Клинико-рентгено-радионуклидная характеристика репаративного процесса при замещении дефектов длинных костей

В настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом при лечении больных с заболеваниями и повреждениями опорно-двигательной системы применяется метод чрескостного остеосинтеза по Г.А. Илизарову, в основе которого лежит общебиологическая концепция стимулирующего влияние фактора напряжения растяжения на регенерацию тканей [18]. Проведены многочисленные фундаментальные и прикладные исследования, подтвердившие явление активизации роста и регенерации ткани в условиях дистракционного остеосинтеза [1-4, 10-12, 17]. Однако, несмотря на достигнутые успехи в изучении остеогенеза при дистракции, ряд вопросов остается малоизученным. К ним относится состояние обменных процессов в костной ткани и кровообращения в конечности на этапах формирования новой кости. Всестороннее их изучение позволяет оценить исходные возможности тканей и правильно выбрать методы лечения, темп и ритм дистракции, управлять формированием регенерата, точно определять время завершения костеобразования [1, 2, 5-9, 13-18, 19]. Существенное значе- ние в изучении патогенеза происходящих изменений при этом принадлежит меченым ос-теотропным соединениям избирательно накапливающимся в костной ткани, а также меченым соединениям, циркулирующим только в сосудистом русле [11].

С помощью радиофармпрепаратов (РФП) удается уже на ранних этапах повреждений опорно-двигательного аппарата выявить нарушения минерального обмена. Эти данные особенно важны, так как структурные изменения в это время остаются еще на микроскопическом уровне и не определяются рентгенологически [4, 11, 12].

Анализ данных литературы показывает, что с помощью РФП удается выявить ранние изменения в опорно-двигательной системе, предшествующие рентгенологическим данным. Меченые соединения дают возможность в динамике изучить изменения в костной ткани, что является главной патофизиологической основой их использования. На основе высокочувствительных радионуклидных методов доказана возможность проводить наблюдения за динамикой репаративного процесса в конечности при переломах, замещении дефектов костной ткани. Малоинвазивные радионуклидные методы позволяют судить о функциональном состоянии конечности при чрескостном остеосинтезе вносить необходимые коррективы по ходу ле чения больных [10, 11, 12].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Настоящее исследование базируется на анализе клинических наблюдений за 77 больными, средний возраст которых составил 34 года, с дефектами диафизарного отдела (32 голень, 31 бедро, 14 предплечье), пролеченных методом монолокального компрессионно-дистракционного остеосинтеза по Илизарову. Дефекты костей группировали на дефект-псевдоартрозы с щелевидным межфрагментарным диастазом 0,5-1,0 см и де-фект-диастазы с межотломковым диастазом более 1,0 см [8].

У 31 пациента остеосинтез выполнен по поводу дефект-псевдоартроза и у 46 по поводу дефект-диастаза. Величина костного дефекта бедренной кости составила 7,14±0,31 см, костей голени 3,5±0,28 см и костей предплечья 3,14±0,44 см. Сопутствующее укорочение конечности от 2 см до 11 см было у 51 пациента. У всех больных отмечены рубцовые изменения в мягких тканях. При поступлении в стационар 49 (65 %) пациентов были инвалидами II (35 чел.) и III группы (14 чел.).

Продолжительность компрессии определялась рентгено-морфологической характеристикой концов отломков (остеопороз, склероз) и площадью контакта на стыке фрагментов. Средняя продолжительность ее составила: при нормальной структуре кости 11,4±0,9 дня, при остеопорозе концов отломков 10,4±0,8 дня, при склерозе 18,2±1,7 дня.

Продолжительность последующей дистракции (0,75-1,0 мм в сутки) определялась величиной дефекта и темпом дистракции.

Для исследования костной ткани использовали пирофосфат (препарат ТСК-7), кровообращения ДТПА (диэтилентриаминпентаук-сусная кислота препарат ТСК-6) и альбумин человеческой сыворотки (препарат ТСК-2), фирма "CJS", Франция.

Для метки указанных соединений использовали элюат, получаемый из генераторов 99мТс активности 3,7 ГБк. Элюат добавляли к соответствующему препарату, находящемуся в вакуумных стерильных флаконах и перемешивали. После этого флакон находился при комнатной температуре 10-15 минут. Полученное меченое соединение содержало свободного технеция не более 5 %.

Меченый пирофосфат вводили из расчета 0,54 МБк на кг массы тела. Сканирование и радиометрию проводили через 3 часа после инъекции, так как к этому времени накопление активности в костях становится максимальным.

При определении капиллярного кровообращения с меченой ДТПА и альбумином человеческой сыворотки обследование начинали через 20 минут после введения. Эти РФП готовятся аналогично с пирофосфатом, но вводится в два раза меньшая величина. Особенность этих соединений заключается в том, что они циркулируют только в сосудистом русле и не проникают в межклеточное пространство.

Сканирование и радиометрию конечностей проводили на сканере фирмы "Radiax" (Италия). Существенное преимущество этого сканера состоит в том, что он имеет вмонтированную в прибор радиометрическую установку, позволяющую сразу же после сканирования, не изменяя положения конечности, произвести радиометрию по стандартным точкам (смежные суставы, метафизы, концы костных фрагментов), а также в нескольких точках регенерата. Для получения статистически достоверных величин подсчитывали 2000-5000 импульсов на оперированной и за это же время на здоровой конечностях. Оценка результатов производилась на основании сравнения числа импульсов в симметричных точках оперированной и здоровой конечностей. Число импульсов в здоровой конечности принималось за 100 %. Благодаря этому удавалось количественно охарактеризовать изучаемые параметры в оперированном сегменте. Для точной локализации изменений, происходящих в костной ткани и регенерате, на сканограмму наносили скиаграмму. Исследования проводили до оперативного вмешательства; на 3-й и 7-й дни после операции; на 3-й, 7-й, 14-й, 21-й, 28-й, 45-й дни последующей дистракции; на 7-й день фиксации и далее один раз в месяц в течение фиксации и после снятия аппарата.

Однократная лучевая нагрузка на кости составляла 0,00032-0,00048 мЗв. Суммарная величина за время лечения 0,01-0,04 мЗв. На критические органы (печень, почки, щитовидная железа) она составляла в 2-3 раза меньшую величину. О достоверности результатов исследований судили по t-критерию Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

До лечения при дефект-псевдоартрозе на рентгенограммах определялись утолщенные концы отломков, имеющие разной высоты замыкательные пластинки. При сцинтиграфии у этой группы больных выявлялось наличие гиперфиксации РФП с активностью в пределах 240±9,60 % (Р<0,05) по сравнению с симметричным участком интактной конечности. По данным с меченым альбумином, кровенаполнение поврежденной конечности было неравномерным, наибольшая величина циркулирующей активности наблюдалась в проекции щелевидного костного дефекта и составляла 289±9,7 % (Р<0,05) от нормы. Содержание минеральных веществ (MB) у концов отломков, по данным двуфотонной абсорбциометрии, составляло 0,75±0,08 г/см2 (в симметричном участке интактной конечности 1,41±0,03 г/см2), то есть 53,6 %.

Дефект-диастаз характеризовался выраженными замыкательными пластинками высотой 11,5 см. Максимальная величина накопления активности РФП в зоне диастаза составляла 146±7,9 %, кровенаполнение конечности 154±8,1 % (Р<0,05). Количество MB у концов отломков составляло 0,39±0,08 г/см2 (в симметричном участке интактной конечности 1,12±0,07 г/см2).

В процессе возмещения дефекта рентгенологическая картина формирующегося регенерата была одинаковой как при дефект-псевдоартрозах, так и при дефект-диастазах. Через 2 недели дистракции рентгенологически регенерат практически не определялся, тогда как накопление РФП значительно возрастало в зоне диастаза и прилежащих участках кости. В 4,1-4,3 раза ускорялось кровообращение в конечности, особенно в зоне диастаза. На 3-4-й неделе дистракции на рентгенограммах отчетливо были видны тени регенерата у концов отломков, структура которых становилась пороз-ной, терялась четкость их контуров. Дальнейшая дистракция характеризовалась объемным увеличением регенерата, определялась его тя-жистость с продольной ориентацией, выявлялась срединная "зона роста". Сохранялась высокая величина накопления РФП в регенерате с наибольшей активностью в "зоне роста", а также ускоренное кровообращение. Количество минеральных веществ в "зоне роста" на бедренной кости составляло 8 %, в берцовой кости и костях предплечья 3-4 % по сравнению с интактной конечностью.

К концу дистракции (2-4 месяца) при рентгенографии выявлялись более плотные, продольно ориентированные тяжи регенерата. У концов отломков структура регенерата плотная, гомогенная, формировались корковые пла- стинки регенерата, прерывающиеся в срединной зоне. Отчетливо снижалось накопление РФП, а кровенаполнение на уровне регенерата оставалось на прежнем уровне. Величина активности РФП в регенерате составляла в бедренной кости 81±4,8 %, в берцовых костях 76±3,7 %, в лучевой кости 33,6±1,8 %, а в "зоне роста" 6,5±1,3 % во всех сегментах.

Период последующей фиксации рентгенологически характеризовался нарастающей плотностью регенерата, формированием непрерывной корковой пластинки его, а радионуклидные исследования указывали на уменьшение РФП в нем, снижение кровенаполнения и интенсивное увеличение MB, особенно в "зоне роста".

К 3-5-му месяцу фиксации рентгенологически плотность сформированного регенерата была близкой к прилежащим участкам кости, структура регенерата становилась гомогенной, приближаясь по строению к губчатой кости. Срединная зона полностью замещалась костной тканью. Наблюдалось снижение активности РФП во всем регенерате и нарастание минерализации его с уменьшением кровенаполнения конечности. Количество MB в бывшей "зоне роста" составляло 37 % в лучевой кости, 8389 % в бедренной и берцовых костях. Полная нормализация содержания МВ в регенерате наступала через 2-4 года, когда определялось формирование костномозговой полости, и толщина коркового слоя регенерата была обычной.

При дефектах костей голени с диастазом у концов отломков без остеомиелита накопление пирофосфата составило 370±13,1 % (Р<0,01). В периоде компрессии на стыке фрагментов увеличивалось количество остеотропного препарата при обоих видах дефектов и усиливалось кровообращение в конечности, более заметно в проекции стыка костных фрагментов. В периоде дистракции в регенерате непрерывно возрастала активность пирофосфата и 99шТс-ДТПА. В периоде последующей фиксации происходило снижение активности в регенерате и ослабление кровообращения. К моменту снятия аппарата величина активности в регенерате не превышала 480±36,4 % (Р<0,05). В течение последующих

1,5 лет после снятия аппарата в сформированном костном регенерате сохранялось повышенное количество активности остеотропного препарата.

При дефект-псевдоартрозах бедренной кости обменные процессы протекали более активно, о чем свидетельствовало увеличение поглощения РФП в участке наиболее активного образования новой кости. С увеличением срока фиксации увеличивалась минерализация, уменьшалась величина поглощаемого РФП, которая перед снятием аппарата составляла 435±35,1 %.

При дефект-псевдоартрозах костей предплечья содержание МВ до операции (по данным двуфотонной абсорбциометрии) у концов отломков составляло 0,46±0,21 г/см2, а в контралатеральной конечности 0,79±0,02 г/см2 (р<0,01).

К 28-30-м суткам дистракции накопление MB в регенерате составляло 0,31±0,11 г/см2, в контралатеральной 0,671±0,1 г/см2, к 40-50-м суткам 0,21±0,08 и 0,62±0,12 г/см2 соответственно. В периоде последующей фиксации накопление МВ в регенерате возрастало и составляло 0,26±0,07 г/см2 или 33,6±4,6 % по отношению к контралатеральной конечности. Перед снятием аппарата MB в регенерате (в осси-фицированных отделах) составляло 70-80 %, а в срединной зоне не менее 37 % от величины в контралатеральной конечности.

Такие показатели содержания MB в регенерате указывали на своевременность снятия аппарата и возможность регенерата выдерживать физиологическую нагрузку. Полная нормализация содержания MB в регенерате наступала к 1,5 годам после снятия аппарата.

Изучение минерализации вновь формирующейся кости при замещении дефектов позволяет объективно и эффективно с первых дней после операции контролировать процесс регенерации, степень зрелости дистракционного регенерата, вносить необходимые коррективы в лечебный процесс и прогнозировать его результаты. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости комплексной оценки костеобразования с привлечением в необходимом объеме обследования различных методик денситометрии.