METHOD OF CONTROLLED TRANSOSSEOUS OSTEOSYNTHESIS. STRUCTURE AND BASIC CONCEPTS OF BIOCHEMICAL AND METABOLIC PROCESSES IN DYNAMICS OF TREATMENT OF PATIENTS WITH CHRONIC OSTEOMYELITIS

Full Text

Введение. Гнойно-воспалительные поражения костей и суставов - это наиболее тяжелые и упорно протекающие заболевания, как правило, приводящие к инвалидности. Существующие способы прогнозирования эффективности лечения данной категории больных по принципу «положительные» или отрицательные» не позволяют в полной мере судить о достоинствах того или иного метода. Несмотря на огромное число исследований, посвященных этой проблеме и большие достижения в лечении данной патологии, частота рецидивов остеомиелита все же остается довольно высокой и составляет 58 - 78 % [8; 10]. Особую значимость приобретает эта проблема при использовании УЧО по Илизарову. В этом плане биохимические изменения, происходящие в организме пациентов с данной патологией, изучены слабо [7; 9]. Углеводно-энергетические обменные процессы формирующегося регенерата в условиях хронической гнойной инфекции являются одним из критериев оценки репаративного процесса при замещении дефектов длинных трубчатых костей методом (УЧО), так как изменения в нем отражаются на состоянии кровообращения, насыщения тканей кислородом, генерации АТФ и на результатах лечения в целом. В качестве тестов ранее использовали определение активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ; КФ 1.1.1.27), фермента катаболизма углеводов, соотношение изоэнзимов ЛДГ; концентрации конечных продуктов гликолиза; лактата (МК) и пирувата (ПВК). Определялись активность креатинкиназы (КК) и содержание АТФ, использование которых также позволяет оценить уровень накопления и высвобождения энергии. Десятниченко К.С. предложил ряд системных индексов, рассчитываемых по результатам общепринятых в травматологии и ортопедии биохимических тестов, в том числе и системный индекс гликолиза (СИГ). Они позволяют с точностью, превышающей в два-три раза обычные расчеты, в том числе и при оценке энергетического обеспечения остеогенеза при использовании метода Илизарова [1]. В качестве тестов ранее использовали определение активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ; КФ 1.1.1.27), фермента катаболизма углеводов, соотношение изоэнзимов ЛДГ; концентрации конечных продуктов гликолиза; лактата (МК) и пирувата (ПВК). Определялись активность креатинкиназы (КК) и содержание АТФ, использование которых также позволяет оценить уровень накопления и высвобождения энергии [5; 6]. Материал и методы исследования. Работа основана на опыте лечения 39 больных хроническим остеомиелитом, сочетающимся с дефектами бедра (12), голени (21), плеча (7), предплечья (2). Среди пациентов гематогенный остеомиелит выявлен у 9, посттравматический - у 30. Возраст больных варьировал от 18 до 56 лет. При этом большинство пациентов (90%) находилось в трудоспособном возрасте. Мужчин было 33, женщин - 6. Все больные ранее оперированы от 1 до 4 раз. Давность заболевания была от 1 года до 3 лет. У 31 больного при поступлении имелись свищи, у 4 - трофические язвы. Величина костных дефектов была от 2 до 12 см. С поражением одного сегмента имелось 36 больных, двух - 3. Всем больным был выполнен билокальный чрескостный остеосинтез [3] с положительными результатами (94,9%). Динамическое обследование больных осуществлялось на всех этапах лечения: до операции, в процессе дистракции, фиксации и после снятия аппарата (таб.1). В сыворотке крови определяли активность ЛДГ, КК [2], используя наборы фирмы «Лахема» (Чехия); изоферменты ЛДГ исследовали на системе «Paragon», Beckmen (США), содержание ПВК, МК и АТФ (наборы реактивов «Vitaldiagnostic»). Учитывая, что биохимические показатели больных с данной патологией отличаются значительной индивидуальной вариабельностью и зависимостью от других процессов, обуславливающих катаболическую направленность, с целью повышения информативности и нивелирования их, нами использован системный индекс гликолиза (СИГ) [7]. СИГ здоровых людей (норма) равен 32,1±1,12. Где Н : М соотношение субъединиц. Достоверность различий в малых выборках оценивали, используя непараметрические тесты. Контролем (нормой) служила сыворотка крови 20 здоровых лиц в возрасте от 19 до 32 лет. Для определения достоверности различий с нормой использовали W - критерий Вилкоксона для независимых выборок. Данные в таблице представлены в виде средней арифметической (Xi) и стандартного отклонения (ϭ). Результаты исследования и их обсуждение. Анализ углеводно-энергетического метаболизма показал, что на его формирование заметное влияние оказывают длительная хроническая интоксикация и обширная тканевая деструкция очага поражения [2]. Так, у всех обследованных больных в дооперационном периоде в сыворотке крови значение изучаемых показателей существенно отличалось от таковых у здоровых лиц. В частности, содержание МК составило 2,15ммоль/л против 1,51ммоль/л у здоровых лиц (рис.1.А), активность КК была выше в два раза уровня у здоровых лиц и равнялась 0,41мккат/л (рис.1.Б). Содержание АТФ составило 205 ммоль/л, что было несколько ниже нормы - 228 ммоль/л (рис.1.В). Таб. 1 Биохимические показатели сыворотки крови больных хроническим остеомиелитом на этапах лечения (Xi± ϭ) (Biochemical parameters of blood serum of patients with chronic osteomyelitis at the stages of treatment (Xi±ϭ)) Срок исследования ЛДГ, мккат/л Н:М субъединиц МК, ммоль/л ПВК, ммоль/л МК/ПВК СИГ КК, мккат/л АТФ, ммоль/л До операциии 4,4±0,19 1,6±0,1 2,15±0,10 0,16±0,01 12,1±0,42 33,1±1,01 0,41±0,01 205,0±1,90 Начало дистракции 7,5±0,24 1,21±0,08 3,18±0,07 0,12±0,01 19,75±1,66 119,05±6,76 0,53±0,11 173,0±4,16 Конец дистракции 8,75±0,24 1,04±0,06 3,0±0,20 0,11±0,01 20,2±1,51 114,0±5,1 0,63±0,02 176,0±5,06 Начало фиксации 6,77±0,18 1,34±0,11 2,82±0,14 0,14±0,01 15,5±0,39 84,3±4,0 7 0,41±0,02 198,0±6,23 Конец фиксации 5,42±0,52 1,54±0,19 2,58±0,21 0,17±0,03 15,7±0,69 66,8±2,99 0,58±0,04 207,0±2,81 Без аппарата 1 мес. 5,31±0,37 1,53±0,19 2,11±0,21 0,15±0,03 16,0±0,40 50,5±3,11 0,43±0,04 209,0±4,11 Без аппарата 6 мес. 5,01±0,21 1,65±0,03 1,85±0,08 0,13±0,01 13,0±0,11 42,2±2,75 0,35±0,02 219,0±6,21 Доноры (норма) 4,60±0,12 1,74±0,12 1,51±0,07 0,11±0,01 11,44±0,59 32,1±1,12 0,20±0,01 228,0±4,13 А Б В Рис.1 Весовые значения МК, КК, АТФ по отношению к норме (Weight values MK, KK, ATP on relative to the norm) Рис.2 Весовые значения СИГ в период дистракции по отношению к норме (Weight values of WHITEFISH during distraction in relation to the norm) После операции (период дистракции) отмечена активация анаэробного пути биологического окисления, при этом индекс гликолиза превысил норму почти в 4 раза и равнялся 119 (рис.2). Увеличение СИГ обусловлено снижением соотношения субъединиц Н : М, которое характеризовалось сдвигом в сторону синтеза анаэробных фракций (М) и увеличением коэффициента МК/ПВК. К концу дистракции показатели гликолиза достигали максимума, что по времени совпадало с окончанием формирования органического матрикса. В период фиксации прослеживалась четкая тенденция нормализации показателей гликолиза, что вероятно обусловлено формированием капиллярной сети, качественным изменением кислородного режима, постепенным переходом клеток на аэробное дыхание, ингибированием пролиферативных процессов, стимулированием процессов тканей и клеточной дифференцировки, способствующих сохранению запасов АТФ и креатинфосфата. Кроме того, отмечалось снижение активности ЛДГ до 5,42мкат/л (максимальное повышение до 8,75мкат/л) (рис.3), восстановление изоферментного спектра ЛДГ, снижение уровня гипоксии. Коэффициент МК/ПВК снижался до 15,0 (в период дистракции равнялся 20,0) (рис.3), наблюдалась стойкая тенденция к нормализации показателей СИГ, свидетельствующая о нарушении соотношения между энергосинтезирующими и энергоутилизирующими процессами [4]. Рис. 3 Весовые значения ЛДГ и МК/ПВК в период дистракции, фиксации по отношению к норме (Weight values of LDG and MK/PVC during distraction, fixation with respect to the norm) Рис.4 Весовые значения КК в периоды начала дистракции, конца дистракции, начала фиксации, конца фиксации, по отношению к норме (Weight values of CC in the periods of the beginning of distraction, the end of distraction, the beginning of fixation, the end of fixation, with respect to the norm) Увеличение КК (рис. 4) после операции мы связываем с ее высвобождением из поврежденных скелетных мышц и последующим повышением активности в период дистракции в 2 - 3 раза относительно верхней границы нормы, что, вероятно, обусловлено увеличением проницаемости клеточных мембран миофибрилл, выходом фермента в кровеносное русло и недостатком кислорода [7]. Активность КК снижалась при восстановлении кислородного режима, что по времени совпадало с восстановлением микроциркуляции кровеносного русла тканей регенерата и одновременной положительной корреляцией СИГ и КК на уровне =0,84. Клинический пример: больная А., 38 лет, диагноз: хронический посттравматический остеомиелит левой большеберцовой кости свищевой формы, дефект большеберцовой кости 3,0 см. Анкилоз левого голеностопного сустава. Укорочение голени 3 см. Инвалид II группы. Давность заболевания 3года, ранее трижды безуспешно оперирована. При поступлении ходит с костылями. Не нагружает левую ногу, отек рубцовых изменений кожных покровов, свищ в области нижней трети голени, болевой синдром, укорочение голени 3см. КТ - в нижней трети большеберцовой кости в метадиафизарной области дефект 3,0×2,0см., с наличием секвестров (рис.5,а). Операция: секвестрнекрэктомия, выделение дистального конца малоберцовой кости с его остеотомией для дозированного замещения ее фрагментом дефекта большеберцовой кости, остеосинтез аппаратом внешней фиксации (рис.5,б). а б Рис.5 Больная А., 38 лет:а - КТ костей голени до лечения, б - рентгенограммы костей голени и стопы в процессе лечения (Patient A., 38 years: a-CT of Shin bones before treatment, b-radiographs of Shin and foot bones during treatment) Рис. 6 Больная А., 38 лет, рентгенограммы костей голени и стопы, результат лечения (Patient A., 38 years old, radiographs of Shin and foot bones, the result of treatment) Дистракция - 27 дней, фиксация - 69. Дефект возмещен, свищ закрылся. Через 1 год свищей нет (рис.6). Укорочение голени 3 см. Больная нагружает оперированную конечность. Анкилоз голеностопного сустава. Инвалид III группы. До поступления больной в клинику содержание МК составило 2,25 ммоль/л, активность КК равнялась 0,42мккат/л. Содержание АТФ - 206,9ммоль/л. После операции (период дистракции) СИГ увеличился и равнялся 126,увеличение коэффициента МК/ПВК до 181.В период фиксацииотмечалось снижение активности ЛДГ до 5,42 мккат/л,коэффициент МК/ПВК снижался до 15,5, увеличение КК до 0,60,42мккат/л, СИГ до 68,8. Заключение. Проведенные исследования биохимических показателей показали, что применение билокального дистракционно-компрессионного остеосинтеза не вызвало их существенных нарушений в организме. Характер изменений биохимических показателей сыворотки крови пациентов говорит о оптимально подобранной тактике лечения по данной методике. Проведенные исследования указывают на возможность выявления лабораторными тестами отклонений от нормальной динамики адаптационного процесса в условиях хронического остеомиелита и управляемого чрескостного остеосинтеза. Это позволило своевременно реагировать на клинические ситуации для их коррекции, так как СИГ в полном объеме прорисовывает глубину адаптации и катаболическую фазу в реакции организма на оперативное вмешательство, сопровождаемую активацией гликолиза, способствующего сохранению макроэргов. Таким образом, использованная технология УЧО по Илизарову не приводила к значительным нарушениям исследуемых обменных процессов у пациентов, что позволяет выполнять замещение дефекта костей конечности в процессе лечения хронического остеомиелита.

About the authors

Alexander I. Lapynin

Orenburg State Medical University

Email: lapynin1952@mail.ru
candidate of medical Sciences, associate Professor of traumatology and orthopedics

Andrey A. Safronov

Orenburg State Medical University

Email: asafronov56@yandex.ru
doctor of medical Sciences, Professor, head of the Department of traumatology and orthopedics

Vladimir Ivanovich Shevtsov

Orenburg State Medical University

Email: shevtcovvladimir3012@rambler.ru
honored worker of science of the Russian Federation, corresponding member of RAS, Professor

Valery I. Kim

Orenburg State Medical University

Email: kim@orgma.ru
doctor of medical Sciences, Professor of the Department of topographic anatomy and operative surgery

Dmitry A. Lapynin

Orenburg State Medical University

Email: lapynind1983@mail.ru
traumatologist orthopedist of the city hospital No. 4, Orenburg

Alexander A. Safronov

Orenburg State Medical University

Email: alexandrsafronov@yandex.ru
candidate of medical Sciences, associate Professor of traumatology and orthopedics Department

Vladislav V. Zakharov

Orenburg State Medical University

Email: k_traum@orgma.ru
candidate of medical Sciences, associate Professor of traumatology and orthopedics

Andrey M. Guryanov

Orenburg State Medical University

Email: guryanna@yandex.ru
candidate of medical Sciences, associate Professor of traumatology and orthopedics Department

Tatiana V. Glukhova

Orenburg State Medical University

Email: faza3142@yandex.ru
senior lecturer

Vadim A. Kopylov

Orenburg State Medical University

Email: vadkopl@yahoo.com
doctor of medical Sciences, associate Professor of traumatology and orthopedics Department

Andrey A. Aver'yanov

Orenburg State Medical University

Email: averian@mail.ru
candidate of medical science, assistant of chair of traumatology and orthopedics, head of traumatological Department of the Regional clinical hospital № 1

Timur V. Bykov

Orenburg State Medical University

Email: bykov@mail.ru
assistant of the Department of traumatology and orthopedics, orthopedic traumatologist of the Regional clinical hospitals № 1

Dmitry P. Danshin

Orenburg State Medical University

Email: m377рр56@gmail.com
traumatologist orthopedist of the city hospital No. 4, Orenburg

Olga A. Rechkunova

Orenburg State Medical University

Email: rechka@mail.ru
assistant, Department of traumatology and orthopedics

References

Supplementary files