Improvement of blood supply and structure of avascular spongy bone: experimental study

Full Text

Проблема лечения асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК) продолжает оставаться актуальной. Если к консервативной терапии отношение большинства авторов однозначно — она не прерывает течение болезни, то о различных хирургических методах этого сказать нельзя.

На ранних стадиях патологического процесса хорошие результаты получены после внутренней декомпрессии (туннелизации) [1, 5, 6] и реваскуляризации проксимального отдела бедренной кости [2]. Что же касается поздних стадий АНГБК, то на сегодняшний день насчитывается свыше 30 способов его хирургического лечения. Среди этих операций наиболее распространены остеотомии бедренной кости, в нашей клинике до последнего времени широко применялась также костная пластика аутотрансплантатом на мышечной ножке по Э.И. Шаиро [4].

Сравнительная оценка в эксперименте туннелизации и реваскуляризации показала более выраженное положительное воздействие последней на состояние микроциркуляции, ангиоархитектонику и костеобразование в аваскулярной головке бедра [3]. Продолжая наши исследования, мы поставили целью изучить те же процессы в аваскулярной губчатой кости после межвертельной остеотомии и операции типа Э.И. Шаиро, а также реакцию внутрикостного кровообращения на некоторые вещества, в частности на раствор нитроглицерина.

Материал и методы исследования. Опыты проведены на 26 беспородных собаках обоего пола массой 7—14 кг. Экспериментальный материал включал 3 группы суставов.

• 1-я группа — 18 суставов с АНГБК — служила контролем.
• 2- я группа — 17 суставов, на которых после моделирования аваскулярного некроза сразу выполняли межвертельную медиализирующую остеотомию. По наружной поверхности бедра в проекции большого вертела делали разрез кожи и подкожной клетчатки длиной 7—8 см. Мышцы тупо раздвигали до кости. Пилой Джильи производили остеотомию бедра с медиализацией дистального отломка и фиксацией фрагментов пластиной типа Петуховой-Петрулис. Рану зашивали наглухо.
• 3- я группа — 17 суставов, на которых после моделирования аваскулярного некроза сразу выполняли костную аутопластику. Тем же разрезом, что и в предыдущей группе, обнажали подвертельную область. Циркулярной пилой выпиливали трансплантат размером 0,3— 0,4 × 2,5—3 см с мышечной ножкой на проксимальном конце. Из подвертельной области в шейке и головке бедренной кости формировали канал, в который внедряли костный трансплантат.

После операций измеряли по описанной ранее методике [3] внутрикостное давление (ВКД) в зоне больших вертелов. Пяти животным через 8 нед после операции во время измерения ВКД в подкожную вену нижней конечности вводили со скоростью 3 мл в минуту 15 мл 0,017% раствора нитроглицерина в 5% растворе глюкозы и затем определяли показатели ВКД в течение 20 мин. Раствор готовили непосредственно перед опытом: в 15 мл 5% раствора глюкозы добавляли 0,25 мл 1% спиртового раствора нитроглицерина. При использовании меньших концентраций изменений ВКД не отмечалось. Цифровые данные обрабатывали на персональном компьютере IBM РС/ АТ 386. Производили внутрикостную контрастную флебографию. После выведения животных из опыта для оценки развития сосудистой сети в зоне операции с обеих сторон обнажали глубокие артерии бедра, катетеризировали их и заполняли раствором свинцового сурика. Артерии перевязывали, резецировали проксимальный отдел бедренной кости и подвергали его рентгенографии. Для микроскопического исследования из головок иссекали 3—4 сагиттальные пластинки. Готовили парафиновые срезы, которые окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином.

 

Динамика внутрикостного давления в проксимальном отделе бедра у собак с АНГБК после межвертельной остеотомии и костной аутопластики (М±т)

Характеристика эксперимента	Внутрикостное давление, мм вод. ст.
	4 нед	8 нед	12 нед
АНГБК	340,0±47,94	357,33+31,099	273,33+10,94
АНГБК + межвертельная остеотомия	95,00±11,05	90,00+14,63	133,00+19,30
АНГБК + костная аутопластика	196,40+12,22	95,00±13,41	182,00±20,90

 

Результаты и обсуждение. Динамика ВКД у экспериментальных животных показана в таблице и на рис. 1. После межвертельной остеотомии спустя 1 мес ВКД понижалось в 2 раза по сравнению с нормой. В последующем (2-й и 3-й месяцы) оно оставалось пониженным, составляя через 3 мес 66,5% от исходного. В 3-й группе (операция типа Э.И. Шаиро) через 1 мес ВКД практически не изменялось. К 2 мес оно снижалось до половины нормальной величины, а к 3 мес заметно повышалось, составляя 83% от нормы. В контрольной группе показатели ВКД соответствовали полученным ранее [3].

Таким образом, можно говорить о благоприятном воздействии на внутрикостную гемодинамику обеих операций, однако после межвертельной остеотомии это воздействие проявляется значительно раньше и более продолжительно во времени.

 

Рис. 1. Динамика внутрикостного давления в проксимальном отделе бедра собак. I — АНГБК; II — АНГБК + межвертельная остеотомия; III — АНГБК + костная аутопластика трансплантатом на мышечной ножке.

 

Внутривенное введение раствора нитроглицерина в суставах с АНГБК во всех случаях вызывало повышение ВКД, составлявшее от 10 до 14 мм вод. ст. и отмечавшееся в течение 20 мин наблюдения. Такое состояние внутрикостной гемодинамики достигается, по-видимому, за счет артериального звена кровоснабжающих кость сосудов. На других суставах какого-либо закономерного изменения ВКД в ответ на введение раствора нитроглицерина не обнаружено.

Внутрикостная флебография, выполнявшаяся во все сроки наблюдения, показала, что после костной аутопластики в 60% случаев развивается компенсаторный механизм оттока контрастного вещества из аваскулярной головки в виде диафизарного рефлюкса. При межвертельной остеотомии такого механизма нет, поскольку в момент операции пересекаются все внутрикостные сосуды (рис. 2). Задержка эвакуации контрастного вещества из проксимального отдела бедренной кости после операции типа Э.И. Шаиро отмечалась в 63% случаев и во всех случаях — после межвертельной остеотомии. Это свидетельствует о наличии стойкой гиперемии в зоне остеотомии.

 

Рис. 2. Внутрикостная контрастная флебограмма через 12 нед после межвертельной остеотомии (а) и костной аутопластики трансплантатом на мышечной ножке (б). Рис. 3. Рентгенограммы проксимального отдела бедренных костей через 12 нед после костной аутопластики трансплантатом на мышечной ножке (а) и межвертельной остеотомии (б).

 

Рентгенография проксимального отдела бедренных костей, выполненная после наливки глубоких артерий бедра свинцовым суриком, показала, что сосудистая сеть в зоне межвертельно остеотомии была значительно более развитой, чем в случаях костной аутопластики (рис. 3).

Гистологическое исследование головок бедренных костей выявило ряд изменений, имеющих различия в зависимости от характера оперативного вмешательства.

После всех операций обнаруживались распадающиеся некротические фрагменты (рис. 4), количество которых было наибольшим при костной аутопластике. Это обстоятельство обусловлено, по-видимому, техническими особенностями операции и последующим состоянием гемоциркуляции. Отмечавшиеся во всех наблюдениях очаговые дистрофические и некротические изменения остеоцитов в костных балках являлись, очевидно, следствием не только нарушений гемодинамики, но и непрерывно протекающей структурной перестройки костной ткани. Постоянно определялись альтеративные изменения со стороны костного мозга, которые характеризовались появлением очагов плазматического пропитывания, некроза с формированием серозных ложных кист.

Операция типа Э.И. Шаиро сопровождалась полнокровием сосудов, хорошо заметным в течение первых 2 мес после вмешательства. Однако к исходу 2-го месяца оно уменьшалось. Выраженное полнокровие сосудов костных балок и костного мозга отмечалось и после межвертельной остеотомии. Эта гиперемия сохранялась до конца периода наблюдения, т.е. в течение 3 мес (рис. 5). Обращала на себя внимание более высокая степень васкуляризации костного мозга после данной операции. Очаги альтеративных изменений костного мозга после межвертельной остеотомии отличались меньшими размерами и выявлялись реже, чем после костной аутопластики. Репаративные процессы, представленные остеобластической и остеопластической реакциями, также имели различную степень выраженности — более оживленными они были после межвертельной остеотомии (рис. 6). Данные обстоятельства можно поставить в связь с более обильной васкуляризацией и полнокровием головки бедренной кости, а также с отсутствием дополнительной травматизации, вызываемой костной аутопластикой. Консолидация в зоне остеотомии в 80% случаев наступала через 8 нед и в 100% — к концу 3-го месяца наблюдения.

Таким образом, результаты гистологического исследования свидетельствуют, что межвертельная остеотомия сопровождается более выраженными и стойкими признаками как повышенного кровоснабжения головки бедренной кости, так и активности репаративных процессов.

 

Рис. 4. Микрофотограмма препарата через 8 нед после костно-пластической операции: распадающиеся некротические фрагменты костной ткани. (На рис. 4—6 окраска гематоксилином и эозином. Ув. 80.)

 

Рис. 5. Микрофотограмма препарата через 12 нед после межвертельной остеотомии: полнокровие сосудов костных балок и костного мозга.

 

Рис. 6. Микрофотограмма препарата через 8 нед после межвертельной остеотомии: оживленная остеобластическая и остеопластическая реакция.

 

Выводы

1. Остеотомия и костная аутопластика при аваскулярном некрозе головки бедренной кости приводят к снижению внутрикостного давления, причем после остеотомии это снижение более значимо.
2. Внутривенное введение раствора нитроглицерина усиливает приток артериальной крови в ишемизированную головку.
3. При выборе метода хирургического лечения аваскулярного некроза головки бедра предпочтение следует отдавать межвертельной остеотомии, а не костной аутопластике трансплантатом на мышечной ножке.

About the authors

E. A. Nazarov

Ryazan State Medical University. I.P. Pavlova

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Ryazan

V. G. Papkov

Ryazan State Medical University. I.P. Pavlova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Ryazan

K. V. Filimonov

Ryazan State Medical University. I.P. Pavlova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Ryazan

A. A. Zubov

Ryazan State Medical University. I.P. Pavlova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Ryazan

References

Supplementary files