Реабилитация пациентов с фиброзным анкилозом проксимального межфалангового сустава

Полный текст

Успех реабилитации пациентов с посттравматиче-скими деформациями кисти, фиброзными анкилозами проксимального межфалангового сустава зависит не только от применяемой (пусть самой инновационной!) технологии оперативного вмешательства, но и от проводимого в послеоперационном периоде восстановительного лечения. В настоящее время широко используется метод дистракции, когда на первом этапе осуществляется наложение чрескостного аппарата, а затем после его снятия выполняется артропластика. Применение дистракционного метода с последующей артропластикой «в чистом виде» не решает в полной мере проблему восстановления функции в проксимальном межфаланговом суставе, что в первую очередь связано с состоянием суставного хряща, а также сухожильно-капсульного аппарата. По нашему мнению, огромную роль в статистике неудовлетворительных исходов играет отсутствие в послеоперационном периоде полноценных реабилитационных мероприятий. Все это определило необходимость разработки новой технологии лечения фиброзных анкилозов проксимальных меж-фаланговых суставов, сочетающей в себе методы дистракции, артропластики, клеточной терапии и «агрессивной» реабилитации. Цель нашей работы - обоснование применения реабилитационных технологий у пациентов с фиброзными анкилозами проксимальных межфаланговых суставов кисти, в лечении которых применялись стандартные хирургические методы в сочетании с применением культуры мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток (ММСК) жировой ткани. Материал и методы. Нами проанализированы результаты лечения 46 пациентов (16 женщин и 30 мужчин), оперированных по поводу фиброзного анкилоза проксимального межфалангового сустава (средний возраст - 37,4±0,1 лет). Все пациенты были прооперированы, оперативное лечение проводилось в два этапа. На первом этапе накладывали чрескостный аппарат и в течение 6-8 недель осуществляли плавную дистракцию. При этом суставная щель расширялась до 10-12 мм, и палец выводился в функци онально выгодное положение. На втором этапе производили снятие чрескостного аппарата и мобилизацию сустава. На операционном столе у всех больных восстановлен полный объем пассивных движений в суставе. Каждый пациент дал добровольное информированное согласие на участие в исследовании, протокол которого был утвержден локальным этическим комитетом (протокол № 6 от 14.04.2015 года) и Ученым советом ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России. Для обоснования возможности применения клеточных культур проведены микроморфологические и им-муногистохимические исследования капсул фиброзно-анкилозированных суставов. Морфометрический анализ микропрепаратов проводился в 10 полях зрения, х400. Состояние клеточной культуры в динамике оценивали с помощью инвертированного микроскопа «Leica DMI 3000B», оснащенного программой визуализации изображений. Концентрацию клеток, жизнеспособность и их фенотип определяли на цитофлюориметре Navios «Becman Coulter, USA», используя панель моноклональныех антител «Becman Coulter»: CD45 PC5, CD14 PC5, CD HLA-DR PC7, CD 34 PC7, CD 90 Fitc, CD 105 PE, CD 44 Fitc, CD 73 PE, CD 10 PC7, CD 13 PC5 с соответствующими изотипическими контролями. Состояние функции кисти оценивали, используя DASH-опросник и авторский опросник [1]. Для проверки выдвигаемых гипотез использовали методы непараметрической статистики. Уровень статистической значимости принят равным 0,05. Описание данных приведено средним и ошибкой среднего. Полученные результаты. До операции клиническое обследование показало практически полное отсутствие активных движений в пораженном суставе у всех больных, палец находился в порочном положении сгибания. На рентгенограммах фиброзноанкилозированных проксимальных межфа-ланговых суставов пальцев кисти (ФАПМС кисти) наблюдалось неравномерное сужение суставных щелей с узурацией суставных поверхностей. При исследовании гистотопографических срезов ФАПМС кисти выявлено почти полное заполнение суставной полости плотной Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 17 Вестник восстановительной медицины №4 ^2017 соединительной тканью с неупорядоченным расположением коллапеновых волокон и клеток, мозаичное отсутствие пиалиновопо хряща на эпифизах костей и дистрофические изменения оставшихся островков пиалиновопо хряща (рис.1). Рис. 1. Микропрепарат капсулы фиброзноанкилози-рованного сустава до дистракции (ув.х400): неравномерно клеточные участки плотной волокнистой соединительной ткани с разнонаправленным расположением коллагеновыхволокон, очагами гиалиноза, немногочисленными фиброцитами, фибробластами, тучными клетками и редко расположенными мелкими сосудами. Постепенно дистрапируемые патолопически измененные ткани суставной капсулы приобретают новые биолопические свойства, повышающие их жизнеспособность и устойчивость к действию внешних повреждающих факторов [2]. Фактически происходит адаптация тканей к воздействию вектора поля механическопо напряжения: повышается васкуляризация, увеличивается количество клеток фибробластическопо ряда, стимулируется мипрация из своих тканевых ниш в дис-трапированную капсулу клеток, маркируемых анитела-ми CD 117 (тучные клетки и стволовые мезенхимальные клетки) - рис.2. Рис. 1. Микропрепарат капсулы фиброзноанкилозиро-ванного сустава после дистракции (ув.х400): упорядоченное расположение коллагеновых волокон с заметным возрастанием клеток фибробластического ряда и новообразованных сосудов капиллярного типа, значительный рост числа тучных клеток. Выявленный структурный феномен увеличения популяции тучных и стволовых мезенхимальных клеток в ткани дистрапированной капсулы дал нам основание предположить, что экзопенное увеличение количества ММСК в мяпком остове патолопически измененнопо сустава блапоприятно скажется на адаптационной перестройке аутолопичных ММСК в пораженном суставе. ММСК жировой ткани, введенные в полость сустава после окончания дистракции на этапе артропластики, по нашему мнению, мопут служить не только механическим лубрикантом, облепчающим движения, но и мощным катализатором репаративных процессов. Предложенная нами технолопия лечения больных с фиброзными анкилозами проксимальнопо межфаланповопо сустава включает несколько этапов. Первый этап - подпото-вительный или предоперационной подпотовки. Епо важным элементом является достижение комплаентности между врачом и пациентом. Врач должен учитывать планы и желания пациента, донести до непо всю важность реализации разработанной пропраммы лечения, информировать о сроках лечения, возможных осложнениях, о необходимости выполнения активных реабилитационных мероприятий в послеоперационном периоде. «Это моя кисть, и только я смопу заставить её работать» - должно стать девизом. В этом периоде при наличии отека сустава, ран на пальце назначается соответствующая физиотерапия (фототерапия лампой «Биоптрон», лазеротерапия, токи высокой частоты и т.д.). На данном этапе производился забор жировой ткани у пациента в объеме 1-2,0 см3 подкожно-жировой клетчатки, взятой с предплечья. Жировая ткань в условиях куль-туральнопо бокса в ламинаре мнопократно промывалась в растворе Хенкса с антибиотиками (пенициллин/стрептомицин). С помощью механической дезапрепации и тепловой ферментативной обработки выделяли клетки стро-мально-васкулярной фракции. Далее клетки культивировали на пластике Costar в СО2 инкубаторе при температуре 37°С в ростковой среде а-МЕМ. После формирования субконфлюэнтнопо монослоя 50-60% выполняли первое пассирование культуры и выращивали до 3-4 пассажа, на котором определяли фенотип клеток. Фенотип клеток соответствовал типичному фенотипу ММСК: CD 90+, CD 105+, CD 73+, CD 44+, CD 10+, CD 13+, CD 45-, CD 34-, CD 14-, CD HLA-DR-, что подтверждало возможность их использования для клинических целей. Жизнеспособность клеток составила 98%. На основании полученных данных составляли паспорт культуры, которая проверялась на стерильность и контаминацию микоплазмами и вирусами. Клетки трижды отмывали от среды и в стерильном физио-лопическом растворе с добавлением 10 % аутолопичной сыворотки передавали в операционную в день операции. На втором этапе осуществлялось наложение дис-тракционнопо аппарата «Ellis Mini-Fixateur». Темп дистракции в аппарате составлял 0,5 мм в сутки. Общая продолжительность дистракции - 49,6±0,1 дней. Третьим этапом выполняли снятие аппарата с одновременной артропластикой суставных поверхностей. После демонтажа конструкции по нейтральной линии в проекции дистрапированной щели проксимальнопо межфаланповопо сустава производили V-образный разрез с длиной плеча 5 мм. С помощью радиоскальпеля производили коррипирующую остеотомию внутрису-ставнопо костнопо дистракционнопо репенерата. Инсулиновым шприцом в полость сустава вводили 2,34*106/ мл аутолопичных мезенхимальных стволовых клеток в среде (pH-7,2) объемом 1,0 мл. После введения клеток в полость сустава рана наплухо зашивалась. На опера 18 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 4^2017 ционном столе у всех больных восстановлен полный объем пассивных движений в суставе. Четвертый, заключительный этап - послеоперационная реабилитация. Выявленная нами ранее во время предварительного анализа результатов лечения по традиционной технологии потеря активных движений после снятия дистракционного аппарата доказывает необходимость проведения в послеоперационном периоде интенсивного курса реабилитационных мероприятий. При контрольном осмотре 35 пациентов, лечившихся с использованием только традиционных технологий, установлено, что через три месяца после снятия аппарата ни у одного из них не было полного восстановления амплитуды активных движений в проксимальном межфа-ланговом суставе. Дефицит активного разгибания составлял в среднем 40,0±12,5°. Данные DASH-опросника (26,4±3,5 баллов) и нашего опросника (82,0±3,5 балла) свидетельствовали о положительной динамике, но не о полном восстановлении функции кисти. Технология артропластики с введением в полость сустава культуры живых клеток подразумевает определенные требования к выбору потенциальных физических факторов. Они должны воздействовать на уменьшение рубцово-спаечного процесса, уменьшение болевого синдрома, отека пальца, увеличение амплитуды движений. Влияние этих факторов не должно быть губительным для введенных в полость сустава клеток. В комплекс реабилитационных мероприятий мы включили магнитотерапию (бегущее импульсное магнитное поле от аппарата «Алмаг-01», ежедневно по 10 минут), ультразвук низкой интенсивности (портативный аппарат для комбинированной физиотерапии «Sonopuls-492 new» фирмы «Enraf Nonius», излучатель диаметром 0,8 см2, время воздействия - 5-8 минут). Выбор предложенных методов был основан на полученных нами результатах экспериментов in vitro по воздействию этих факторов на культуру ММСК жировой ткани. Было доказано, что воздействие магнитным полем в терапевтических дозировках не оказывает цитотокси-ческого эффекта на морфологию ММСК жировой ткани; не влияет на иммунофенотип, жизнеспособность, про-лиферативную и секреторную активность клеток культуры. Воздействие ультразвуком низкой интенсивности в терапевтических дозировках на культуру ММСК жировой ткани in vitro также не оказывало влияния на жизнеспособность, фенотип и морфологию ММСК в культуре. Под воздействием ультразвука, независимо от особенностей культуры ММСК и её генеза (пол, возраст донора, характера повреждающего фактора), отмечалась отчетливая тенденция к увеличению пролиферативной активности клеток и активации синтеза фибронектина [3, 4]. Полученные экспериментальные данные подтверждали безопасность воздействия этих факторов в физиотерапевтических дозах на сустав, в полость которого могут быть имплантированы ММСК. Аппаратура для проведения подобных процедур имеется в физиотерапевтических отделениях учреждений практического здравоохранения, а стоимость их невысока. Решающая роль в комплексе послеоперационной реабилитации принадлежит лечебной физкультуре в виде активных и пассивных упражнений для оперированного пальца. Лечебную физкультуру, равно, как и ультразвук, мы рассматривали как одни из действующих факторов поля механического напряжения, которые могут влиять на пролиферацию, миграцию и адгезию клеток [5]. Сгибание-разгибание (активное или пассивное) в проксимальном межфаланговом суставе можно условно рассматривать как действие помпы с меняющимся давлением в суставе (циклическая нагрузка). В эксперименте доказано, что циклические нагрузки могут стимулировать хондрогенную дифференцировку ММСК [6, 7, 8, 9, 10, 11]. Физиологические механизмы воздействия поля механического напряжения на клетки сложны и до конца не изучены. Установлено, что механическая нагрузка индуцирует синтез трансформирующего фактора роста (TGFß1, TGFß3), который может стимулировать ММСК к дифференцировке в хондроциты [12, 13, 14]. Под влиянием фактора роста активируются экспрессии индуцибельной простагландин-синтазы (Cox-2) и продукции простогландина Е2, что необходимо для перехода клеток из G1-фазы в S-фазу репликации ДНК и последующей активной пролиферации [15, 16]. Изменение под действием ультразвука и механической нагрузки уровня экспрессии матричной РНК (mRNA) маркеров генов специфических белков хондроцитов подтверждает переход клеток из одной фазы в другую [6, 17, 18]. Кроме того, увеличение продукции простогландина Е2 (PGE2) ведет к усилению микроциркуляции, за счет его сосудорасширяющего действия на большинство сосудов [19, 20]. Механическая нагрузка стойко модулирует экспрессию генов специфических белков хондроцитов [21, 22, 23]. Экспрессия под влиянием нагрузки генов протео-гликана 4 (PRG4) и гиалуронсинтаз (HAS1, HAS2) стимулирует синтез гиалуроновой кислоты, нормализует синовиальный гомеостаз [17]. Все эти процессы приводят к усиленной пролиферации клеток и, как следствие, стимуляции хондрогенеза. Таким образом, поле механического напряжения играет важную роль в репарации хрящевой ткани, и применение ультразвука и кинезотерапии после введения в сустав ММСК вполне оправдано. Применение предлагаемой нами технологии у трех пациентов с фиброзными анкилозами проксимальных межфаланговых суставов пальцев кисти показало обнадеживающие результаты. Ни у одного из оперированных больных спустя два месяца после вмешательства не было отмечено потери активных движений в суставе. Заключение. Применение дистракционного метода с последующей артропластикой «в чистом виде» не решает в полной мере проблему восстановления функции в проксимальном межфаланговом суставе. В этих целях весьма перспективным представляется введение в полость сустава на заключительном этапе артропластики мульти-потентных мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани, которые служат не только механическим лубри-кантом, облегчающим движения, но и мощным катализатором репаративных процессов. Для достижения хороших результатов лечения необходимо проведение в послеоперационном периоде реабилитационных мероприятий, включающих магнитотерапию, ультразвук, активные и пассивные упражнения для суставов пальцев, которые не оказывают отрицательного воздействия на культуру введенных клеток и стимулируют регенераторные процессы. Мы отдаем себе отчет в том, что наши результаты являются предварительными, сроки наблюдения за пациентами малы, но, тем не менее, даже они свидетельствуют о перспективности использования данной технологии и необходимости дальнейшего изучения проблемы применения клеточных культур в хирургии кисти. Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 19 Вестник восстановительной медицины №4 ^2017 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Об авторах

А. В Новиков

ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России

Email: novik2.55@inbox.ru
г.Нижний Новгород

М. А Щедрина

ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России

г.Нижний Новгород

С. В Петров

ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России

г.Нижний Новгород

Д. Я Алейник

ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России

г.Нижний Новгород

Список литературы

Дополнительные файлы