Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.02) на тему:Гистологические изменения нервов конечности при компрессионно-дистракционном остеосинтезе и нейротензии

На правах рукописи

БОРИСОВА ИРИНА ВАСИЛЬЕВНА

ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ НЕРВОВ КОНЕЧНОСТИ ПРИ КОМПРЕССИОННО-ДИСТРАКЦИОННОМ ОСТЕОСИНТЕЗЕ

И НЕЙРОТЕНЗИИ

(экспериментально-морфологическое исследование)

16.00.02 - патология, онкология, морфология животных

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

0ренбург-2005

Работа выполнена в лаборатории травматологии ФГУН Российского научного Центра «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г.А.Илизарова и ПНИЛ "Управляемые гисто- и органогенезы" Курганского филиала Южно-Уральского научного центра РАМН.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

доктор медицинских наук Щудло Наталья Анатольевна

доктор биологических наук, профессор

Абрамова Людмила Леонидовна

кандидат биологических наук Ковбык Лариса Владимировна

ФГОУ ВПО "Уральская государственная академия ветеринарной медицины"

Защита диссертации состоится 2Ъ декабря 2005 года в УЗ часов на заседании диссертационного совета Д 220.051. 01 при ФГОУ ВПО "Оренбургский государственный аграрный университет" по адресу 460795, г.Оренбург, ул. Челюскинцев, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО "Оренбургский государственный аграрный университет".

Автореферат разослан ОГЬ у^альб^_года

Учёный секретарь диссертационного совета, профессор

Тайгузин Р.Ш.

zogzL з2 4496th

li^r

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы. Компрессионно-дистракционный остеосин-тез по Г.А.Илизарову является методом выбора в лечении многих ортопе-до-травматологических больных. Он используется для коррекции врождённых деформаций и неравенства длины конечностей, для возмещения травматических дефектов костей и мягкотканных органов. Теоретической основной метода является установленная академиком Гавриилом Абрамовичем Илизаровым закономерность стимуляции процессов регенерации и роста тканей под влиянием возникающего в них в определённых условиях напряжения растяжения, зарегистрированная как открытие (диплом № 355 СССР).

Медленное контролируемое взаимоудаление костных фрагментов - ди-стракция, осуществляемая фиксационно-дистракционным аппаратом, создаёт пространство и механически поляризованное поле, стимулирующее пролиферацию клеток, составляющих бластему, на основе которой в результате интеркалярной (вставочной) регенерации [Карлсон Б.М., 1996] формируется дополнительный объём костного органа, необходимый для возмещения его посттравматического дефекта или удлинения сегмента конечности.

Концепция аксоплазматического тока и регенераторного роста нервных волокон, предложенная P.Weiss & H.B.Hiscoe (1948), определила представления об оптимальном для формирования костного регенерата и адаптации мягких тканей темпе дистракции (1-2 мм в сутки). Они получили подтверждение в специальных экспериментах и в клинической практике [Котельников Г.П., 1977; Илизаров Г.А и др., 1983]. Г.А.Илизаров придавал большое значение не только оптимальному темпу дистракции, но и её дробности - разделению суточного перемещения в 1 мм за несколько приёмов -чтобы разовое (одномоментное) растяжение тканей не превышало 0,25 мм.

Удлинение конечности по методу Г.А.Илизарова получило широкое распространение в клинической практике [Шевцов В.И., Попков A.B., 1998], однако недостаточно изучен вопрос о структурных основах неврологических расстройств, развивающихся у многих пациентов даже при щадящих режимах дистракции [Galardi G. et al., 1990; Шеин А.П. и др., 1997].

Несмотря на большое количество исследований гистологических изменений нервов конечностей в условиях дистракционного остеосинтеза голени [Смирнова JI.A. и др., 1972; Илизаров Г.А., Щудло М.М., 1982; Илизаров Г.А. и др., 1982; Кочутина JI.H. и др., 1990; Илизаров Г.А.И др., 1995; Щудло М.М., 2000] и бедра экспериментальных животных [Кузнецова А.Б., Берко В.Г., 1977; Кузнецова А.Б., 1982; Bruneiii G., Battiston В., 1991; Strong М. et al, 1994; Skoulis T.G., Vekris M.D., Terzis J.K., 1998; Ikeda K., Tomita K., Tanaka S., 2000; Abe I. et al., 2002], мнения о направленности и механизмах их структурной перестройки противоречивы. Не изучены её особенности при компрессионно-дистракционном осге^сц^ё^Щ^дд^ОВи-

Г«. Cs

PiS

меняется для возмещения костных и мягкотканных дефектов [Швед С.И., Мартель И.И., 1994; Камерин В.К., Дьячков А.Н., Мартель И.И., 1995]. Данные о реакции периферических нервов на дозированную тракцию мягких тканей в поперечном направлении представлены в единичных работах [СМсЬоисНо КА., СМсЪоисПо М.М., 1995], хотя этот метод применяется в травматологии-ортопедии для моделирования формы голени, замещения костных дефектов, а также для лечения хронической ишемии и возмещения дефектов периферических нервов [Илизаров Г.А., 1991; Шевцов В.И., 1996; Щудло Н.А., ГЦудло М.М., 1998].

1.2. Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение закономерностей структурной перестройки периферических нервов при дистракци-онном, компрессионно-дистракционном остеосинтезе и дозированной тракции мягких тканей в поперечном направлении. Для достижения цели были поставлены задачи:

1. Изучить гистологические изменения нерва при удлинении проксимального сегмента конечности.

2. Провести сравнительную количественную оценку периферических проявлений нейрогенеза в условиях дистракционного и нейтрального остеосинтеза в сопоставлении с интактным материалом.

3. Проанализировать причины морфо-функциональных нарушений проводниковой части нерва конечности при чрескостном остеосинтезе и дробной дозированной дистракции.

4. Изучить реакцию периферических нервов на укорочение кости и последующее восстановление исходной длины при возмещении диафи-зарного костного дефекта методом монолокального компрессионно-дистракционного остеосинтеза.

5. Исследовать особенности структурной перестройки нервов при дозированной тракции мягких тканей в поперечном направлении.

1.3. Научная новизна. Впервые с применением комплекса современных методов гистологического исследования изучена структурная перестройка нерва при удлинении проксимального сегмента тазовой конечности собаки. Определены структурные корреляты функциональных нарушений нерва при щадящем режиме дистракции. Представлены новые данные по сравнительному анализу изменений количественных показателей структурного гомеостаза проводниковой части нерва в условиях нейтрального и дистракционного остеосинтеза. Впервые изучена реакция периферических нервов на укорочение кости и последующее восстановление исходной длины при возмещении диафизарного костного дефекта методом компресси-онно-дистракционного остеосинтеза. Получены новые сведения о морфологических изменениях нервов при их удлинении дробной дозированной тракцией в поперечном направлении.

1.4. Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований служат основой для разработки комплексных хирургических и терапевтических стратегий, направленных на профилактику и лечение неврологических осложнений при костной травме, оперативном удлинении и моде-

лировании формы конечности, замещении костных и мягкотканных дефектов, лечении синдрома хронической ишемии при сосудистых заболеваниях. Некоторые положения диссертации относятся к фундаментальным и представляют теоретический интерес.

1.5. Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всероссийской научной конференции «Реактивность и пластичность гистологических структур в нормальных, экспериментальных и патологических условиях» (г.Оренбург, 18-20.11.2003 г.), на VII конгрессе Международной ассоциации морфологов (Казань, 16-18 сентября, 2004 г.), на международном эмбриологическом симпозиуме «ЮГРА-ЭМБРИО. Закономерности эм-брио-фетальных морфогенезов у человека и позвоночных животных» (Ханты-Мансийск, 21-22 октября 2004 г.), на международной научно-практической конференции «Морфо-функциональные аспекты регенерации и адаптационной дифференцировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий» (Курган, 20-21 октября 2004 г.).

1.6. Реализация результатов исследования. Результаты проведённых исследований используются при выполнении плановых научно-исследовательских работ в Российском научном центре "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А.Илизарова, в ПНИЛ "Управляемые гисто- и органогенезы" Курганского филиала ЮжноУральского научного центра РАМН, включены в программу кафедры травматологии и ортопедии ФПК и ППС Тюменской государственной медицинской академии.

1.7. Публикации. По теме диссертации опубликовано девять научных работ. Оформлено одно рационализаторское предложение "Способ экспресс-визуализации аксонов для интраоперационной диагностики" (удостоверение №85/2002 РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова).

1.8. Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Закономерности изменений структурного гомеостаза седалищного нерва при нейтральном и дистракционном остеосинтезе остеотомированно-го бедренного сегмента тазовой конечности собаки в сравнении с интакт-ным нервом.

2. Субклинические структурные проявления дисфункции миелинобра-зующих шванновских клеток в нервах конечности при возмещении диафи-зарного костного дефекта методом монолокального компрессионно-дистракционного остеосинтеза.

3. Морфологическое обоснование щадящей методики тракции мягких тканей в поперечном направлении, обеспечивающей удлинение нерва без признаков компрессионно-ишемической нейропатии.

1.9. Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах машинописного текста (без приложения). Состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций. Работа содержит 80 иллюстраций, 16 таблиц (не считая таблиц приложения). В списке литературы 189 наименований, из них отечественных авторов - 82, зарубежных

-107. Приложение включает 4 таблицы.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование выполнено на 47 взрослых беспородных собаках обоего пола в возрасте скелетной зрелости (от 1 до 5 лет) с длиной бедра от б до 16 см. Длину бедра измеряли штангенциркулем от большого вертела до латерального надмыщелка бедренной кости. Содержание животных, оперативные вмешательства и эвтаназию осуществляли согласно приказу МЗ СССР №755 1977 г.

Проведено четыре серии опытов. В первой серии (п=14) изучали структурную реорганизацию седалищного нерва при удлинении бедренного сегмента тазовой конечности (рис.1).

СХЕМА ОПЫТА СЕРИИ 1 И РЕНТГЕНОГРАММА БЕДРЕННОЙ КОСТИ СОБАКИ В КОНЦЕ ПЕРИОДА ДИСТРАКЦИИ

А - боковая, В - прямая проекции.

Рис. 1.

Во второй серии (п=8) после остеотомии бедренной кости осуществляли нейтральный остеосинтез, дистракцшо не проводили. В третьей серии (п=6) резецировали участок диафиза бедренной кости с последующим возмещением дефектов методом монолокального компрессионно-дистракционного остеосинтеза. В четвёртой (п=15) осуществляли создание запаса длины нерва и предлежащих мягких тканей дозированной тракцией в поперечном направлении. Контроль - нервы четырёх интактных собак.

Операции выполняли в асептических условиях. За 30 минут до операции вводили внутримышечную премедикацию: морфин 1% - 1 мл или ро-метар 2% - 1 мл, димедрол 1% - 2 мл, атропин 0,1% - 0,5 мл, аминазина 2,5% - 2 мл. Вводный наркоз вызывали 2,5% раствором тиопентала натрия (внутривенно от 1 до 4 мл). В течение операции капельно добавляли поддерживающие дозы тиопентала натрия. Общее количество раствора тиопентала от 6 до 15 мл, физиологического раствора - не более 300 мл.

В первой серии оперативное вмешательство включало открытую чрез-надкостничную поперечную остеотомию бедренной кости в средней трети пилой Джигли и остеосинтез. Применяли спице-стержневую модификацию аппарата Илизарова (Щудло H.A. Аппарат для лечения повреждений и заболеваний бедренной кости животных, свидетельство №14122, приоритет от 31.12.99, опубликовано 10.07.2000 Бюл.19). На 7-9-й день после опера-

ции начинали дистракцию фрагментов бедренной кости в аппарате по 0,25 мм 3 раза в день; собак выводили из опыта в конце дистракции, в разные сроки фиксации и после снятия аппарата. Удлинение бедра составляло от 12 до 18% исходной длины.

Во второй серии опытов после остеотомии костные фрагменты сближали до положения контакта (диастаз не более 1 мм) и фиксировали в нейтральном положении до момента консолидации. Животных выводили из опыта в те же сроки после операции, что и в первой серии.

В третьей серии опытов (рис.2) из проекционных доступов производили резекцию участка диафиза бедренной кости (10-15% исходной длины). Осуществляли остеосинтез спице-стержневым аппаратом, приводя костные фрагменты в положение контакта сближением опор. В этой серии дистракцию начинали через 7-11 дней после операции - в зависимости от срока появления начальных признаков репаративного костеобразования на рентгенограммах. Шаг дистракции 0,25 мм, суточный темп 0,75 мм. У 5 собак из б дистракцию продолжали до возмещения дефекта диафиза бедра.

Две собаки были выведены из опыта на этапе дистракции (15 дней и 30 дней), а остальные - в разные сроки после возмещения диафизарного дефекта, снятия аппарата и органотипической перестройки костного регенерата в зоне бывшего дефекта.

Операции четвёртой серии (эксперименты по удлинению нерва или сосудисто-нервного пучка боковой тракцией - схема на рис. 3) включали имплантацию опорного элемента тракционного устройства в ложе седалищного нерва или скрытого сосудисто-нервного пучка голени, наложение аппарата Илизарова, монтаж и закрепление тракционного устройства (по а.с. № 1693744) на опорах аппарата. Из внепроекционного доступа к нерву не-

СХЕМА ОПЫТА СЕРИИ 3

А -резекция участка диафиза бедренной кости, В - укорочение конечности с целью сближения костных фрагментов до контакта, С- восстановление исходной длины бедренного сегмента с формированием дистракционного костного регенерата на месте бывшего дефекта.

Рис. 2.

большим разрезом рассекали глубокую фасцию и через этот разрез вводили опорный элемент, максимально щадя параневральную клетчатку. Продольную срединную плоскость опорного элемента совмещали с осью удлиняемого нерва. Закреплённые на опорном элементе тракционные спицы выводили через проколы мягких тканей перпендикулярно поверхности кожи. Слегка подтягивая опорный элемент за спицы, укладывали нерв с окружающей клетчаткой в желоб опорного элемента. Рану ушивали наглухо. На соответствующий сегмент конечности накладывали аппарат Илизарова, на котором монтировали тракционную систему. В послеоперационном периоде начинали дозированную тракцию в поперечном направлении.

СХЕМА ОПЫТА СЕРИИ 4

А - под седалищный нерв (1) подведен седловидный опорный элемент (4);

2 -малоберцовый, 3 - болыпеберцовый нервы.

Б - дозированные тракционные перемещения (пунктирная стрелка) опорного элемента в поперечном направлении удлиняют седалищный нерв и предлежащие мягкие ткани.

Рис. 3.

Объектами морфологического исследования служили седалищные и берцовые нервы. При макроскопическом осмотре после эвтаназии их обнажали на всем протяжении бедра и голени, обращали внимание на топографию, форму, внешний вид, взаимоотношения с соседними тканевыми структурами и деталями аппарата внешней фиксации, если он присутствовал. Брали кусочки нервов для изучения на микро- и субмикроскопическом уровнях: намеченные участки привязывали к твердой основе так, чтобы сохранить форму и степень натяжения объектов, их от соседних структур и иссекали. Во всех случаях брали седалищный, задний большеберцовый и поверхностный малоберцовый нервы по 4 см на уровне средней 1/3 бедра и голени соответственно. В части опытов забирали также участок нерва на уровне седалищной вырезки. Материал погружали в охлажденную до +4°С смесь 2%-х растворов глутарового и параформальдегидов на фосфатном буфере (рН 7,4) с добавлением 0,1% пикриновой кислоты.

От оставшихся проксимальных и дистальных концов нервов отсекали участки длиной 5 мм, укладывали или размещали вертикально на заранее маркированных кусочках картона, погружали в жидкий азот и в криостате изготовляли продольные и поперечные срезы. В последних кальций-кобальтовым методом выявляли активность АТФ-азы по Раёуси1а-Негтап [Лойда 3., Госсрау Р., Шиблер Т., 1982] для визуализации микрососудов и периневрия. После фиксации на стеклах спиртом их также окрашивали по общегистологическим методикам (гематоксилином и эозином, железным гематоксилином Вейгерта и пикрофуксином по ван-Гизону). Продольные криостатные срезы после фиксации на стекле нейтральным формалином импрегнировали [Коломийцев А.К., Чайковский Ю.Б., Терещенко Т.Л., 1981] и окрашивали железным гематоксилином Вейгерта.

В четвёртой серии экспериментов участок седалищного нерва, имевший форму петли, привязывали к твердому картону, иссекали и погружали в фиксатор. На следующий день из проксимальной и дистальной ветвей этой петли иссекали участки длиной 10 мм и переносили во флаконы со свежей альдегидной смесью, а оставшийся на картоне материал погружали в 10% раствор нейтрального формалина.

Вырезанные кусочки споласкивали в фосфатном буфере (рН 7,4), измельчали по специальной схеме. Измельчённый материал вновь погружали в альдегидную смесь на 24 часа, а затем промывали в двух сменах фосфатного буфера (рН 7,4) по часу и постфиксировали в 1% растворе четырех-окиси осмия (0б04), обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации от 70° до 96° по 60 минут, затем по 30 минут в двух сменах абсолютного спирта, 15 минут в абсолютном ацетоне, далее материал пропитывали в смеси абсолютного ацетона и аралдита в соотношении 3:1, 1:1, 1:3 по 30 минут, оставляли в чистой смоле до двух недель, а затем переносили в смолу с катализатором на 30 минут при комнатной температуре. После этого материал заливали в плоско-параллельные и цилиндрические пластиковые капсулы и помещали в термостат при £=60° для полимеризации. Полученные блоки зажимали в блокодержатели, затачивали, формируя пирамидки, срезы изготовляли на ультратомах фирмы ЬКВ (Швеция) с помощью стеклянных и алмазных ножей. Серо-серебристые ультратонкие поперечные срезы с тонких столбиков вылавливали на сеточки, серебристые монтировали на бленды, контрастировали уранил-ацетатом и цитратом свинца, изучали в просвечивающем электронном микроскопе Л5М-100В («1ео1», Япония) при ускоряющем напряжении 40 кУ. Изображения для последующего анализа фотографировали на пластинки. Ультраструктурное исследование проведено совместно с д.м.н. М.М.Щудло. На том же оборудовании с толстых столбиков и "тотальных" блоков получали серии полутонких (толщиной 0,5-1,0-2,0 мкм) поперечных срезов большой площади, по специальной технологии [Щудло М.М., 1982] окрашивали их толуидиновым синим или метиленовым синим-основным фуксином по Уикли и заключали в полистирол. Некоторые эпоксидные блоки после получения полутонких срезов затачивали для исследования в сканнирующем электронном микроскопе

так, чтобы вся площадь среза нерва была вскрыта. После этого блок приклеивали к предметному столику токопроводным клеем, напыляли серебром и исследовали под микроскопом JSM-840.

У части животных выполнена морфометрия полутонких срезов. Для оцифровки изображений использовали лупу и большой исследовательский микроскоп фирмы "Opton" (Германия), совмещённый с аппаратно-программным комплексом "ДиаМорф" (Москва). При инструментальном увеличении ЗОх оцифровывали изображения фрагментов тотального среза нерва для определения суммарной площади поперечных сечений пучков нервных волокон (ХА^). Для морфометрии нервных волокон применяли инструментальное увеличение 1250х. Формировали выборку из 30 - 46 полей зрения. Как правило, они занимали более 5% площади пучка [Fióla M.R., 1985] и включали изображения не менее 500 мякотных нервных волокон. С целью определения доли эндоневрия (Vvend) и нейральных элементов (Vvnf) методом точечного счёта применяли специально разработанную тестовую систему, адаптированную для компьютерной морфометрии. Для определении численных и размерных параметров нервных волокон проводили геометрическую калибровку изображений с помощью объект-микрометра. Подсчитывали численную плотность профилей мякотных волокон (NAMim). Учитывая данные сравнительного анализа разных способов морфометрии нервных волокон в поперечных срезах [Ewart D.P. et al., 1989], определяли средние ортогональные диаметры мякотных проводников (DHH0) и их осевых цилиндров (D0KC), толщину миелиновой оболочки (Linien)- Рассчитывали число G как отношение диаметра осевого цилиндра к диаметру волокна [Schmitt F.O., Bear R.S., 1937]. Оценивали распределение мякотных волокон по калибру - определяли долю мелких (до 4 мкм диаметром); средних (4,1-7,0 мкм) и крупных (более 7 мкм) в общем объёме выборки либо строили прецизионную гистограмму распределения по диаметру с шагом 1 мкм. Отдельно вычисляли ядерный индекс крупных мякотных волокон (NUC) - отношение числа ядросодержащих профилей мякотных волокон более 7 мкм диаметром к общему числу крупных волокон, что позволяло на разных сроках опыта оценить основную тенденцию ремо-делирования междоузлий. Для изучения зависимости числа G от диаметра мякотных волокон использовали аппроксимационные средства Microsoft Excel-97. В качестве инструмента статистической обработки данных использовали программу Attestat (разработчик - ИЛ.Гайдышев). Для проверки гипотезы о различиях между выборками применяли критерий рандомизации компонент Фишера, критерии Стыодента и Вилкоксона. Для выявления отличий функции частотного распределения мякотных волокон по диаметру применяли критерий Колмогорова-Смирнова и точный метод Фишера-Ирвина [Уткин В.А., 2002]. Для анализа распределения мякотных волокон по спектру калибров использовали меры количества информации по Шеннону - энтропию и её производные: максимальную энтропию, относительную энтропию, избыточность, организацию. Для выявления корреляционной связи между некоторыми морфометрическими параметрами

применяли параметрические (для количественных признаков) и непараметрические (для порядковых признаков) критерии: коэффициент корреляции Пирсона, показатель Спирмена и коэффициент Кендапла [Гайдышев И.П., 2001].

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Морфо-функциональные изменения нерва при нейтральном и дистракционном остеосинтезе

В первой серии опытов в конце периода дистракции выявлена хорошая сохранность органных кровеносных сосудов нерва, осевых цилиндров и миелиновых оболочек нервных волокон. Неспецифические деструктивные изменения - аксональная дегенерация и демиелинизация - отмечены в единичных проводниках. Наряду с этим даже на свето-оптическом уровне обнаружены незрелые аксо-глиальные комплексы. В продольных срезах нервов в зоне удлинения определяется спрямление осевых цилиндров при некотором истончении и неравномерности импрегнации серебром. Непрерывность их филаментозно-тубулярных тяжей не нарушена. Выявлена нормальная топография узлов Ранвье и паранодальных сегментов. В единичных волокнах обнаружены "удлинённые" перехваты Ранвье - результат паранодальной демиелинизации.

В поперечных срезах мякотных волокон в конце периода дистракции на уровне паранодов усилена базофилия цитоплазмы шванновских клеток, что свидетельствует о внутриклеточной гипертрофии белок-синтезирующего аппарата. Количество ядросодержащих профилей крупных мякотных волокон достоверно снижено. В опытах с нейтральным ос-тесинтезом, а также через 30 дней фиксации после удлинения бедра в нервах встречаются аномально короткие ("вставочные") сегменты миелина. Их формированию предшествует появление одиночных, не связанных с аксонами шванновских клеток с признаками подвижности цитолеммы. Уменьшение численности ядросодержащих профилей крупных мякотных волокон (рис.4) в сочетании с признаками гипертрофии их шванновских клеток в конце дистракции свидетельствует об удлинении сегментов миелина.

Повышение этого параметра в ранний период фиксации связано с появлением аномально коротких вставочных интернодальных сегментов. В более поздние сроки опыта происходит его приближение к показателю ин-тактного нерва. Доля толстых мякотных волокон (диаметром 12 мкм и более) достоверно меньше в серии с дистракционным остеосинтезом (рис.5), что следует рассматривать как следствие перекалибровки волокон.

ИЗМЕНЕНИЕ ДОЛИ ЯДРОСОДЕРЖАЩИХ ПРОФИЛЕЙ КРУПНЫХ МЯКОТНЫХ ВОЛОКОН

КД - конец дистракции, ФЗО - 30 дней фиксации, Ф60+БА - опыты с фиксацией более 60 дней и после снятия аппарата. Б - дистракционный остеосинтез. 1шт - нижняя, 1тах - верхняя границы интактной нормы.

Рис.4.

ДОЛЯ ТОЛСТЫХ ВОЛОКОН В НЕРВАХ ИНТАКТНЫХ СОБАК И В ОПЫТАХ С НЕЙТРАЛЬНЫМ И ДИСТРАКЦИОННЫМ ОСТЕОСИНТЕЗОМ

14,00% 12.00% 10.00% 8,00% 6.00% 4.00% 2,00% 0.00%

Int Neu42 Neu70 FD Fix30

I I

Int - интактный нерв, Neu 42 - 42 дня фиксации при нейтральном остеосинтезе, Neu 70 - 70 дней фиксации при нейтральном остеосинтезе. FD - конец дистракции, F30 - 30 дней фиксации в опытах с дистракционным остеосинтезом. Рис.5.

Изменения среднего диаметра толстых мякотных волокон (рис.6), по-видимому, отражают разницу в характере дисфункции аксоплазматическо-го тока: при нейтральном остеосинтезе происходит его снижение, а при дистракции отмечается пропульсивный характер перемещений аксоплазмы.

Через 42 дня после операции снижен средний диаметр осевых цилиндров толстых волокон (рис.7) у животных обеих серий при статистически значимом снижении средней толщины миелина (рис.8) только в серии с дистракцией. Через 70 дней после операции средние диаметры осевых цилиндров толстых мякотных волокон меньше, а мякотная оболочка толще по сравнению с соответствующими параметрами интактных нервов, что указывает на появление признаков нарушения рециклизация миелина.

СРЕДНИЙ ДИАМЕТР ТОЛСТЫХ ВОЛОКОН

*и ■

■

1:

1 . ■

Ы N е и42 Ыеи70 РР РЫЗО

* - статистически значимое отличие от интактного нерва, " - статистически значимое различие между сериями опытов.

Рис.6.

СРЕДНИЙ ДИАМЕТР АКСОНОВ ТОЛСТЫХ ВОЛОКОН

1 * —

*

1 1 1..... 1

Ы N е и42 Ыеи70 П> ПхЗО

Рис.7.

СРЕДНЯЯ ТОЛЩИНА МИЕЛИНОВОЙ ОБОЛОЧКИ ТОЛСТЫХ ВОЛОКОН

* 1 1

А —

. —- 1 1 —1—

Ыеи42 Неи70 РР Р|х30

Рис.8.

Частотное распределение миелиновых проводников по диаметру у большинства экспериментальных животных бимодально характер - так же, как у интактных. В ранний период фиксации в одном опыте из пяти определяется исчезновение второго пика гистограммы, характерное для ишеми-ческой нейропатии.

ДИАГРАММЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЯКОТНЫХ ВОЛОКОН

Ось абсцисс - размерные классы (1,1 -2,0 мкм, 2,1-3,0 мкм и т.д.).

Ось ординат - доли волокон каждого класса. Эксперимент 2056 - распределение унимодально. 2408,2611,2204 - сохранение бимодального

распределения.

Рис. 9.

В полутонких срезах интактных нервов около 1% мякотных волокон в нервах имеет диаметр менее 2 мкм. Ультраструюурно подтверждается наличие незрелых аксо-глиальных комплексов у взрослых интактных собак. Через 42 дня после остеотомии и нейтрального остеосинтеза бедренной кости доля мякотных волокон менее 2 мкм диаметром снижена, а затем

несколько превышает показатель интактного нерва. В соответствующие сроки опытов с удлинением бедра этот параметр повышен. Доля деструктивно изменённых проводников недостоверно выше в опытах с дистракци-ей. Аксо-глиальные комплексы и новообразующиеся мякотные волокна в некоторых пучках нерва рассеяны хаотично, в других образуют скопления в субпериневральной зоне и вблизи эндоневральных септ.

Анализ зависимости аксо-миелинового отношения от калибра нервных волокон (рис.9) выявил две тенденции. Повышение этого параметра во фракциях волокон малого калибра доказывает присутствие новообразованных проводников с тонким миелином.

ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТИ ЧИСЛА в ОТ ДИАМЕТРА МЯКОТНЫХ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН

о.т» . у в 0.0004х*-0.0002х + 0,7086 У^

Я*" 0.0022

О,Г6 .

0,74 .

Г <?

0.1*2 у« 0.0059* + 0,6912

О.Т . Я2* 0,8504

Д О 2 4 6 а 10 12 14 1&

остеосинтезе, С - аналогичный срок при дистракционном остеосинтезе. Ось абсцисс - диаметр мякотных волокон в микрометрах, ось ординат значение аксо-миелинового отношения. Рис.10.

Снижение его во фракциях крупного калибра отражает уменьшение диаметра и площади аксонов, связанное с перераспределением аксоплазма-тического тока между зрелыми и новообразующимися мякотными волокнами. Обе тенденции выражены сильнее в опытах с дистракцией.

Ультраструктурные проявления дисфункции аксоплазматического тока включают наличие разрежений и конденсации нейрофиламентов в зрелых безмякотных и мякотных волокнах, а также расположение элементов цито-скелета в виде ансамблей в незрелых аксо-глиальных комплексах. Следует отметить, что аналогичные признаки свойственны нервам интенсивно растущих особей.

В конце дистракции и особенно через 30 дней фиксации численная плотность мякотных волокон значительно возрастает в сравнении с ин-тактным материалом и только после снятия аппарата стремится к интакт-ной норме. При недостоверных изменениях суммарной площади пучков и объёмной плотности эндоневрия это свидетельствуют об изменениях общей численности нервных волокон. Повышение численности мякотных волокон в опытах с нейтральным остеосинтезом также значительно в сравнении с интактным материалом, но достоверно меньше, чем в опытах с дистракцией.

ИЗМЕНЕНИЕ ЧИСЛЕННОИ ПЛОТНОСТИ МЯКОТНЫХ ВОЛОКОН СЕДАЛИЩНОГО НЕРВА ПРИ ДИСТРАКЦИОННОМ И НЕЙТРАЛЬНОМ ОСТЕОСИНТЕЗЕ

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

„20,3

-4-7,8-

17

14,5

-11?«-

Л2Д.

Intact

СЭ42

СЭ70

СЭ180

Intact - численная плотность в интактном нерве, тёмный цвет- при дистракционном остеосинтезе, светлый - при нейтральном. СЭ - срок эксперимента (количество суток после операции)

Рис. И.

В ранний период фиксации выявлена отрицательная корреляция численной плотности мякотных проводников и среднего диаметра аксонов в мякотных волокнах крупного калибра, что свидетельствует о перераспределении аксоплазмы между зрелыми и новообразующимися перифериче-

скими отростками нейронов.

Через 3 месяца после снятия аппарата (180 дней после операции) - в период нормализации численной плотности нервных волокон - их распределение по диаметру отличается от интактной нормы уменьшением представительства малого калибра и смещением второго пика гистограммы вправо, что указывает на некоторое истощение резерва физиологической регенерации мякотных волокон.

ГИСТОГРАММА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЯКОТНЫХ ВОЛОКОН ПО ДИАМЕТРУ ЧЕРЕЗ 3 МЕСЯЦА ПОСЛЕ СНЯТИЯ АППАРАТА (БА) В СРАВНЕНИИ С ИНТАКТНЫМ МАТЕРИАЛОМ

□БА ПИНТ

14,00% ,12,00% .10,00% 8,00% 6,00% 4,00% 2,00% 0,00%

1,1-2,0 3,1-4,0 5,1-6,0 7,1-8,0 9,1-10,0 11,1- 13,1- 15,112,0 14,0 1«,0

Ось абсцисс - диаметр в микрометрах, ось ординат - процентная доля.

Рис.12.

Об этом же свидетельствуют характерные для данного срока опыта признаки «старения» миелина. Наиболее типичны расслоения и впячивания миелиновой оболочки в аксоны крупных волокон.

3.2. Морфо-функциональная характеристика нерва при компрессионно-дистракционном остеосинтезе

В опытах с компрессионно-дистракционным остеосинтезом к концу периода дистракции нервные проводники имеют естественную синусоидальную извитость и непрерывность металлофильных тяжей. Признаков аберрантного спраутинга осевых цилидров не обнаружено. Клеточный состав эндоневрия отличается от интактного нерва наличием единичных тучных клеток - в области эндоневральных септ или рядом с эндоневральными кровеносными сосудами. Скопления незрелых аксо-глиальных комплексов располагаются в субпериневральных зонах пучков и паравазально. В некоторых мякотных волокнах выражена локальная гипермиелинизация - тома-кулы. При изучении зависимости числа в от диаметра мякотных волокон в сопоставлении с интактным нервом установлено его повышение в волок-

нах малого и среднего калибров и небольшое снижение его во фракциях крупного калибра. В сочетании с повышением численной плотности мя-котных волокон это свидетельствует о значимом представительстве новообразованных и ремиелинизирующихся проводников. Признаки структурной перестройки оболочек нерва и повышение численной плотности нервных волокон в данной серии опытов обнаруживаются вплоть до 2 лет после операции.

3.3. Гистологические изменения нервов и сосудисто-нервных пучков при дозированной тракции мягких тканей в поперечном направлении

При удлинении нервного ствола тракцией в поперечном направлении макроскопически определяется сохранность его кровоснабжения и умеренное утолщение в зонах удлинения - проксимальнее и дистальнее опорного элемента. При нейрогистологическом исследовании установлено сохранение непрерывности аксонов и адаптивная перестройка сосудистого русла эпиневрия. Петли микроциркуляторного русла эпиневрия в зонах удлинения дилатированы и вытянуты в продольном направлении. Эпиневральные артерии нерва, подвергаемого нейротензии, имеют типичное для растущих в условиях дозированного растяжения сосудов строение. В них четко выражены явления гипертрофии и гиперплазии медии с продольной переориентацией гладких миоцитов. Эти признаки свидетельствуют также о гипердинамическом характере кровотока. В пучках нервных волокон резко выражена гипертрофия перикарионов миелинобразующих шванновских клеток. Усилена базофилия цитоплазмы шванновских клеток безмякотных волокон, поэтому их аксоны отчётливо видны даже на свето-оптическом уровне. Фасциальные влагалища элементов скрытого сосудисто-нервного пучка голени после удлинения тракцией в поперечном направлении гипертрофированы, содержат большое количество полнокровных сосудов. А.БарЬепа имеет расширенный просвет и гипертрофированную мышечную оболочку. В полутонких и ультратонких срезах некоторых веточек пегою зарЬепив выявляются умеренные проявления нарушений циркуляции эндо-невральной жидкости и структурно-функционального перенапряжения нервных проводников. Признаков компрессионно-ишемической нейропа-тии нет.

Таким образом, сопоставляя тенденции структурной перестройки нерва в разных сериях опыта, следует отметить, что при дистракционном остео-синтезе наиболее характерными деструктивными изменения являются ак-сональная дегенерация и демиелинизация, при компрессионно-дистракционном остеосинтезе встречаются также томакулярные изменения. В серии с поперечной тракции наряду с этим встречается и валлеров-ская дегенерация, однако несмотря на широкий спектр деструктивных изменений даже в этой серии опытов доля патологически изменённых волокон варьирует от 3 до 5%. Наиболее характерными признаками адаптационного роста зрелых мякотных волокон при дистракционном остеосинтезе

является гипертрофия шванновских клеток в паранодальных регионах, а в серии с поперечной тракцией - гипертрофия перикарионов. Увеличение численности мякотных волокон за счёт неогенеза и регенерации наиболее интенсивно в серии с дистракционным остеосинтезом, а наиболее продолжительно - при компрессионно-дистракционном остеосинтезе. Изменение содержания соединительнотканных клеток эндоневрия при дистракцион-ном остеосинтезе заключается в незначительном увеличении численности фибробластов и макрофагов. При компрессионно-дистракционном остеосинтезе отмечено длительное присутствие в эндоневральных септах единичных тучных клеток. Смешанная гипертрофия эпи-периневрия с экспансивным ремоделирование сосудистого русла наиболее ярко выражена в серии с поперечной тракцией.

Заключение

Сопоставляя тенденции структурной перестройки нервов конечностей при разных вариантах применения метода академика Г.А.Илизарова, следует отметить, что при дистракционном остеосинтезе наиболее характерными деструктивными изменения являются аксональная дегенерация и демиелинизация, при компрессионно-дистракционном остеосинтезе встречаются также томакулярные изменения. При тракции мягких тканей в поперечном направлении наряду с этим встречается и валлеровская дегенерация, однако несмотря на широкий спектр деструктивных изменений даже в этой серии опытов доля патологически изменённых волокон варьирует от 3 до 5%.

Наиболее характерными признаками адаптационного роста зрелых мякотных волокон при дистракционном остеосинтезе является гипертрофия шванновских клеток в паранодальных регионах, а в серии с поперечной тракцией - гипертрофия перикарионов. Увеличение численности мякотных волокон за счёт неогенеза и регенерации наиболее интенсивно в серии с дистракционным остеосинтезом, а наиболее продолжительно - при компрессионно-дистракционном остеосинтезе. Изменение содержания соединительнотканных клеток эндоневрия при дистракционном остеосинтезе заключается в незначительном увеличении численности фибробластов и макрофагов. При компрессионно-дистракционном остеосинтезе отмечено длительное присутствие в эндоневральных септах единичных тучных клеток. Смешанная гипертрофия эпи-периневрия с экспансивным ремоделирование сосудистого русла наиболее ярко выражена в серии с поперечной тракцией.

Выполненные морфологические исследования углубляют и расширяют имеющиеся представления об особенностях и общих закономерностях структурно-функционального реагирования тканей периферического нерва в различных экспериментальных условиях, моделирующих некоторые технологии реконструктивно-восстановительного лечения, разработанные на основе метода академика Г.А.Илизарова.

ВЫВОДЫ

1. В нервах взрослых интакгных собак обнаруживаются единичные картины деструкции нервных волокон, незрелые аксо-глиапьные комплексы и миелинизирующиеся осевые цилиндры, что свидетельствует о наличии динамического равновесия между процессами деструкции-физиологической регенерации нервных проводников в процессе нормальной жизнедеятельности.

2. При неосложнённой повреждениями нервов травме кости и особенно при дозированной дистракции остеотомированного бедренного сегмента данное равновесие смещается в сторону увеличения количества нервных волокон: численная плотность мякотных волокон увеличивается на 50-90% по сравнению с интактным нервом, а отношение численности безмякотных волокон к численности мякотных превышает единицу.

3. При удлинении бедренного сегмента конечности в течение периода дистракции, фиксации и особенно после снятия аппарата в седалищном нерве наряду с неогенезом и дифференцировкой новообразующихся проводников происходит аутодеструкция части аксон-леммоцитарных комплексов и зрелых функционально изношенных нервных волокон, что приводит к обновлению популяции проводников и восстановлению их численно-размерного состава нервных волокон через 6 месяцев.

4. Истончение осевых цилиндров в зоне дистракции, свидетельствующее о перераспределении аксоплазматического тока по длине нервных волокон, изменения аксо-миелиновых отношений в результате перераспределения аксоплазмы между зрелыми и новообразующимися волокнами, появление аномально коротких "вставочных" сегментов миелина, структурные признаки истощения компенсаторно-приспособительных возможностей нервной системы при удлинениях более 15% исходной длины сегмента следует считать основными морфологическими коррелятами нарушений функции нервов при дистракционном остеосинтезе.

5. В условиях монолокального компрессионно-дистракционного остео-синтеза при одномоментном укорочении сегмента конечности на 10-16% развиваются явления дисфункции шванновских клеток с гипермиелиниза-цией и демиелинизацией части мякотных волокон; численная плотность мякотных волокон в данной серии опытов превышает соответствующий показатель интактного нерва на 60% в конце дистракции и остаётся повышенной вплоть до 2 лет после операции; структурные изменения проводниковой части нерва не сопровождаются выраженными нарушениями функции конечности.

6. Стабильная фиксация устройства для поперечной тракции мягких тканей, однонаправленность и дробный режим тракционных перемещений обеспечивают регенерационную гипертрофию эпи-периневрия удлиняемого нерва с экспансивным ремоделированием сосудов; активная регенерация повреждённых проводников в субпериневральной зоне и новообразование нервных волокон приводят к увеличению их относительной численности на

30%; большинство зрелых проводников а сохраняет свои структурные характеристики в условиях поперечной тракции нерва подвергается адаптационному росту, о чём свидетельствуют явления внутриклеточной гипертрофии и гиперплазии шванновских клеток.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При наличии клинических признаков нарушения функции нерва после выполнения чрескостного остеосинтеза необходима ситуационная дифференциальная диагностика причинного повреждения: имело ли место перерастяжение нерва, сдавление костными фрагментами или контактное повреждение спицей. В последнем случае первостепенно удаление и перепроведение спицы.

2. Независимо от вида механической травмы нерва (сдавление, перерастяжение или повреждение эпиневральных сосудов) его функциональный дефицит является показанием для проведения терапии, направленной на предотвращение тканевой гипоксии, уменьшение дегрануляции тучных клеток, нормализацию микроциркуляции и стимуляцию ангиогенеза.

3. При удлинении сегмента конечности данная терапевтическая стратегия должна применяться в превентивном порядке на этапе дистракции, особенно при удлинениях более 10%.

4. В ранний период фиксации основной целью нейротропной терапии является нормализация аксонного транспорта.

5. В период после снятия аппарата необходима терапия, поддерживающая выживание нейронов и физиологическую регенерацию нервных волокон.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Поражение vasa nervorum как этиопатогенетический фактор массовой деструкции нервных волокон в нервах конечностей при повреждениях костей и чрескостном остеосинтезе. // Известия Челябинского научного центра (УрОРАН), 2003.-вып. 4 (21)- С.170-176. (соавт. В.И.Шевцов, Н.А.Щудло, М.М.Щудло).

2. Изменения численно-размерного состава и динамического состояния нервных волокон седалищного нерва при удлинении бедра у собак. // Гений ортопедии, 2004. - № 1.- С. 39-44. (соавт. В.И.Шевцов, Н.А.Щудло, М.М.Щудло).

3. Морфо-функциональная характеристика нервных волокон седалищного нерва при удлинении бедренной кости. // Материалы докладов Всероссийской научной конференции г. Оренбург, 18-20 октября, 2003 г. //Морфология, 2003. - Том. 124, №5. С.84. (соавт. Н.А.Щудпо, М.М.Щудло).

4. Структурная реорганизация нервов конечности при дистракционном остеосинтезе.// VII конгресс Международной ассоциации морфоло-гов//Морфология, 2004,-Том 126, №4.-С.146. (соавт. М.М.Щудло, Н.А.Щудло).

5. Управление качеством в телеморфологии: технологические проблемы подготовки микропрепаратов Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии. Гистогенез и регенерация тканей. //М-лы науч. конф.7-8 апреля 2004 г. Санкт-Петербуг, 2004.-С.150. (соавт. А.В.Кобелев, Т.Н.Варсегова, Т.А.Ступина).

6. Управление качеством в телеморфологии: проблемы получения репрезентативной выборки при морфометрии Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии. Гистогенез и регенерация тканей. //М-лы науч. конф.7-8 апреля 2004 г. Санкт-Петербуг, 2004.-С.151. (соавт. А.В.Кобелев, Т.Н.Варсегова, Т.А.Ступина).

7. Провизорные структуры и изменения численности нервных волокон седалищного нерва при оперативном удлинении бедренного сегмента тазовой конечности собаки. «Югра-Эмбрио. Закономерности эмбрио-фетальных морфогенезов у человека и позвоночных животных» //М-лы Международного эмбриологического симпозиума. Ханты-Мансийск, 2004. - С.317-321. (соавт. Н.А.Щудло, М.М.Щудло).

8. Морфометрические характеристики мякотных волокон седалищного нерва при удлинении бедренного сегмента тазовой конечности собаки. «Морфо-функциональные аспекты регенерации и адаптационной диффе-ренцировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий» М-лы международной научно-практич. конф. Курган, 20-21 октября 2004 г.- Курган, 2004.- С.381-388. (соавт. Н.А.Щудло, М.М.Щудло).

9. Особенности изменений нервов конечностей при «больших» удлинениях по Илизарову в эксперименте. //Известия Челябинского научного центра (УрО РАН), 2004.- Специальный выпуск (25), С.28-33. (со-авт.В.И.Шевцов, Н.А.Щудло, М.М.Щудло).

Объём 1 п.л. Формат 64x84. Гарнитура "Times New Roman суг". Бумага офсетная. Тираж 100 экз.

РНБ Русский фонд

2007-4 11480

То, что действует на живое, самостоятельно определяется, изменяется и преобразуется последним, ибо живое не даёт причине дойти до её действия, - то есть, упраздняет её как причину"

Гегель Г., 1837].

Актуальность темы. Компрессионно-дистракционный остеосинтез по Г.А.Илизарову является методом выбора в лечении многих ортопедо-травматологических больных. Он используется для коррекции врождённых деформаций и неравенства длины конечностей, для возмещения травматических дефектов костей и мягкотканных органов. Теоретической основной метода является установленная академиком Гавриилом Абрамовичем Илизаро-вым закономерность стимуляции процессов регенерации и роста тканей под влиянием возникающего в них в определённых условиях напряжения растяжения, зарегистрированная как открытие (диплом № 355 СССР).

Медленное контролируемое взаимоудаление костных фрагментов - ди-стракция, осуществляемая фиксационно-дистракционным аппаратом, создаёт пространство и механически поляризованное поле, стимулирующее пролиферацию клеток, составляющих бластему, на основе которой в результате интеркалярной (вставочной) регенерации [Карлсон Б.М., 1996] формируется дополнительный объём костного органа, необходимый для возмещения его посттравматического дефекта или удлинения сегмента конечности.

Концепция аксоплазматического тока и регенераторного роста нервных волокон, предложенная Р.Weiss & H.B.Hiscoe (1948), определила представления об оптимальном для формирования костного регенерата и адаптации мягких тканей темпе дистракции (1-2 мм в сутки). Они получили подтверждение в специальных экспериментах и в клинической практике [Котельников Г.П., 1977; Илизаров Г.А и др., 1983]. Г.А.Илизаров придавал большое значение не только оптимальному темпу дистракции, но и её дробности -разделению суточного перемещения в 1 мм за несколько приёмов — чтобы разовое (одномоментное) растяжение тканей не превышало 0,25 мм.

Удлинение конечности по методу Г.А.Илизарова получило широкое распространение в клинической практике [Шевцов В.И., Попков A.B., 1998], однако недостаточно изучен вопрос о структурных основах неврологических расстройств, развивающихся у многих пациентов даже при щадящих режимах дистракции [Galardi G. et al., 1990; Шеин А.П. и др., 1997].

Несмотря на большое количество исследований гистологических изменений нервов конечностей в условиях дистракционного остеосинтеза голени [Смирнова JI.A. и др., 1972; Илизаров Г.А., Щудло М.М., 1982; Илизаров Г.А. и др., 1982; Кочутина JI.H. и др., 1990; Илизаров Г.А.и др., 1995; Щудло М.М., 2000] и бедра экспериментальных животных [Кузнецова А.Б., Берко В.Г., 1977; Кузнецова А.Б., 1982; Bruneiii G., Battiston В., 1991; Strong М. et al., 1994; Skoulis T.G., Vekris M.D., Terzis J.K., 1998; Ikeda K., Tomita K., Ta-naka S., 2000; Abe I. et al., 2002], мнения о направленности и механизмах их структурной перестройки противоречивы. Не изучены её особенности при компрессионно-дистракционном остеосинтезе, который применяется для возмещения костных и мягкотканных дефектов [Швед С.И., Мартель И.И., 1994; Камерин В.К., Дьячков А.Н., Мартель И.И., 1995]. Данные о реакции периферических нервов на дозированную тракцию мягких тканей в поперечном направлении представлены в единичных работах [Chtchoudlo N.A., Chtchoudlo М.М., 1995], хотя этот метод применяется в травматологии-ортопедии для моделирования формы голени, замещения костных дефектов, а также для лечения хронической ишемии и возмещения дефектов периферических нервов [Илизаров Г.А., 1991; Шевцов В.И., 1996; Щудло H.A., Щудло М.М., 1998].

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение закономерностей структурной перестройки периферических нервов при дистракционном, компрессионно-дистракционном остеосинтезе и дозированной тракции мягких тканей в поперечном направлении. Для достижения цели были поставлены задачи:

1. Изучить гистологические изменения нерва при удлинении проксимального сегмента конечности.

2. Провести сравнительную количественную оценку периферических проявлений нейрогенеза в условиях дистракционного и нейтрального остео-синтеза в сопоставлении с интактным материалом.

3. Проанализировать причины морфо-функциональных нарушений проводниковой части нерва конечности при чрескостном остеосинтезе и дробной дозированной дистракции.

4. Изучить реакцию периферических нервов на укорочение кости и последующее восстановление исходной длины при возмещении диафизарно-го костного дефекта методом монолокального компрессионно-дистракционного остеосинтеза.

5. Исследовать особенности структурной перестройки нервов при дозированной тракции мягких тканей в поперечном направлении.

Научная новизна. Впервые с применением комплекса современных методов гистологического исследования изучена структурная перестройка нерва при удлинении проксимального сегмента тазовой конечности собаки. Определены структурные корреляты функциональных нарушений нерва при щадящем режиме дистракции. Представлены новые данные по сравнительному анализу изменений количественных показателей структурного гомео-стаза проводниковой части нерва в условиях нейтрального и дистракционного остеосинтеза. Впервые изучена реакция периферических нервов на укорочение кости и последующее восстановление исходной длины при возмещении диафизарного костного дефекта методом компрессионно-дистракционного остеосинтеза. Получены новые сведения о морфологических изменениях нервов при их удлинении дробной дозированной тракцией в поперечном направлении.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований служат основой для разработки комплексных хирургических и терапевтических стратегий, направленных на профилактику и лечение неврологических осложнений при костной травме, оперативном удлинении и моделировании формы конечности, замещении костных и мягкотканных дефектов, лечении синдрома хронической ишемии при сосудистых заболеваниях. Некоторые положения диссертации относятся к фундаментальным и представляют теоретический интерес.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всероссийской научной конференции «Реактивность и пластичность гистологических структур в нормальных, экспериментальных и патологических условиях» (г.Оренбург, 18-20.11.2003 г.), на VII конгрессе Международной ассоциации морфологов (Казань, 16-18 сентября, 2004 г.), на международном эмбриологическом симпозиуме «ЮГРА-ЭМБРИО. Закономерности эмбрио-фетальных морфогенезов у человека и позвоночных животных» (Ханты-Мансийск, 2122 октября 2004 г.), на международной научно-практической конференции «Морфо-функциональные аспекты регенерации и адаптационной дифферен-цировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий» (Курган, 20-21 октября 2004 г.).

Реализация результатов исследования. Результаты проведённых исследований используются при выполнении плановых научно-исследовательских работ в Российском научном центре "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А.Илизарова, в ПНИЛ "Управляемые гисто- и органогенезы" Курганского филиала ЮжноУральского научного центра РАМН, включены в программу кафедры травматологии и ортопедии ФПК и 1111С Тюменской государственной медицинской академии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано девять научных работ. Оформлено одно рационализаторское предложение "Способ экспресс-визуализации аксонов для интраоперационной диагностики" (удостоверение №85/2002 РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Закономерности изменений структурного гомеостаза седалищного нерва при нейтральном и дистракционном остеосинтезе остеотомированного бедренного сегмента тазовой конечности собаки в сравнении с интактным нервом.

2. Субклинические структурные проявления дисфункции миелинобра-зующих шванновских клеток в нервах конечности при возмещении диафи-зарного костного дефекта методом монолокального компрессионно-дистракционного остеосинтеза.

3. Морфологическое обоснование щадящей методики тракции мягких тканей в поперечном направлении, обеспечивающей удлинение нерва без признаков компрессионно-ишемической нейропатии.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах машинописного текста (без приложения). Состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций. Работа содержит 80 иллюстраций, 16 таблиц (не считая таблиц приложения). В списке литературы 189 наименований, из них отечественных авторов - 82, зарубежных -107. Приложение включает 4 таблицы.

ВЫВОДЫ

1. В нервах взрослых интактных собак обнаруживаются единичные картины деструкции нервных волокон, незрелые аксо-глиальные комплексы и миелинизирующиеся осевые цилиндры, что свидетельствует о наличии динамического равновесия между процессами деструкции-физиологической регенерации нервных проводников в процессе нормальной жизнедеятельности.

2. При неосложнённой повреждениями нервов травме кости и особенно при дозированной дистракции остеотомированного бедренного сегмента данное равновесие смещается в сторону увеличения количества нервных волокон: численная плотность мякотных волокон увеличивается на 5090% по сравнению с интактным нервом, а отношение численности безмякот-ных волокон к численности мякотных превышает единицу.

3. При удлинении бедренного сегмента конечности в течение периода дистракции, фиксации и особенно после снятия аппарата в седалищном нерве наряду с неогенезом и дифференцировкой новообразующихся проводников происходит аутодеструкция части аксон-леммоцитарных комплексов и зрелых функционально изношенных нервных волокон, что приводит к обновлению популяции проводников и восстановлению численно-размерного состава нервных волокон через 6 месяцев после операции.

4. Истончение осевых цилиндров в зоне удлинения, свидетельствующее о перераспределении аксоплазматического тока по длине нервных волокон, изменения аксо-миелиновых отношений в результате перераспределения аксоплазмы между зрелыми и новообразующимися волокнами, появление аномально коротких "вставочных" сегментов миелина, структурные признаки истощения компенсаторно-приспособительных возможностей нервной системы при удлинениях более 15% исходной длины сегмента следует считать основными морфологическими коррелятами нарушений функции нервов при дистракционном остеосинтезе.

5. В условиях монолокального компрессионно-дистракционного ос-теосинтеза при одномоментном укорочении сегмента конечности на 10-16% развиваются явления дисфункции шванновских клеток с гипермиелинизаци-ей и демиелинизацией части мякотных волокон; численная плотность мякот-ных волокон в данной серии опытов превышает соответствующий показатель интактного нерва на 60% в конце дистракции и остаётся повышенной вплоть до 2 лет после операции; структурные изменения проводниковой части нерва не сопровождаются выраженными нарушениями функции конечности.

6. Стабильная фиксация устройства для поперечной тракции мягких тканей, однонаправленность и дробный режим тракционных перемещений обеспечивают регенерационную гипертрофию эпи-периневрия удлиняемого нерва с экспансивным ремоделированием сосудов; активная регенерация повреждённых проводников в субпериневральной зоне и новообразование нервных волокон приводят к увеличению их относительной численности на 30%; большинство зрелых проводников сохраняет свои структурные характеристики в условиях поперечной тракции нерва и подвергается адаптационному росту, о чём свидетельствуют явления внутриклеточной гипертрофии и гиперплазии шванновских клеток.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При наличии клинических признаков нарушения функции нерва после выполнения чрескостного остеосинтеза необходима ситуационная дифференциальная диагностика причинного повреждения: имело ли место перерастяжение нерва, сдавление костными фрагментами или контактное повреждение спицей. В последнем случае первостепенно удаление и перепроведение спицы.

2. Независимо от вида механической травмы нерва (сдавление, перерастяжение или повреждение эпиневральных сосудов) его функциональный дефицит является показанием для проведения терапии, направленной на предотвращение тканевой гипоксии, уменьшение дегрануляции тучных клеток, нормализацию микроциркуляции и стимуляцию ангиогенеза.

3. При удлинении сегмента конечности данная терапевтическая стратегия должна применяться в превентивном порядке на этапе дистракции, особенно при удлинениях более 10%.

4. В ранний период фиксации основной целью нейротропной терапии является нормализация аксонного транспорта.

5. В период после снятия аппарата необходима терапия, поддерживающая выживание нейронов и физиологическую регенерацию нервных волокон.