Автореферат и диссертация по медицине (14.00.27) на тему:Сравнительная оценка стимуляции постоянным и низкочастотным импульсным током в комплексном лечении переломов костей голени (экспериментально-клиническое исследование )

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТВЕРСКОЙ ГОСУ1АРСТВЕННЫЙ ЫЕДШИЕСКИЙ ИНСТИТУТ

рГ6 ОД

< ; . ; На правах рукописи

УЖ 616-001.5-003.93:615.841-

РСШШ ГИГОЕ ЗАКИ

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА. СТИМУЛЯЦИИ ПОСТОЯННЕЙ И НИЗКОЧАСТОТНЫМ ИШШЬСНШ ТОКОМ В -КШЕЯЕКСНОМ ЛЕЧЕНИИ ПЕРЕЛОМОВ КОСТЕЙ ГСШЕНИ

(экспериментально-клиническое исследование )

14.00.27 " - хирургия'

14.00.22 - .травматология и ортопедия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Тверь. 1994.

')/ , / 7 ^ У //У?

/ / /Л- г" /'(_■>"

Работа выполнена в Тверском государственном медицинском институте.

Научные руководители - доктор медицинских наук, профессор Е.Я.КИСЕЛЁВ, доктор медицинских наук, про-, фессор А.И.ШАБАНОВ.

ОВДМШЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор медицинских наук-, профессор А.Д.КШШЪСКИЙ, доктор медицинских наук, профессор В.Г.ГОЛУБЕВ.

I

Ведущая организация - Московский медицинский университет

им. Н.ИЛШР0ГС2А.

Защита, состоится "/7 " • /ЛаЛ 1934г. в ! Ц- часов

на заседании специализированного совета К C84.33.0I Тверского государственного медицинского института (г.Тверь, ул.Советская, д. 4).

^

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного медицинского института по адресу: г.Тверь, уд. Советская, д. 4. . •

Автореферат разослан "¡Ц " Я¡^рА/А 1994г.

Учёный секретарь специализированного совета к.м.н. доцент

(А.А.ЭХГЕ)

ОЖАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность ггооблеглы. Сокращение сроков срадеязя переломов i:ocToii, профилактика нарушений рэларс-тншой регенерации костной ткани является фундаментальной проблемой травматологи и ортопедии. Несмотря на достизения е лечении повреждений опорно-двигательного аппарата, использование современных методов консервативного и оперативного лечения (Г.А.Илизаров, 1982, Г.С.Юмашев, 1990), несрашение переломов длинных трубчатых костей встречаются от 3 до 35 %, а инвалидность достигает 60-75 %.

Для улучшения результатов лечения больных с переломами длинных трубчатых костей предложено мноязстео способов комплексного лечения. Наряду с точностью рэпозишш отлог«сов и различными способам прочной их фиксацией предложены методы общего и местного воздействия на течение репаратлвного остеогенеза. Основу последних составляют медикаментозные, химические п физические факторы.

Способы воздействия на репаративную регенерадиэ рас с;.:гтрл Баются большинством учёных как стимуляция некоторых реакций или механизмов, направленных Еа оптимизацию условий репарации костп (В.З.Трубникоз, A.M.Белоус, Е.Я.Еанков, IS82; Г.С.Йшатев, I9S0).

Среди множества предложений по оптимизации остеорепарации особого внимания заслуживает электростамуляшя. Положительный эстоект злектростимулядки в эксперименте и клинике отмечали (Е.М.Сидяаноз (1978), В.А.Ланда (1982), Самед-Заде (1987), т.н. Walter , - 1985) и другие. Используя электростимуляшго В.В.Руцкий (1983), добился снижения неудовлетворительных результатов лечения у больных с переломами диафиза голени на 13- 26 а также сокращения сроков нетрудоспособности в 1,5 раза.

Исследования Ж.М.Сидаанова (1978), В.А.Лацда (1982), В.В.Руцкого (1983), Самед-Заде (1987) подтвердили стимулирующий эффект постоянного и импульсного малой силы тока.

Ло настоящего времени дебатируется вопросы клиннко-морфо-логических изменений, развивающихся при переломах длинных трубчатых костей в зависимости от использования постоянного и импульсного тока, формы импульса (фарадической, пилообразной, прямоугольной п.т.д.). Остаются не решёнными вопросы контроля за течением остеогенеза в зоне перелома.

Эта достаточно сложная и многогранная проблема остаётся одной из актуальных в трл вудтолопш . Её решение поз во лет расширить арсенал средств, используемых для лечения переломов и ускорения кгдоднской реабилитации больных.

Цель и задачи исследования.

ЦЕЛЬ- сравнительная оценка стимуляции постоянным и низкочастотны* импульсным током экспоненциальной форт импульса . сращения переломов костей голени в комплексном лечении с целью оптимизации репаративного остеогенеза.

ЗАДАЧИ:

1. Б эксперименте на модели перелома трубчатой кости конечности изучил» морфологические особенности регенерации кости при стимуляции постоянным и экспоненциальным низкочастотным импульсным током.

2. Зияешь влияние электростиыудяпии на содержание в крови экспериментальных нивотных фосфоинозитидов, фосфотядилсериков и ах динамику при заживлении переломов.

3. Иссдэдовать клинические показатели заживления и биохимические данные лшщдоого обмена при стимуляции постоянны:-! к экспоненциальным низкочастотным импульсным током у. больных с переломами клетей голени.

4. IIa основании выявленных закономерностей дать сравнительную оценку стимуляции постоянным"" и экспоненциальным' низкочастотным иипульсным током для использования наиболее оптимального способа в комплексном лечении переломов костей голени.

Научнзя новизна. Впервые проведена сравнительная оценка действия постоянного и низкочастотного экспоненциального импульсного тока малой силы в эксперименте и клинике. Прослежена динамика морфологических изменений в зоне перелома и клинических данных остеорепарации, установлена возможность использования результатов исследования фосфоинозитидов и фосфотидалсерз-нов в качестве теста опенки заживления переломов.

Практическая ценность. Выявлено преимущество действия низкочастотного импульсного тока малой силы с экспоненциальной ¿ормой Qsxszjia.no сравнении с постоянным током при стимуляции сращения перелошв костей голени. Внедрено в клиническую практику определение количества фосфсинозиигдов и фосфатиднлсери-нов у больига с переломами трубчатых костей с целью обьектии-

ной оценки динамика сращения в ранние сроки (до 3-х неделе») после травмы.

Внедрение. Основные положения диссертации применяются при лечении больных в травматологическом отделении городской больницы Д I Гверл. Результаты- доследования используются для занятий со студентами, суборданаторама, интернами Тверского медицинского института. .

Апробация заботы. Основные положения диссертанта долокенн и обсугдены на: I. заседании Тверского научяо-практяческого общества травматологов-ортопедов 5 октября 1992г.;

2. совместном заседании кафедр обсей хирургии, оперативной хирургии и топографической анатомии, общей химии, патологической анатомии, травматологии, ортопедия и зоенно-поквой хирургии Тверского медицинского института 21 сентября 1993г.

■ Связь задач исследования с проблемным планом медицинских наук.

Диссертационная работа выполнена в соответствия с планом научных работ института. Номер государственной регистрации 01930010940.

Публикации: по теме диссертации опубликована следующие работы: "Ыорфо-биохимичсские параллели в процессе электростиму-ляши при переломах костей голени". МЕЕ, 1992, раздел 1У, НА. публ. 579.

'Изменение содержания фосфатидалинозитов, фосфаетдилсеринов в крови при переломах костей голени под воздействие! электростиМуляций". Учёные института практическому здравоохранению. Том 2. (Внутренние и хирургические болезни). Тверь. 1992. Стр. 91.

Объём л структура диссертации. Диссертация представлена в одном томе, изменена на/^/о1 страницах машинописи, состоит из введения, четырёх глав, обсуждения результатов, заводов, практических рекомендаггй г перечня использованной литературы. Текст диссертации содержит 85 рисунков, 14 табдщ. Указатель- литературы Еклвчает / 3 о отечественных и IХс -иностранных ■ источников.

МАТЕРКА! И ЫЕТОЛН ИССЛЗЗДОВАНИЯ.

Для ревения поставленных задач в качестве подопытных животных были вайраны взрослые сднопородшге хролики (в возрасте 4-х месяцев) с кассой тела 2000-2500 грашов! Выбор, был обусловлен тем, что хроляки обладают большей генетической однородность!) и подходящим темпом заживления кости.

Объекта« исследования служила лучевая кость передней конечности.- Она лызет естественную фиброзную фиксация по всей длине к более мощвэй локтевой кости. Это исключало после остеотомии необходимость использования внутренней или внешней фиксации. Исключение внееней и внутренней фиксации предотвращало возможное развитле нардшений кровообращения и инфицирования остеотсмиро-ванной костг. Выбор передней Еояечности кролика был обусловлен значительно иеньшей нагрузкой на неё при распределении массы тела в процессе лишения.

Для искажения возможных различий в заживлении кости было предусмотрено равное использование сашов и самок в опытных группах и контроле (30 саыцоз и 30 самок).

Для эксперимента были отобраны здоровые, прошедщше адаптации кролики, которых разделили .на три грушш по 20 животных в каждой. За всё время эксперимента животных содержали на полноценном сбалансированном питании.

Всем опытным кроликам подмебтной анестезией 0,5 % раствором ■ новокаина производили обработку операционного поля раствором формалина, 36° спиртом, раствором иода. Через разрез длиной три сантиметра во задней поверхности предплечья обнажали участок лучевой коси на расстоянии двух сантиметров от кистевого сустава. Лучевая кость в указанном месте была остеотомирована пилой Джиггли в косом направлении под углом 60°. Костная рана и • окружающие ипше ткани были тщательно промыты стерильным физиологически раствором для удаления остатков ткани и костных опилок. Кожную рану ушивали прерывистыми швами.

Кроликам второй я третьей груш дистальнее и проксишльнее остеотомии за 0,5 сы с помощью электродрели вводили электроды из яеркавещей стали (марка 12x19 Е). Последние .были изолированы селикононши трубками от окружающих мягких тканей -и надкостницы до коршхального слоя компактной кости. Операционную рану ушивали послойно прерывистыми шелковыми с последующим на-

ложепием асептической повязки, укрпплзнной пластырей. После окончания операции электроды подсоединяли к электростимулятору. Г животных второй группы стимуляцию проводили постоянным током малой силы пс методике Е.и.СидтаноЕа и соагт. (авторское свидетельство И 579996 от 197ьг.). Зивстшл: третьей группы сгимулл-ровгли импульсным низкочастотным прямым током по методике ЦИГЭ (1982г.), но пользовались экспоненциальной формой шшульса.

Вивотнын контрольной группы электрода не вяивляга и электро-стпмуляцию не проводили.

Электростимулядип осуществляли с помощью лёгкого (850 гр) переносного многоцелевого аппарата с батарейным питанием напряжением 6 в (четыре элемента А 343). Электрическая сдеьа аппарата выполнена на интегральной микросхеме К 175 .ЕЕ 5 (С 0482) на семя постоянных и трёх переменных резисторах и двух конденсаторах. Измерительно коммуникационная часть аппарата средстазлена шкроамперметром, двумя розетками, кнопкой включенся аппарата, сигнальной лампочкой включения, тумблером переключения* режимов работы. Аппарат позволяет одновременно обслузиьать лзух пациентов, подавая каждое из-них--напряжение стимуляции.-На выход аппарата подаётся либо постоянное, либо импульсное Епрягевие, в зависимости от программы. _ Величина тока .плавно регулируется в пределах от 0 до 50 мкА и контролируется с помощи» шкалы микроамперметра. При использовании импульсного тока регулировке подлежат: период и длительность импульсов.

Стимулянт постоянным током начинали сразу после операции, проводили круглосуточно. Сила тока составила 20-25 ЫкА. Длительность стимуляции - 21 день. Ежедневно кроликов осгстривали, делали перевязки и следили зэ силой тока, чтобы опа оставалась постоянно равной 20-25 МгЛ.

Для стимуляции импульсный экспоненциальным низкочастотным током использовали ток силой - 10 МкА, длительность шшульса -- I секунда, интервал - 3 секунды. Форш импульсного' сигнала экспоненциальная. Еыбор подобной формы шшульса соответствовал результатам исследований мембранной проницаемости я электрофизиологических явлений в обменных процессах клетки. Ритмическая стимуляция экспоненциальным током (тек Лапика) улучшает г.рово-снабгение, трофику, способствует восстановлению проводимости нервных элементов, благоприятно влияет на регенерата, ускоряя

восстановление функции (Е.И.Пасынков - 1552).

Выбор дагервала импульсов продиктован частотой деформации костного скелета конечности при естественных двакениях зевотного или человека в" ритме шага (2-3 герца). Общее время элект-ростимулялза I час в сутки. Максимальный срок электростиыулшии

21 день. . ...

На третгЗ, седьмой, 14, ¡21 день проводили безболезненное выведение ашкшс из эксперимента с соблюдением правил эвтаназии путём передозировки наркотического вещества. Лучевую кость отделяли от мягких тканей и фиксировали в 10 % растворе нейтрального формзляна с последующей декальцинацией в трихлоруксусяой кислоте. Дехальганлро ванный материал заливали в парафин, мпкро-препараты сарашивали гематоксилином и эозином, по Вав-Гизону на коллагановш волокна. Проводили некоторые гистохимические реакции: на глшлзамззгликаш с алыщановым синим и ШИК-реакцшэ, на ДНК по Фёльгену. С целью определения объёьшой плотности формирующейся мозоли и её структурных элементов осуществляли корбо-метрическое доследование с помощью сетки Автаядилова Г.Г. Объёмную плотность остеобластяческой грануляционной ткани и её элементов определяли с учётом деления, костной мозоли на периос--альнум, иягермедиарную и эцдостальную. Обращали знимание на соотношение капилляров, костных трабекул и очагов хрящевой ткани для про зеленил сравнительной оценки формирующейся мозоля в зависимости от способа электростимуляции сращения перелома.

В соответствии с задачами исследования проанализирован и обобщён опыт лечения 80 больных о переломами костей голени. Больных муггаш было 68 (85 %), женщин - 12 (15 %). Большую часть составили мужчины в возрасте от 21 до 60 лет - 45 %.

У 48 (60 %) больных были винтообразные переломы голени, у- '

22 (27,5 %) - оскольчатые переломы, у 10 (12,5 %) - поперечные переломы гохени. Всех больных лечили только консёрвативно. При поступления после 'клинического и рентгенологического обследования про во дата анестезию области перелома 0,5 % раствором новокаина, репозицию и фиксацию методом скелетного вытяжения. Последнее посде исчезновения патологической подвижности в области

. перелома заненяли на циркулярную гипсовую повязку.

Больных разделили на три группы. В первую грушу вошли 34 пациента. Им эдектростимуляшш не проводили. Они составили группу сравнения.

С целью сравнительной оценки влияния постоянного я импульсного тока при стимуляции заживления переломов костей голени 46 больным на второй лень после травмы выше и ниже места перелома .ЕЕодали электрода. Электродами служили сшщы Киршкера. Оперзша проводили под местной анестезией раствором нозокаина 0,5 % -20,0 в палате, т.к. все сольные находились иа скелетном зытяне-нии. Методика электростимуляции была та яе, что и в эксперименте.

Бри изучении особенностей влияния действия постоянного и импульсного тока при стимуляции заживления перелома использовали клинико-рентгенологические данные.

Самыми постоянными клиническими признаками при переломе являются: локальная болезненность в области перелома, антологическая подвигюсть з области перелома при нагрузке по оси конечности и изменении конечности з объёме (отёк ). Мы изучали динамику этих признаков у больных всех трех груш. Ежедневно осматривали и отмечали по дням срок исчезновения у больных этих признаков.

Уменьшение или увеличение отёка мягких тканей изучали путём измерения объёма голени по разработанной в нашем институте методике, предлояенной проф. В .Я.Киселёвы,! и проф. И. А. Комаровым с соавторами (1989). Суть метода заключается в измерении поперечного размера контура мягких тканей голени на рентгенст наймах в передне-задней проекции и поперечного размера контура болысеберцовой кости - По указанной методике сравнивали«-только относительные величины, которые исключают ошибку, связаг-нуэ с технической стороной метода.

Изучены при стимуляции постоянным и импульсным током сроки сращения переломов и отдалённые результаты лечения. Всем больным проводили рентгенологическое исследование, которое включало рентгенографию в двух проекциях на третий, седьмой, 14, 21 день, после двух месянеЕ и для исследования отдалённых результатов лечения через 1-2 года после травмы.

При биохимических исследованиях в эксперименте я клинике определяли фосфоипозитгда и йосфатидклс еряны крови нетодом про-точнойгоризонтальной хроматографии. Цифровой материал подвергали статобрабстке. . '

За достоверное различие принимали результаты пря значении Р = 0,05. (Каминский Л.С., 1954).

ЕЕЗШ.ШЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Преступав к изложению результатов экспериментальной части исследования, следует обратить внимание на морфологические особенности тсчгния репаративаой регенерации костной ткани на фоне электростшопшша. Для контроль его: животных на третьи сутки наблюдения была характерным наличие в области остеотомии • обширной гематомы мегяу детальным а проксимальным отломками кости,.образование дасзантного воспалительного макрофагального инфильтрата.

При стшчршщш постоянным током к этому сроку значительная часть ге?латасн была замещена остеобластической грануляционной тканью. Стшфаяшш импульсным низкочастотным током сопровождалась практически полнкм замещением гематомы грануляционной тканью с хорошо развитой системой новообразованных геыокашлляров.

Подобное расхсшдегие во временной характеристике репарационного процесса цедду контролем и опитом можно объяснить особенностями, распределения биоэлектрического потенциала в кости при вознйкновениж перелома. По этому вопросу известно, что в месте перелома появляется отрицательный потенциал, создающий элгмш-ческое поле. Последний, согласно действию закона Кулона о взаимодействии ддяоткннтлг точечных зарядов в пространстве (Ландс-берг Г.С., 1372) сдерживает проникновение в зону интермедиарной гематомы стволовых плюрилогентных клеток костного шзг$, являющихся источником формирования остеобластической грануляционной ткани. Как шязлеяо, стволовые клетки и клетки грануляционной ткани имеют отрицательный заряд на поверхности (А.Е.Чистович -1970, Е . ЛшЬтоЕе , 1966, влияющий на их пеоемещение в электш-ческом поле.

Опираясь на это положение, реполяризация отрицательного заряда, вознЕЕгпцего после травмы в области перелома, на положительный, должна способствовать изменению кислой среды на щелочную и ускорению проникновения стволовых и камбиальных клеток под влияние» электрического поля в зону регенерации, ускоряя начало рзпарядшнх процессов за счёт увеличения числа пролифери-рующих клетж. Справедливость этого положения была подтверждена как результатам! нягтгх данных так и более ранними исследованиями .(2.1Л.Сидаанов.и соавт.'- 197В; В.АЛанда- 1982, В.Г.Сален-ков - 1986).

Помимо изменения в области перелома полярности электрического заряда происходит снижение амплитуды биоэлектрического по-

тенциала. Кап полагают, это связгло с развитием тканевой и клеточной гипоксии, обусловленной местным нарушением кровообращения (В.Г.Саленков - 1986). Восстановление в говреадённой кости уровня энергетики как можно в более ранние сроки от момента трагак, в значительной мере могло бы способствовать ускорения сращения переломов. Источником такой энергии служит аппарат для злектростямуляши. Язляясь внешним источником электронов он восстанавливает цепь переноса электронов в ферментных системах цикла Кребса, создаёт оптимальные условия для сопряжения фермент г:ых систем дых?ш1я л фосфорилировандя. Без это способствует увеличении синтеза макроэргов в пролиферирующих клетках повреждённой костной ткани. -

Заслуживает внимания противовоспалительный гййезт от приие-нения выпрямленного тока. Мы мост убедиться з этом за своём материале и по данным ранее проведённых исследований (Е.М.Сидка-ноз, 1973, В.В.Руцкий - 1983, В.Т.Саленков - 1586). Постоянный и импульсный ток приводят к быстрому купированию здссудативной фазы травматического зоспаления, способствуют переключению катабс-лических процессов ьа анаболичес^е.

Восстановление микрощгркуляпии в зоне травматического повреждения, играет "существенную роль в репаратявной регенередии (Кузин ПЛ., Шимкесяч ПЛ. - 1373), лежащей в основе заживления переломов. По этой причине мы уделили достаточно взимания иссле-дозанию взскуляркзеют ранней стадди фор.:зрузще2ся зостной мозоли. Из известных элемзнтов костной мозоли (перзостальная, иятер-медзарная, эндостальная) нас больше б с; его интересовала интерме-диарчая мозоль, от времени и качества развития которой зависит полноценность и скорость заживления переложи. Так уже ка 14 день эксперимента после 'остеотомии объёмная плотность вновь образованных крозеносн^с г-апилдяров в фер-ларувщейся интормгдгаркой ггаэоли у контрольных ливотянх составляла всего 8,42±2,00 ни3. В этот же срок у животных, стимулировании постоянным током, она достигала 22,20±0,72 ял3, а у стимулированных гааульсинм током даже 31,7^3,46 ям3. Сравнительный анализ полученных данннг показал, что различно в объёмной плотности вновь образованных капилляров ыеэду контрольной п опытными грунтами жпзо^ннх »гсстозерно (р<0,05). Следовательно, электростимуляция способствует более' интенсивному аяпюгенезу в области перелома.

Как известно, в процессе восстановления сосудистого русла

9

лежит механизм неоаягиогенеза. В нём пригттспгсг участие такие клетки гематогенного происхождения как нейтрофилн, моноциты, лимфоциты, тромбоциты (Ыаяохина Р.П., 1988, S.O. Preedtaann-- 1976). Участвует; б этом процессе и эндотелиопиты сохраникшх-ся в обласгж перелома капилляров и венул. Ош продуцируют факторы аутокринаой модуляции ангиогенеза (Шевченко Н.А. - 1981, iiiikin D.3. et all. - 1984).

Источником гематогенных клеток, генерирующих ангиогенетичес-кие факторы, при заживлении перелома, является посттравмятичес-кая гематош, заполняющая пространство между костными отломками. Интенсивная алиитжапля структурных элементов гематош при стимуляции электротоком способствует болзе раннему и интенсивному процессу высвобождения из нейтрофилов, моноцитов, лимроцитов, тромбоцитов содержащихся ангиогенетических факторов. Последние стимулируют формирование капилляров остеобластической грануляционной ткани будущей интермедиарной костной мозоли. Баш исследования показали, что уже на третий день после остеотомии при стимуляции током образовавшаяся гематома, расположенная между проксимальным и дасталыши отломками кости, была замещеяа хорошо васкуляризованной остеобластической грануляционной тканью. У живот гах, подвергавшихся действию импульсного тока, она полностью зпдллллла интермедиарное пространство. В это же время у контрольных животных имело место лишь начало врастания тонкостенных капилляров х капиллярных почек в гематому.

На процесс ангиогенеза оказываю^ влияние не только гематогенные клетки, являющиеся источником ангиОгенетических факторов, но и компонента клеточной матрицы. На элементах последней крепятся эндотелиальные клетки формирующихся капилляров (Кгешег в.н. et all - 1984).

Одним яз ранних процессов ангиогенеза считают образование связи фиброиектина плаяш крови с фибрином. Эта связь осуществляется в процессе образования кровяного сгустка. Образовавшийся комплекс "неколлагенового сцепления" - фибронектин-фибрин выполняет роль временной матрицы, на которую мигрируют пролиферирую-щие эндотелиальные клетки (Fuxcht z.c. - 1986), что мы и наблюдали в гематоме, на месте остеотомии "у всех животных.

Кроме участия в процессе ангиогенеза, плазменный фибронектин ковалеятно связываясь с фибрином гематомы становится "ловушкой" для фпбробластов, мигрирующих в зону повреждения (Струкова С.П., Струков AJL - 1289). В аспекте изложенного можно считать, что

10

фибронектин и фибрин гематомы являются одним из главных регуля-торных моментов в репаративной регенераши костей при переломе.

Роль протеогликанов в ангиогенезе не однозначна. Сульфатиро-ванные протеогликанн стимулируют миграции эндотедиоцитов капилляров в зону повреждения. Гиалуронаты, напротив, являются ингибиторами .ангиогенеза, способствуя образованию аваскулярных зон в местах скопления глалуроновой кислоты, влияющих на путь дийфзрен-цировки клеток грануляционной ткани (Feinbe-s R.,3eebe D—I983).

В процессе развития грануляционной ткани происходит дифферея-цировка клеточных элементов в направлении фибробластов, хондро-бластов и остеобластов. Направление вифферендировки клеток во многом определяется шкроокруяением и химическим составом межклеточного матрикса.

Обращая вникание на характер дифференцировки клеточных элементов и тканевых структур остеобластической грануляционной ткани в период формирования примитивной слабоминерализованной костной субстанции в области остеотомии, мы исходили яз того, что большинство исследователей (А.Е.Русаков, 1959, Э.А.Лусь и Б.Н.Фёдоров, 1967, Т.А.Виноградова, Г.И.Лавршцева, 1974, В.И.Савельев и соавт.., 1286,Heta A.,7olpen - 1284) считают основной причиной развития хрящевой ткани в ранние сроки консолидации слабую васку-ляризацию, сочетающуюся с накоплением гиалуронатов. Эти высказывания нашли своё морфологическое подтверждение в результатах наших исследований. Так у кроликов контрольной группы на 14 день наблюдения в формирующейся мозоли объёмная плотность хондроидной ткани составляла 51,98^2,08 нм3, а объёмная плотность сосудов -8,42-2,0 нм3. Бри стимуляции постоянным током хрящевая ткань встречалась в взде островков среди остеоидных трабенул л её объёмная плотность составила всего I3,ICíl,59 нм3, а сосудистой - 22,20± ±0,73 нм3. При стимуляции заживления остеотомии низкочастотным импульсным током объёмная плотность островков хрящевой ткани в составе трабекулярного строения мозоли достигала всего I2,3Cfl,76 нм3, в то время как объёмная плотность капилляров - 27,20±3,14 нм3.

Сравнительный анализ содержания хрящевой ткани и васкуляри-заши'мозоли на 21 день наблюдения показал сохранение такого же соотношения анализируемых морфологических признаков. Так у контрольных животных объёмная плотность хрящевой ткани была равна 49,4±6,85 нм3, сосудистой - 23,40*4,36 нм3. При стимуляции постоянным током она достигала соответственно 17,90*2,08 нм3 и ...

II

33,60^2,73 ни3. У кроликов, стицршрованных низкочастотным импульсным током, объёмная плотность хршцевой ткани была значительно меньше - 3,29±2,98 ни3, а сосудистой превышала таковую у животных второй серии (стимулированных постоянным током) и равнялась 35,3±2,0 нм3.

При сравнении этих показателей между второй и третьей группами опытных животных, что являлось нашей основной задачей, было установлено, что на 21 день наблюдений tp^ д_щ было равно 2,4, что указывало на. достоверное различие.

Проведённый статистический анализ морфометрических данных убедительно показал, что объёмная плотность хрящевой ткани в формирующейся костной мозоли находится в прямой зависимости от степени Еаскухчризации остгобластической грануляционной ткани. Сравнение двух способов стимуляции электрическим током с контролем убедительно свидетельствовало в пользу электрсстиыуляции. Сопоставление между стимулирующим действием постоянного и низкочастотного импульсного токов выявило достоверное различие в степени и качестве дифазеренцировки клеточных элементов остеобластической грануляционной ткани в пользу низкочастотного импульсного тока.

Переходя к изложению результатов биохшшческих исследований содержания фосфслипидов в крови -экспериментальных животных, необходимо согласиться с утверждением, что фосфолашды плазмы крови происходят- из мембранных компонентов повреждённой при переломе кооти ткани и играют важную роль в процессе формирующейся костной мозоли при заживлении перелома.

Анализ показателей количества фосфокзозитадоз в крови у животных контрольной (I) и опытных групп (2 и 3) показал достоверное различие (р<0,05) при стимуляции постоянным током то лысо на 14 сутки, а при стимуляции заживления остеотомии низкочастотным импульсным током во все сроки наблюдения (с 3-гс по 21 день). Достоверным было различие в показателях фосфопнозитидов и мезду животными второй и третьей группама, что указывало яа белее высокий уровень фосфолипвдного обмена при стичуляпии низкочастотным им-пульспым током. Объяснение этому факту можно найти в публикации (leaaaen ¿.w. et all- 1973) установивших; что электростицуляция сопровождается изменением полярности клеточных ¡¿забрал, способствует увеличению активности ферментов, участвующих в процессах фосфорилирования. Заметке возрастает скорость обновления гоосфоино-зитида и мембранных белков mm стимуляции клеток электрическим

током. С клеточной мембраной остеобластов, в состав которой входят и исследованные ваш фосхолзлидц, связаны и циклические нуклеотяда СШ35 я ЦП®), являзздиеся медиаторами сигналов, ия-\ дуцарушцкх перестройку кости под воздействием электрического то-

• ка. Следовательно уровень обмена фосфоинозитидов и фосфатпдил-сердков может слупить своеобразным критерием, по которому ..-можно судить об интенсивности процессов фссфорзлирования, являющихся одним. из основных элементов пролиферирующих и дифреренцируюцих-ся меток.

Что касается содержания фссфатидилсеринов в крови у кроликов контрольной и опытных групп, то обратила внимание на себя тенденция к увеличении этих соединений у животных второй группы, стимулированных постоянным током. Мы полагаем, исходя из особен-

• ностей методики стимулирования, что длительное (сутками без перерыва) влияние постоянного электрического поля одноимённого знака способно изменять текучесть клеточных мембран, влияя тем самым на обмен щосфолипидов и метаболизм ткани в целом. Подобное предположение нам кажется убедительным, если в своих рассуждениях основываться на. законе о дискретности функционирования клеточных структур, открытом и сформулированном-Кржижановским.

■Приступая к освещению клинического раздела работы, следует . отметить, что при травме изменяются электрические свойства костной ткани, которые Еыракаатся в появлении в месте перелома, местного ацидоза (Е.Ц.Сидаанов с соавт. - 1975) и отрицательного потенциала, которые возвращаются к исходному уровню только при заживлении. Для оптимизации процесса остеорепарации изменения знака потенциала и РЬ-среды должны быть скорригированы, ибо образование нового костного вещества мыслимо только при восстановлении гомеостаза. Поэтому правомочно ставить вопрос не о том, нужна ли электростимуляция при лечении переломов вообще, а о показаниях к использованию одного из трёх известных на сегодняшний день (фарадического, ёмкостного, индуктивного) способов стимуляции при различных видах повреждения костей.

Оценивая результаты проведённого нами клинического наблюдения, по использовании фарадического способа стимуляции, следует

• обратить особое внимание на результат электростимуляции ко'стного регенерата в ранние сроки консервативного лечения на скелетном вытяжении и перспективы способа при оптимизации процесса в зоне срастающегося перелома костей голени. .....

Освоение способа электростшлуляцпи остеорепарапяи в травматологической клинике потребовало принятия ряда новых технических решений и усовершенствований. В доступной литературе оказалось недостаточно работ обобщающего.характера с подробным описанием методики электростиыуляши костного регенерата в ранние сроки с момента репозиции и фиксации перелома гостей голени на скелетном вытяжении.

Произведённые наш усовершенствования имеют отношение как к техническому оснащению этой процедуры, так и к самой методике лечения. Дорогостоящие внутршсостные электроды из серебра бе; ущерба для пациентов и результатов лечения были заменены на менее дефицитные и всегда имеющиеся под рукой электроды, изготовленные из нержавеющей стали спиц Киршнера.

Известно, что действие физических факторов на организм человека и животянх проявляется в многочисленных эффектах. Под их влиянием изменяются- активность ряда важнейших ферментов,, транспорт ионов через биологические мембраны, функционирование генетического аппарата клетки, отмечаются выраженные морфологические изменения мембранных структур клетки. Интенсификация внутриклеточного обмена, в условиях действия таких, физических .факторов как постоянный и импульсный тек малой силы сопровождается активацией ряда ферментных систем в костной ткани и вследствие этого усилением фосфорилирования и дефосфорилирования фЬсфслшшдоз. При этом наиболее активными оказались фосфоинозитида и фосфатзддл-серикп.

Как показали наши экспериментальные и клинические исследования злектроепшуляция сращения перелома сопровождается увеличением содержания фосфоинозитидов в крови и одновременно снижением количества фоссатидилс еринов. Стимуляция импульсным током вызывает более значительные изменения в содержании этих лшлздев, чем воздействие постоянным током. Увеличение содержания фосфоиноэи-тидов в крови при злектроепщулятаи отражает процесс репаратав-ной регенерации в костной ткани, так как известно, что лишды крови способны обмениваться с мембранными лигшдаш различных тканей. Возрастание'содержания фосфоинозитидов в крови свидетельствует о более активно идущих процессах метаболизма в костной ткани при стимуляции импульсным током, в отличие от стимуляции постоянным током малой силы и традиционного способа лечения.

Продукты гидролиза фосфоинозитидов обеспечивают трапемемб-

раяную передачу сигнала с поверхности клетки на внутриклеточные структуры з обеспечивают мобилизации ионов кальция из клеточных органелл в штозоль. Причём, как показали наши исследования, эти процессы достоверно более выражены при стимуляции током в импульсном режиме, чем при использовании постоянного тока.

Под действием импульсного тока при сращении перелома резко усиливаются процессы гидролиза фбсфоинозитидов и, вследствие этого, значительно меняется функциональная активность клеток костной ткани. Следовательно, возрастание уровня фосфоинозитидов в крови при действии импульсного тока отражает репаративлые процессы, происходящие в костной ткани. В своп очередь, под действием постоянного тока при сращении перелома, хотя и несколько увеличивается содержание фосфоинозитидов в крови, однако по результатам сЕсего действия постоянный ток уступает применению импульсного тска. Обращает на себя внимание я тот факт, что увеличение уровня фосфоинозитидов у эксперименгальннх животных и человека с переломами костей голени, леченных с помощью стимуляции импульсным током наблюдается практически во все использованные для наблюдения сроки после перелома. Однако при лечении-больных традиционным способом и применении стимуляции постоянным током такого эффекта- не наблюдалось. • .

Заслуживают внимания результаты полученные при изучении динамики раянюс клинических и. рентгенологических признаков при комплексном лечении больных с переломами голени.

К ранним плиничеслим признакам мы отнесли изменения, происходящие в области перелома в течении первых трёх недель после травмы во время фиксации конечности методом скелетного вытяжения, когда конечность доступна для исследования.

При анализе болевого синдрома мы учитывали динамику жалоб больного на боли в области перелома, локальную болезненность при пальпации. При исследовании местных изменений конечности обращали внимание на изменение объёма конечности при комплексном лечении перелома и сроки исчезновения патологической подвижности в области перелома.

На третий день после стимуляции исчезновение боли в области перелет в группе сравнения не было.'При стимуляции постоянным током отмечено-её исчезновение у 31,25^11,58 %, при стимуляции импульсным током - у 36,6*8,79 % больных. В течение первой недели после травмы у большей части больных (35,3*6,0 %) группы сравнения жалобы на боли в области перелома сохранялись. У больных при стимуляции постоянным током боли прошли у 62,5*12,1 %

больных., а при, стимуляции импульсным током исчезли у всех больных. При пальпации области перелома данные практически были те не, что говорит о том, что стимуляция ишульсным и постоянным током оказывает акальгизируздее. действие. Б то же время, как показали наш исследования, стимуляция ил^льсным низкочастотным током даёт лучший эффект по лик'щдрщш болевых ощущений в области перелила, чем стимуляция постоянном током, т.н. в первом случае боли проходят полностью к седьмому дню после тран.ш, а во втором у 6,25*6,05 % больных они сохраняются до 14 дней.

Аналгезирующий эффект, снимая болевой синдром, восстанавливает нейротрофическую регуляцию тканевого метаболизма (Сперанский 1.Д. - 1835) в области перелома, снимает тормозящее мито-тическую активность действие адреналина и стероидных гормонов (Царёва Е.С. - 1960), которые как установлено (Успенский В.Ы.-- 1986), увеличивают продолжительность , и 5' -фазы в клетка:: генеративной зоны (надкостница, эндост, стволовые клетки костного мозга) и замедляют заживление дзреяоиа. Оценивая: англьге-зирующее действие электростимуляции, можно полагать, что снятие болевого синдрома ускоряет процесс развития остеобластической грануляционной-ткани и. тем сауым "способствует сокращению сроков ' заживления переломов. Об этом убедительно свидетельствуют результаты наших клинических наблюдений.4

Достоверные данные получены и при изучении влияния электро-стимуляцаи на динамику местных признаков перелома в виде изменений объёма голени на уровне перелома. У всех 80 больных увеличение конечности в объеме складывалось из наличия посттравматической гематомы в зоне повреждения и отёка мягких тканей повреждённого сегмента. >

В первой сравнительной группе через дять-семь дней отмечали увеличение конечности в объёме, в то щ>ет, как во второй и третьей группах имело место достоверное уменьшение объёма. Если у больных группы сравнения уменьшение отёка происходило постепенно через три недели, то у пацпентор второй и третьей групп отёк практически полностью исчезал ужг через две недели после полученной травмы.

В те же сроки проведены исследовании дпнашки 'исчезновения' патологической подвижности в области перелома. Определение этого признака было паяним для нас с двух точек зрения. Во-первых отсутствие патологической подвижности отломков служило клиничес-

хим признаком образования •первичной костной мозоли, т.к. практически до трёх недель её невозможно выявить с помощью рентгенологического исследования. Ео-вторых, когда исчезает патологическая подвижность, могшо снять скелетное вытянете и наложить гипсовую повязку, что позволяет больному быстрее начать активный образ жизни.

На протяжении первой недели лечения больных с переломами костей голени во всех группах патологическая подеижность сохранялась. К концу второй недели патологическая подеижность исчезла в группе сравнения только у двух (5,9-4,0 %), при стимуляции постоянным электрическим током у четырёх (25*10,8 %), а при стимуляции импульсным током у 12 (40*В,9 %) больных. Через 15-21 день в первой группе патологическая подвижность исчезла у 25-ти (17,6*7,2 %), во второй - у восьми (50*12,5 %), в третьей - у 17 (56,7*9,0 %) больных. Свыше трёх недель патологическая подвижность сохранялась в первой группе у 26 (76,5*7,2 %) , во второй - у 25*10,8 £ и в третьей - у 3,3*3,0 % больных.

Таким образом и по этому показателю лучшие результаты получены у больных при стимуляции сращения перелома импульсным током.

Изучение рентгенограмм у 80 больных выявило ранние рентгенологические признаки сращения только к концу третьей недели у четырех (11,7*5,5 %) больных группы сравнения, у восьми (50*12,5?) больных при стимуляции постоянным током и у 19 (63,3*8,7 %) -при стимуляции импульсным током.

Самым частым рентгенологическим признаком было уменьшение чёткости щели между отломками. Чаще этот признак был на рентгенограммах больных, которым проводили стимуляцию импульсным током. Появление облаковидных теней регенерата и периостальная реакция отмечены на рентгенограммах редко, но все эти признаки указывали, что процесс репэративной регенерации у данной группы больных идёт активно.

В группе сравнения сращение до 3-х месяцев не наступило ни у одного больного. Спустя четыре месяца сращение выявлено у 8,8*4,8 %, у остальных пациентов отмечена замедленная консолидация.

■ При стицуляши постоянным током-до трёх месяцев мы наблюдали сращения у 31,25*11,6 % больных, у 56,25*12,4 % оно наступило через четыре месяца и у 12,5*8,3 % - через пять месяцев. Замедления сращений не было.

Лучшее результаты получены в групп0, где проводилась стимуляция импульсным током: у 40,0*8,9 % больных сращение наступило до трёх месяцев, у остальных 60,0*8,9 % - через четыре месяца. Только у одного больного через пять месяцев отсутствовали признаки сращения, в связи с чем произведён накостный остеосинтез компрессирующей пластиной.

В.результате црозедённого исследования доказана возможность использования постоянного (Е.Ы.Сиджаноз и соавт., 1975) и импульсного электрического тока (методшеа Ш!Г0 - 1982г.) с целью стимулирования процессов репаративной регенерации при перело:.1ах костей голени в ранние сроки. Кроме этого создан оригинальннй стимулятор с автономным источником энергопптаяля и усовершенствована методика применения.

Таким образом электростимуляция импульсным низкочастотным током создаёт более оптимальные условия для сращения переломов.

Первый период репаративаой регенерации имеет большое значение в процессе сращения перелома. Он существенно отражается на исходе лечения, поэтоггу очень важно создать оптимальные условия дчя сращения именно в первые три недели. В значительной степени это!.?,' способствует, применение г.тимулящш заживления переложив импульсным током.

Сравнительный анализ данных клинических, рентгенологических и биохимических исследований показал, что действие низкочастотного экспоненциального импульсного электрического тока оказывает более существенное влияние на активизацию стадии репаративной ре-_ генерации костной ткани, а изменения показателей фракций фосфслп-лидов могут служить критерием эффективности проводимого коглплекс-ного лечения переломов костей голени. Проведённые экспериментальны з и клинические исследования доказала обоснованность применения низкочастотного экспоненциального импульсного тока для оптимизации условий репаративной регенерации в ранние сроки (три недели). Использованный нами метод не опасен для больного, при строгих соблюдениях технических правил его осуществления и определённых навыках врача не вызывает осложнений. ~

Использование электростимуляции существенно повышает эффективность консервативного лечения переломов-костей голени на скелетном вытяжении, увеличивает число положительных и снижает- частоту неудовлетворительных результатов. Стимуляция позволяет сократить функциональную реабилитацию и восстановление трудоспо-

18

собности.

ВЫВОДЫ

.1. Использование комплекса морфологических и моргаометричес-ких методов показало, что по сравнению с контролем стимуляция постоянншл электрическим током силой 20-25 мкА и импульсным низкочастотным, током силой 8-10 мкА с экспонентщальной формой сигнала в условиях эксперимента способствует достоверно (р<0,5) более ускоренной элиминации травматической гематомы, раннему процессу ангиогенеза, усиленной пролиферации остеобластических клеток с формированием трабекулярных структур кости в интерме-диарном и эндостальном пространстве области остеотомии.

2. Стимуляция низкочастотным импульсным током по сравнению с действием постоянного гока сопровождается преимущественным остео-геннш образованием первичной мозоли с достоверно минимальной объёмной плотностью хондробластической ткани в составе интермеда-арной мозоли.

3. Интенсификация формирования остеобластической грануляционной ткани и трабекулярных костных структур у экспериментальных животных при стимуляции постоянным и импульсным низкочастотным током сопровождается достоверным увеличением содержания в крови фосфоинозитидов и снижением уровня фосфатидялсеринов.

' • 4. Установлено достоверное (р<0,5) увеличение в среднем в 1.3 раза содержания фосфоинозитидов в крови у больных с переломом костей голени при стимуляции низкочастотным импульсным током репаратитшого остеогеяеза по сравнению "с использованием постоянного тока или лечением традиционным способом.

5. Показано, что уровень фосфатидилсеринов в крови у больных с переломом костей голени, стимулированиях низкочастотным шлпульсным током, значительно ниже, чем при воздействии постоянным током или лечении традиционным способом.

6. Сравнительная оценка результатов применения электростимуляции заживления переломов костей голени в ранние сроки до трёх недель показала, что при стимуляции остеорепарадии низкочастотным экспоненциальным импульсным током наступает более раннее снижение травматического отёка, болевого сиЕцрома, исчезновение патологической подвижности отломков, чем при действии постоянным током или традиционном способе лечения.

7. Результаты рентгенологического контроля заживлолия пере-

19

ломов костей голени в более поздние сроки, показали, что стимуляция низкочастотным импульсным током способствует формированию костной мозоли в иктермедиарном л эндсстальноп пространстве по первично',5у типу заживления, чего не отмечено при стимуляции по-стояннш током и традиционном способах лечения.

8. Внедрение в клиническую практику метола низкочастотной импульсной электростимуляпии остеорепарациг в комплексном лечении при переломах-костей голени обеспечивает оптимальные условия сращения переломов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЖОШЩАЦИИ

1. Стимуляция низкочастотны:«! импульсным током рекомендуется при лечении закрытых переломав костей голени для сокращения сроков медицинской реабилитации.

2. Методика злектростицуляшк безвредна, монет быть использована в условиях поликлиники и стационара при проведении I часовых сеансов ежедневно в течении трёх недель с использованием низкочастотного импульсного тока.

3. Определение содержания в кроы больных фосфоинозатидов . и фосфатидилсеринов позволяет объективно оценивать ход сепаративной регенерации костной ткани при электростимулящш низкочастотным импульсным током.- .■ • ...

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЫЛЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Романа Г.З. Ыорфо-биохжшческие параллели в процессе электростимуляции при переломах костей голени // МЕК.-1992.- Раздел 17. - № 4. - Публ. 579.

2. Романа Г.З. Изменение содержания фосфатщщлинозитов, фосфатидилсеринов в крови при переломах костей голени под воздействием электростимуляций // Учёные института практическому здравоохранению. - Том 2. - Внутренние и хирургические болезни. - Тверь. - 1992. - С. 91.