Морфологическая оценка репаративной регенерации тканей в зоне ложных суставов и дефектов длинных костей в условиях гнойной инфекции

Ложные суставы и дефекты в сочетании с остеомиелитом являются наиболее сложными последствиями травматических и огнестрельных и повреждений длинных костей. Хронический остеомиелит развивается в 21-46,2 % случаев после оперативного лечения открытых и в 7,6-13,2 % закрытых переломов [3, 6]. Частота несросшихся переломов и ложных суставов длинных костей достигает 27 % , из них на долю большеберцовой кости приходится 45-50 % [7, 8]. Это связано, прежде всего, с ростом тяжести современной техногенной травмы, а также с увеличением доли множественных и сочетанных повреждений. Однако не уменьшается и процент несращений, связанных с техническими ошибками при выполнении операций или с неадекватным выбором типа фиксатора. Так, по сведениям разных авторов, частота несращений при лечении ложных суставов составляет от 5 до 40 % [4, 7-10].

Особенностью хронического посттравматического остеомиелита является затяжное течение, длящееся годами и характеризующееся частыми рецидивами после оперативного вмешательства. Развитие гнойного процесса у травматологических больных зависит как от тяжести повреждения, инфицированности раны и свойств микрофлоры, вызвавшей гнойное осложнение, так и от особенностей метаболических процессов, происходящих в соединительной ткани, от генетического и иммунного статуса больного [1-3, 5, 7]. Патоморфо-логическую основу травматического остеомиелита составляет сложный комплекс травматически- ишемических, инфекционно-воспалительных и репаративных изменений в кости и пароссальных мягких тканях [1, 7].

Целью настоящей работы явилось на основа- нии патоморфологического исследования выявление особенностей репаративной регенерации тканей в зоне ложных суставов и дефектов костей при хроническом остеомиелите.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследованы 105 больных с дефектами и ложными суставами длинных костей, страдающих хроническим остеомиелитом. Преобладали лица мужского пола - 85,3 %. Из них подавляющее большинство - 79,3 % были в наиболее трудоспособном возрасте - от 20 до 50 лет. 67 (63,8 %) больных из 105 имели инвалидность IIIII группы. Все больные страдали хроническим остеомиелитом от 5-6 месяцев до 15 лет. До поступления в центр 86 больных были прооперированы в других лечебных учреждениях по поводу гнойного осложнения травмы от 2 до 13 раз. Нами проводилось костнопластическое замещение дефектов и ложных суставов свободными костно-надкостничными кортикальными аутотрансплантатами и традиционная скользящая кортикальная костная пластика по Хахутову. Костнопластические операции произведены на плечевой кости у 38 и на голени - у 67 больных.

Успех лечения больных с хроническим остеомиелитом может быть обеспечен только при строгом индивидуальном подходе к каждому больному, при правильном сочетании современных средств и методов оперативного вмешательства.

Обследование пациентов проводилось с использованием клинического, рентгенологическо- го, допплерографического и морфологического методов исследования. Морфологическое исследование тканей, взятых из области ложных суставов и дефектов длинных костей с травматическим остеомиелитом, проведено у 54 пациентов, имеющих различные сроки продолжительности гнойного процесса. В первую группу включены пациенты с хроническим гнойным остеомиелитом, осложненным ложным суставом и дефектом кости сроком от 3 месяцев до 1 года. Вторая группа пациентов с длительностью патологического процесса от 1 года до 3 лет. В третью группу включены больные, страдающие более 3 лет. Исследован биопсийный материал.

Операционный материал фиксировали в 10 % растворе нейтрального формалина в течение 72 часов. После промывки в проточной воде декальцинировали в 15 % растворе азотной кислоты. Обезвоживание проводилось в спиртах возрастающей концентрации и в хлороформе, далее материал заливали в парафин с воском. Микропрепараты готовили на санном микротоме, окрашивали гематоксилином и эозином, соединительнотканные волокна и мышечные клетки выявляли по Ван-Гизону, мукополисахариды - по ШИК-реакции.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты морфологического исследования операционного материала, полученного у больных первой группы из зоны ложных суставов и дефектов костей, сочетанных со свищевым остеомиелитом, показали, что остеомиелит часто имел острое течение. В центре ложных суставов и дефектов костей нередко определялся обширный очаг некроза как костной, так и мягких тканей, по краям которого отмечалась картина серозно-гнойного воспаления. В отдельных случаях кроме альтеративно-экссудативных и деструктивных изменений в зоне репаративной регенерации начинается пролиферация незрелых гистиоцитарных клеток: фибробластов, эндоте-лиоцитов, остеобластов и др.

Характеристика и оценка реперативных процессов, протекающих в области ложного сустава и дефекта длинных костей, затрудняется тем, что в поврежденной кости и пароссальных мягких тканях одновременно развиваются острые травматические, ишемические, дисциркуляторные и воспалительные изменения. Травматическое повреждение диафиза костей сопровождается повреждением системы внутрикостных магистральных сосудов, что приводит к ишемическим поражениям как костной, так и мягких тканей, находящихся в положении интерпозиции. В окружности альтеративно-деструктивных изменений отмечалось развитие острого гнойного воспаления в виде диффузной лейкоцитарной инфильтрации, отека и деструкции волокнистых структур соединительной ткани. В основе такой воспалительной инфильтрации всегда обнаруживалось большое количество тонкостенных сосудов типа посткапиллярных венул, в просвете и окружности которых сконцентрированы лимфоидные и лейкоцитарные клетки. Гистохимическое исследование по выявлению мукополисахаридов методом ШИК -реакции показало, что в зоне альтеративно-деструктивных изменений обнаруживается избыточное накопление кислых гликозаминогликанов в виде гомогенной розово-красной массы. Такая положительная реакция кислых гликозаминогликанов отмечается в стенках посткапиллярных венул и в зонах скопления лейкоцитов.

При более длительном течении патологии -вторая группа больных - в зоне сращения отломков отмечается фиброзная или фибрознохрящевая ткань неоднородной толщины, структуры и степени зрелости, в которой определяются участки отека и скопления слизи, очаговые лимфоцитарно-макрофагально-плазмоцитарные инфильтраты с формированием округлой или щелевидной формы микроабсцессов. Различия воспалительных изменений наиболее выражены во внутренней оболочке капсулы остеомиелитического очага, представленной грануляционной тканью различной степени зрелости с воспалительной инфильтрацией разного характера. Лимфо-гистиоцитарные инфильтраты присутствовали во всех отделах ложного сустава, однако распределение инфильтратов в разных участках капсулы, их плотность и соотношение клеточных форм варьировали. Наряду с лимфо-гистиоцитарными клетками нередко выявлялась значительная примесь нейтрофильных лейкоцитов, которые диффузно инфильтрировали грануляционную ткань. В части случаев встречались участки некроза грануляционной ткани коагуляционного, иногда фибриноидного характера. Наличие подобных некрозов в грануляционной ткани при хронических гнойных воспалительных процессах свидетельствует о преобладании альтеративных изменений.

Среди воспалительной грануляционной ткани и фибриноидного некроза встречались костные отломки или секвестры, сформированнные за счет остеокластической резорбции, в сочетании с экссудативным воспалением обычно гнойного либо интерстициального характера. В то же время в каналах, где содержится лишь гной или некротические массы, а также в каналах, заполненных зрелой фиброзной тканью, гистологические признаки секвестрации отсутствуют или минимальны. Кроме того, в отдельных участках ложных суставов и дефектах наблюдается наличие незрелой ретикулофиброзной костной мозоли с формированием гигантских многоядерных клеток.

Таким образом, в данной группе пациентов ложные суставы и дефекты кости характеризуются разнообразными патоморфологическими изменениями. Периостальная и эндостальная костная мозоль не выражена, состоит из воспалительной грануляционной ткани, очагов некроза и секвестрации. В подлежащей ткани отмечается скопление как лимфо-гистиоцитарных, так и полинуклеарных клеток, обнаруживаются только некоторые очаги костеобразования в виде костных секвестров, что говорит о невысокой активности остеорепаративных процессов.

Результаты морфологического исследования биопсийного материала, полученного из области ложных суставов и дефектов, протекающих в сочетании с хроническим остеомиелитом более 3 лет показали, что в этой группе больных па-томорфологические изменения фибро- и остео-репаративных процессов отличаются от вышеописанных. В некоторых случаях хронического травматического остеомиелита концы отломков были соединены фиброзной или фибрознохрящевой тканью неоднородной толщины и степени зрелости, в центре которой определялись островки хряща, окруженные волокнистой фиброзной тканью по краям. По соседству отмечался пролиферативный инфильтрат, состоящий из ангиоматозной и фиброзной ткани с признаками слизистого отека, что свидетельствует о продолжающемся активном реператив-ном процессе. Вместе с этим, в других участках ложного сустава остается преобладание воспалительной реакции гнойного и некротического характера, о чем свидетельствует наличие диффузной лейкоцитарной инфильтрации и очагов неполноценного костеобразования.

Длительность такого патологического процесса объясняется тем, что при травмах костей, сопровождающихся повреждением основной питающей артерии и ее ветвей, а также отрывом надкостницы с проходящими в ней периостальными и метафизарными сосудами, практически всегда возникают костномозговые инфаркты. Эти остеонекрозы, в том числе и кортикальной кости, окружаются пролиферативной воспалительно-грануляционной тканью и превращаются в секвестры. Иногда эти костные отломки инфильтрируются нейтрофильными лейкоцитами, образуя нагноившийся остеонекроз. Этот вид поражения костной ткани наблюдается в фазе обострения экссудативного воспалительного процесса и часто носит переходной характер, позднее обычно трансформируясь в секвестр.

С учетом преобладающего характера пато-морфологических изменений в области ложных суставов и дефектов и при длительном течении процесса наблюдались определенные градации выраженности воспалительно-репаративных изменений. В стадии ремиссии преобладало пролиферативное воспаление в виде лимфо-гистиоцитарной инфильтрации, ангиоматоза и формирования воспалительной грануляционной ткани, в ряде случаев фиброзированием и появлением очагов костеобразования. Длительное течение ложного сустава часто сопровождалось развитием обострения патологического процесса с развитием экссудативного воспаления высокой активности, имеющего гнойный, фибринозногнойный, гнойно-деструктивный характер.

Таким образом, длительное течение и многократное обострение патологического процесса в очаге ложного сустава изменяет характер репаративной регенерации: при ремиссии в сторону образования фиброзно-хрящевой ткани, а при обострении процесса преобладает развитие экссудативно-деструктивных изменений, что свидетельствует о неблагоприятном течении хронического гнойного ложного сустава.

Учитывая результаты морфологического анализа, больным I группы применяли в основном двухэтапный метод хирургического лечения дефектов костей и ложных суставов. На первом этапе выполняются: купирование явлений острого воспаления, проведение дезинтоксикации, санация кожи в области вмешательства; радикальная фистулсеквестрнекрэктомия с иссечением свищей, промывание раны антисептиками, вакуумирование и эффективное дренирование; рациональное применение антибиотиков и химиопрепаратов. На втором этапе хирургического вмешательства производится свободная костно-надкостничная кортикальная пластика по методике центра.

Больным II и III группы применяли операцию радикальной фистулсеквестрнекрэктомии и свободной кортикальной костно-надкостничной аутопластики в одном этапе. Вопрос о выборе пла- стического материала решался индивидуально. При ложных суставах плечевой кости аутотрансплантат брали с передневнутренной поверхности проксимального метафиза большеберцовой кости. При гипертрофических ложных суставах большеберцовой кости применяли традиционную костную пластику по Хахутову, а при атрофических ложных суставах и дефектах большеберцовой кости (до 5,0 см) производили кортикальную костнонадкостничную аутопластику. После радикальной фистулсеквестрнекрэктомии, подготовки воспринимающего ложа и фигурной обработки трансплантатов из собственной кости (типа «хомута» приспособление кольцевидной формы для скрепления) устанавливали с двух сторон в области дефекта или ложного сустава. Затем производили стабильную фиксацию трансплантатов материнской костью с помощью спиц. Спицы проводили чрескожно. В результате костный аутотрансплан- тат был надежно фиксирован и плотно охвачен окружающими его мягкими тканями. Использование спиц обеспечивает устойчивую фиксацию и не требует дополнительных оперативных вмешательств для их удаления (приоритетная справка № IAP 2008 0364 от 29.12.08 г.).

Изучение результатов лечения у 96 (91,4 %) больных хроническим посттравматическим остеомиелитом длинных костей показало высокую эффективность предложенных подходов к лечению этого заболевания. Купирования остеомиелитического процесса удалось добиться у 92 (95,8 %) больных. Имевшее место персистирование свищей с серозно-гнойным отделяемым в течение нескольких месяцев у 4 больных было обусловлено техническими погрешностями, допущенными в начале работы. После повторных вмешательств у этих больных остеомиелитический процесс был остановлен.

ВЫВОДЫ

• 1.    Разнообразие особенностей репаративных процессов, протекающих в области ложных суставов и дефектов костей, связано с тем, что в поврежденной кости и параоссальных мягких тканях одновременно развиваются острые травматические, ишемические, дисциркуляторные и воспалительные изменения.

• 2.    Ложные суставы и дефекты кости в совокупности с остеомиелитом характеризуются разнообразными патоморфологическими изменениями: периостальные и эндостальные костные мозоли не выражены, состоят из воспалительной грануляционной ткани, очагов некроза и секвестрации; в подлежащей ткани отмечается скопление как лимфо-гистиоцитарных, так и полинуклеар-ных клеток, обнаруживаются только отдельные очаги костеобразования в виде костных секвестров, что говорит о невысокой активности остеоре-паративных процессов.

• 3.    Длительное течение и многократное обострение патологического процесса в очаге ложного сустава и дефекта приводит к тому, что характер репаративной регенерации нередко меняется: при ремиссии в сторону образования фиброзно-хрящевой ткани, а при обострении процесса преобладает развитие экссудативнодеструктивных изменений, что свидетельствует о неблагоприятном течении хронического остеомиелита длинных костей.

• 4.    Предложенная методика установки трансплантатов с двух сторон или по окружности материнской кости соответственно её диаметру на уровне дефекта, прочная фиксация трансплантатов спицами соответствует всем современным требованиям костнопластической хирургии и значительно сокращает сроки восстановления целостности кости и реабилитации больных.