехтер А.Б., Борщенко И.А. Материалы V съезда нейрохирургов России, Уфа, 2009, с.81.

6. Профилактика болезни смежных сегментов после стабилизирующих операций на позвоночнике с помощью лазерной реконструкции дисков. Басков В.А. Древаль О.Н., Басков A.B., Дракин А.И., Учуров О.Н., Соболь Э.Н., Борщенко И.А. Материалы V съезда нейрохирургов России, Уфа, 2009, с.81.

7. Degenerative Disc Disease Treatment By Method Of Percutaneous Laser Reconstruction Of Discs. Andrey Baskov, Igor Borshchenko, Vladimir Baskov, Emil Sobol, Victor Bagratashvili. World Spine IV proceedings, 2007, p. 135.

Структура диссертации

Диссертация изложена на 163 листах машинописного текста, иллюстрирована 35 рисунками, содержит 16 таблиц. Состоит из введения, глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, содержащего 70 отечественных и 180 иностранных источников, приложений и списка сокращений.

ВЫВОДЫ

1. Оптимальной моделью дегенеративных изменений в межпозвонковых дисках в условиях хронического эксперимента на кроликах является дозируемое хирургическое повреждение тканей диска путем неполнослойного прокола фиброзного кольца иглой 18С на глубину 0,5 см, вызывающее некроз и деструкцию ткани пульпозного ядра. Оно замещается фиброзным хрящом с постепенным развитием в нем вторичных дистрофических и некротических изменений.

2. Наиболее приемлемым для клиники является режим лазерного облучения, при котором пульпозное ядро и внутренний слой фиброзного кольца в наибольшей степени трансформируются в фиброзно-гиалиновый и гиалиновый хрящ. Параметры лазерного излучения: длина волны - 1,56 нм, длительность импульса-100 мсек, частота- 1 Гц, мощность- 1,5 Вт, продолжительность облучения/ пауза-5 сек/ 10 сек, число циклов- 3.

3. Показанием к пункционному лазерному лечению дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков является хронический дискогенный болевой синдром, не купирующийся консервативной терапией в течение 3 месяцев. Противопоказаниями- радикулярный болевой синдром; фиброз межпозвонкового диска; местный или генерализованный воспалительный процесс; нарушения свертывающей системы крови; неустойчивый психоэмоциональный статус.

4. Пункционное лазерное облучение межпозвонковых дисков шейного отдела позвоночника осуществляется из передне- бокового доступа в 3-х зонах через оптическое волокно, введенное в диск через иглу.

Пункционное лазерное облучение межпозвонковых дисков поясничного отдела позвоночника осуществляется из задне- бокового доступа в 4-х зонах через оптическое волокно, введенное в диск через иглу.

5. Проводимая пункционная лазерная терапия дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков в отдаленном послеоперационном периоде (более 1 года) позволяет в 89,7% случаев уменьшить болевой синдром и улучшить качество жизни.

6. Результаты проведенных гистологических, гистохимических и электронно-микроскопических исследований биоптатов выявили выраженные регенераторные процессы в виде значительной пролиферации хондроцитов. образования участков фибро-гиалинового хряща. Это полностью коррелирует с данными МРТ в Т2- взвешенном режиме через 6 месяца после процедуры.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1- Показаниями к пункционному лазерному лечению дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков являются a. хронический дискогенный болевой синдром, не купирующийся консервативной терапией b. наличие признаков нестабильности шейного или поясничного отделов позвоночника с вертеброгенным болевым синдромом.

2- Противопоказаниямиa. компрессия нервных структур с корешковым болевым синдромом или спондилогенной миелопатией; b. значительное снижение высоты межпозвонкового диска (фиброз межпозвонкового диска); c. отсутствие признаков дегенерации межпозвонкового диска при МРТ и дискографии; d. местный или генерализованный воспалительный процесс; e. нарушения свертывающей системы крови; f. неустойчивый психо-эмоциональный статус.

3- В протокол обследования пациентов в пред- и послеоперационном периоде входят: a. Клинический осмотр b. Оценка интенсивности боли по шкале ВАШ c. Оценка качества жизни по шкале SF-36 d. МРТ обследование e. Спондилография с функциональными пробами f. Дискография

4- Пункционное вмешательство на межпозвонковых дисках шейного отдела позвоночника осуществляется из передне- бокового доступа. Пациент располагается в положении на спине с валиком под плечами и запрокинутой назад головой. С помощью электронно-оптического преобразователя (ЭОПа) определяется уровень вмешательства и осуществяется разметка интересующих межпозвонковых дисков. Два пальца прижимаются к передней поверхности тел шейных позвонков, при этом пищевод и трахея оттесняются медиально, а сосудисто-нервный пучок - латералыю. Осуществляется контроль уровня с помощью ЭОПа. Пункция межпозвонковых дисков на шейном уровне осуществляется иглой размером 18 О длиной 10 см. Игла вводится между пальцами до фиброзного кольца по биссектрисе угла между средней линией шеи и груди нно-ключично-сосцевидной мышцей. После прокалывания фиброзного кольца игла вводится еще на 1 см и устанавливается в центре диска. Выполняется дискография для определения степени дегенерации тканей межпозвонкового диска и, при наличии показаний. Лазерное облучение межпозвонкового диска проводится через оптическое волокно, введенное в диск в 3-х зонах (одна центральная зона диска, и две в местах перехода пульпозного ядра в фиброзное кольцо).

5- Пункционное вмешательство на межпозвонковых дисках поясничного отдела позвоночника осуществляется из задне- бокового доступа. Пункцию поясничных межпозвонковых дисков осуществляют в положении пациента лежа на животе. Для определения точки пункции кожи и фиброзного кольца диска по контролем ЭОПа производится разметка операционного поля. Срединная линия проводится по остистым отросткам позвонков, выделяя ось позвоночного столба. Место введения иглы на коже располагается на расстоянии 9 - 13 см латерально от срединной линии в зависимости от комплекции пациента. Из этой точки под углом 35- 45° к сагиттальной плоскости, проходящей через остистые отростки позвонков, под контролем ЭОПа, осуществляется установка длинной иглы размером 18 в с остроконечным мандреном длиной 15-20 см по направлению к диску. Введение иглы в диск производится в зоне, ограниченной поперечным отростком, межпозвонковым суставом, проходящим корешком и выходящим корешком, в пределах которого отсутствуют нервные и сосудистые структуры. Игла проводится в центр диска. Выполняется дискография для

137 определения степени дегенерации тканей межпозвонкового диска. Лазерное облучение межпозвонкового диска проводится через оптическое волокно, введенное в диск через иглу в 4-х зонах (две центральных зоны диска и две краевых зоны в местах перехода пульпозного ядра в фиброзное кольцо).

6- Обязательным является антибиотикопрофилактика (Медаксон 1,0 в/м за 30 минут до операции) и антибиотикотерапия в течение 3-5 дней после операции.

7- В послеоперационном периоде необходимо ношение ортопедического воротника или корсета в течение 3-4 недель.

8- Контрольное обследование МРТ не ранее 5-6 месяцев после операции и в последующем 1 раз в год.