Ремоделирование суставного хряща и субхондральной зоны большеберцовой кости при экзопротезировании конечности

Введение. Экзопротезирование конечностей путем остеоинтеграции открывает новые возможности протезирования. Современные протезы становятся более высокотехнологичными, что требует глубокого понимания анатомо-функциональных особенностей костно-суставной системы. Цель работы — выявить особенности структурной реорганизации суставного хряща и субхондральной зоны большеберцовой кости при протезировании голени имплантатом с кальций-фосфатным покрытием и имплантатом без дополнительного покрытия. Материалы и методы. Исследование выполнено на пяти интактных (контроль) и шести опытных собаках мужского пола (возраст — (1,8 ± 0,5) г, масса — (19,0 ± 1,2) кг). Животным моделировали культю большеберцовой кости на границе средней и верхней трети диафиза, через 2,5 мес. устанавливали имплантат типа Press–Fit. В зависимости от материала имплантата животные разделены на группы: группа 1 — сплав Ti6Al4V (n = 3); группа 2 — сплав Ti6Al4V с кальций-фосфатным покрытием (n = 3). Срок эксперимента — 180 сут. после протезирования. Гистоморфометрическое исследование суставного хряща и субхондральной зоны выполнено по парафиновым срезам с помощью микроскопа AxioScope. A1 с камерой AxioCam и программного обеспечения Zenblue (CarlZeissMicroImagingGmbH, Германия). Результаты. Ремоделирование костной ткани выражалось истончением субхондральной костной пластинки, остеолизисом, изменением архитектоники костных трабекул в субхондральной трабекулярной кости, снижением минерализации костной ткани. Наблюдаемые признаки интенсивнее выражены в группе 1. Признаки репаративного остеогенеза, остеобласты на поверхности костных трабекул, отмечены в группе 2. Зарегистрировано снижение параметра «толщина субхондральной костной пластинки» в группе 1 в два раза, в группе 2 — в 1,5 раза относительно контроля. Значения параметра «площадь трабекул» снижены в группе 1 на 17 %, в группе 2 — на 10 %. Статистически значимое снижение значений толщины суставного хряща зарегистрировано в группе 1 и сопровождалось бóльшей (в 1,8 раза) частотой встречаемости сосудов в глубокой зоне хряща по сравнению с группой 2. Обсуждение. Выявленные изменения субхондральной зоны соответствовали стадии 0 (по классификации O-M. Aho et al., 2017), — очень ранние признаки остеоартроза, когда субхондральный склероз не выражен, субхондральная костная пластина — тонкая. Структурные изменения суставного хряща соответствовали степени 0–1 по гистологической классификации Международного общества изучения остеоартроза OARSI. Заключение. Гистоморфометрические изменения остеохондрального компонента большеберцового плато при протезировании голени (истончение субхондральной костной пластинки, рарефикация субхондральной трабекулярной кости, проникновение сосудов в некальцифицированный хрящ) являются предикторами артроза. Применение имплантатов группы 2 способствует снижению интенсивности процессов резорбции костной ткани и активации процессов репаративного остеогенеза.