Способ прогнозирования нарушения регенерации костной ткани при переломах длинных костей конечностей в послеоперационном периоде

Актуальность проблемы замедленной консолидации, в том числе и развитие ложных суставов, в травматологии определяется значительной частотой возникновения, трудностью лечения и высоким уровнем инвалидности [4, 11]. Замедленное сращение переломов костей конечностей составляет от 15 до 50 % от всех травм опорно-двигательного аппарата, а частота развития ложных суставов даже при современных методах лечения достигает 30 % [16]. Известно, что переломы длинных костей оказывают неблагоприятный эффект на Т-клеточное звено иммунной системы и вызывают развитие иммунодефицита, проявлением которого является нарушение репаративной регенерации тканей [6, 15]. Доказано, что кровяные пластинки являются не только участниками гемостаза, но и осуществляют трофическую и репаративную функции, секретируя в окружающую среду ряд ростковых факторов [1, 18, 19]. Миграция клеток и продукция цитокинов в месте повреждения кости меняет ее структуру. Так, известно, что ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО, ИЛ-8 повышают функцию остеокластов и остеокластоподобных клеток, и, наоборот, присутствие TGFβ тормозит эту активность и усиливает рост фибробластов и синтез коллагена. Этот факт играет существенную роль в ремоделировании структуры костных балок [17, 18, 19]. Установлено, что Т-лимфоциты являются непосредственными участниками клеточного и гуморального иммунитета и способны образовывать агрегаты с кровяными пластинками. Этот феномен, по- лучивший название лимфоцитарно-тромбоцитарная адгезия (ЛТА), является объективным показателем, отражающим тесную взаимосвязь иммунитета и гемостаза, являющихся составными частями единой интегральной клеточно-гуморальной системы защиты организма, в которых цитокины выполняют роль связующего звена [2, 6]. Состояние микроциркуляции конечностей в значительной степени определяет поддержание жизнеспособности поврежденных тканевых структур, течение воспалительных и репаративных процессов. Объективная регистрация микроциркуляторных расстройств важна для оценки системных и регионарных нарушений гемодинамики, что является критерием жизнеспособности тканей [10]. Известно, что практически любая травма, хирургическая операция оказывают неблагоприятный эффект как на микроциркуляторные показатели, так и на иммунную систему, что вызывает развитие различных осложнений, в том числе и нарушение репаративных процессов костной ткани [4, 15]. Поэтому определение факторов и механизмов, приводящих к развитию местных и системных осложнений, является важным в выборе правильной тактики лечения больного [12, 13].

Цель исследования — на основании оценки некоторых показателей иммунной системы и микроциркуляции у больных с закрытыми переломами длинных костей конечностей разработать способ прогнозирования нарушения регенерации костной ткани.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Проведено комплексное клинико-иммунологическое обследование 86 пациентов с закрытыми переломами длинных костей конечностей, лечившихся стационарно. Первую группу составили 34 пациента с неосложненным течением послеоперационного периода (без нарушения регенерации костной ткани в посттравматическом периоде — консолидация переломов). Вторая группа (n = 32) — с осложненным течением переломов в послеоперационном периоде (развитие несращений переломов). Третью группу составили 20 пациентов с несращениями длинных костей конечностей. Полученные данные сравнивались с результатами исследований, проведенных на 20 здоровых донорах в возрасте от 18 до 40 лет.

В работе с закрытыми и открытыми переломами использовалась классификация М. Е. Мюллера [14]. Закрытые переломы располагались на нижних конечностях и соответствовали 32А2 (у 3 больных), 33С2 (у 2), 41С2 (у 4), 42А2 (у 15 пациентов) и 42С1 (у 10 больных) типу. Открытые переломы также отмечались на нижних конечностях и отвечали IO2, MT2, NT1 (у 12 пациентов), IO3, MT2, NT1 (у 16) и IO4, MT3, NT1 (у 4 больных) типу. Всем больным с закрытыми переломами при поступлении проводилась открытая репозиция отломков с последующим функциональным метал-лоостеосинтезом пластинами или штифтами, пациентам с открытыми переломами проводилась первичная хирургическая обработка (ПХО), наложение аппаратов наружной фиксации и адекватное дренирование. Пациенты первой и второй групп были сопоставимы по возрасту, нозологическим формам и распространенности патологического процесса. Больные с закрытыми и открытыми переломами длинных костей конечностей объединены в одну группу в связи с отсутствием достоверности различий между изучаемыми параметрами данных групп. При анализе несращений применяли классификацию В. М. Аршина [9]. По данной классификации у 2 больных отмечен несросшийся перелом бедренной кости, у 5 — несросшийся перелом большеберцовой кости, в 5 случаях зафиксировано развитие гипотрофического ложного сустава бедренной кости, у 4 больных зарегистрировано развитие гипотрофиче-ского и у 4 гипертрофического ложного сустава большеберцовой кости в условиях металлоконструкций. В данной группе всем пациентам также проводилось оперативное лечение — удаление металлоконструкций, обнажение зоны псевдоартроза, вскрытие костномозговых каналов, сопоставление отломков, фиксация металлоконструкциями и адекватное дренирование. При гиповаскулярных ложных суставах применяли костную аутопластику. В раннем послеоперационном периоде применялась традиционная консервативная терапия (антибактериальные средства, дезагреганты, местное медикаментозное лечение и др.).

Лимфоциты выделяли из цельной гепаринизированной крови на градиенте плотности урографин-фикол (плотность 1,077). Исследование показателя ЛТА проводили по методу Ю. А. Витковского и др. [3].

Лазерное допплеровское флоуметрическое исследование кровотока конечностей проводили с помощью аппарата ЛАКК-02 (Россия). ЛДФ-граммы регистрировали в течение 7-10 минут. Датчик устанавливали по передней поверхности проксимальной части I межплюсневого промежутка пораженной конечности. Расчет компонентов регуляции сосудистого тонуса (максимальные амплитуды нейрогенного, миоген-ного и дыхательного компонентов) осуществляли с помощью компьютерной программы, поставляемой производителем оборудования в комплекте [7]. Перед исследованиями испытуемые не принимали пищу или напитки, не курили.

Исследования проводились при поступлении, в последующем на вторые, пятые и десятые сутки после оперативного вмешательства.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы «Biostatistics». Для описания характера распределения количественных признаков определялись средние величины (М), стандартное отклонение (SD). Анализ данных между группами пациентов в разные сроки посттравматического периода проводили с помощью критерия Ньюмена-Кейлса. Для сравнения показателей пациентов с осложненным и неосложненным течением переломов длинных костей конечностей использовали критерий Манна-Уитни. Различия считались статистически значимыми при p < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Установлено, что у пациентов с неосложненным послеоперационным течением содержание TGFe1 в первые сутки травмы повышалось в 2,7 раза в сравнении с контролем и оставалось неизменным на вторые и пятые сутки после операции. К 10 суткам уровень TGFe1 снижался по сопоставлению с днем поступления в 1,3 раза, но оставался выше относительно контрольной группы в 2 раза (р < 0,001) (табл. 1). Показатель ЛТА при поступлении увеличивался на 204,9 % по сравнению с контролем и не изменялся на вторые сутки после оперативного вмешательства. Уменьшение показателя ЛТА зарегистрировано на пятые сутки после операции в 2,8 раза по сравнению с 1 сутками и в 1,4 раза по сравнению с контролем. На 10 сутки послеоперационного периода показатель ЛТА не отличался от показателей контрольной группы. Показатели микрокровотока в первые сутки после травмы значительно отличались относительно контрольных значений: так, АmaxN, АmaxM и АmaxD снижались в 4,7, 2,6 и 2,1 раза соответственно (табл. 1). На вторые сутки после оперативного вмешательства изучаемые параметры не отличались от показателей первых суток. На пятый день после операции отмечалось повышение максимальных амплитуд компонентов сосудистого тонуса как относительно первых суток травмы, так и вторых суток после оперативного лечения. В данный период АmaxN оставался ниже контроля, тогда

Таблица 1

Примененные виды остеосинтеза в зависимости от локализации переломов

Группы			I группа (n = 34)	II группа (n = 32)
Показатель	о Ч о S S	Контроль (n = 20)	77,0 ± 4,8
TGFβ1 (пг/мл)		при поступлении	206,4 ± 12,6*	201,9 ± 11,9*
		2 сутки	203,5 ± 10,8*	197,2 ± 11,5*
		5 сутки	200,7 ± 14,5*	169,8 ± 15,1*
		10 сутки	158,2 ± 11,5*/**/***/****	128,6 ± 12,4*/**/***/****
ЛТА (%)		Контроль (n = 20)	14,4 ± 1,1
		при поступлении	29,5 ± 1,7*	29,6 ± 3*
		2 сутки	32,7 ± 2*	33,2 ± 2,7*
		5 сутки	10,6 ± 1,3*/**/***	10,2 ± 1,4*/**/***
		10 сутки	13,5 ± 1,6**/***/#	9,3 ± 0,5*/**/***/#
АmaxN		Контроль (n = 20)	0,33 ± 0,07
		при поступлении	0,07 ± 0,01*	0,08 ± 0,02*
		2 сутки	0,09 ± 0,01*	0,09 ± 0,01*
		5 сутки	0,17 ± 0,02*/**/***	0,13 ± 0,03*
		10 сутки	0,31 ± 0,05**/***/****	0,27 ± 0,02**/***/****
АmaxM		Контроль (n = 20)	0,21 ± 0,05
		при поступлении	0,08 ± 0,01*	0,07 ± 0,02*
		2 сутки	0,09 ± 0,01*	0,08 ± 0,01*
		5 сутки	0,13 ± 0,01	0,12 ± 0,02
		10 сутки	0,2 ± 0,04**/***/****	0,15 ± 0,01**/***
АmaxD		Контроль (n = 20)	0,15 ± 0,03
		при поступлении	0,07 ± 0,01*	0,08 ± 0,01*
		2 сутки	0,07 ± 0,01*	0,07 ± 0,01*
		5 сутки	0,12 ± 0,01**/***	0,11 ± 0,02
		10 сутки	0,14 ± 0,02**/***	0,11 ± 0,02
Примечание: * — достоверность различий по сравнению с контролем; ** — достоверность различий с 1 сутками; *** — достоверность различий со 2 сутками после операции; **** — достоверность различий с 5 сутками после операции; # — достоверность различий с I группой.

Таблица 2

Показатель TGFβ1, ЛТА, АmaxN, АmaxM и АmaxD у больных с ложными суставами длинных костей конечностей (n = 20) (M ± SD)

Показатели Контроль (n = 20) Дни исследования при поступлении 2 сутки после операции 5 сутки после операции при выписке TGFβ1 (пг/мл) 77,0 ± 4,8 127,2 ± 13,1* 195,9 ± 11,2*/** 180,6 ± 10,7*/** 165,8 ± 9,2*/** ЛТА (%) 14,4 ± 1,1 9,3 ± 0,5* 16,1 ± 0,9** 3,7 ± 0,2*/**/*** 14 ± 1**/**** АmaxN 0,33 ± 0,07 0,21 ± 0,03 0,09 ± 0,02*/** 0,14 ± 0,02* 0,26 ± 0,05*** АmaxM 0,21 ± 0,05 0,15 ± 0,02 0,08 ± 0,02* 0,12 ± 0,03 0,18 ± 0,02 АmaxD 0,15 ± 0,03 0,11 ± 0,02 0,07 ± 0,01 0,11 ± 0,02 0,13 ± 0,02 Примечание: * — достоверность различий по сравнению с контролем; ** — достоверность различий с 1 сутками; *** — достоверность различий с 2 сутками после операции; **** — достоверность различий с 5 сутками после операции. как АmaxM и АmaxD не отличались от контрольных показателей. В дальнейшем изучаемые параметры микроциркуляции постепенно нормализовывались и к десятым суткам не отличались от контрольных значений. В данной группе при контрольном осмотре пациентов через 2–3 месяца отмечена консолидация переломов.

Во второй группе больных уровень TGFei и параметры микроциркуляции не отличались от показателей первой группы во все дни исследования (табл. 1). Показатель ЛТА также не отличался от показателей первой группы в первые сутки после травмы, вторые и пятые сутки после оперативного лечения и только на десятые сутки после операции отмечалось снижение показателя ЛТА в 1,5 раза как по сопоставлению с контролем, так и в сравнении с группой неосложненного течения (табл. 1). При динамическом наблюдении за пациентами (через 2, 3, 6 и 12 месяцев) регистрировалось отсутствие признаков консолидации отломков, а в 11 случаях отмечено формирование ложного сустава.

Отмечено, что у больных с ложными суставами (третья группа) исследуемые показатели ЛТА, TGFβ1 и параметры микрокровотока не отличались от таковых параметров второй группы, выполненных на десятые сутки после оперативного вмешательства (табл. 1, 2).

Повышение TGFβ1 как при неосложненном, так и при осложненном течении переломов связано с осо-

Таблица 3

Значения уровня TGFβ1, показателя ЛТА и параметров микроциркуляции в развитии замедленной консолидации у пациентов с переломами длинных костей конечностей на 10-е сутки посттравматического периода (М ± SD)

Группы TGFβ1, пкг/мл ЛТА, % Параметры микроциркуляции К Исход АmaxN АmaxM АmaxD I (n = 34) 158,2 ± 11,5* 13,5 ± 1,6** 0,31 ± 0,05 0,2 ± 0,04 0,14 ± 0,02 1,85 ± 0,4*/** благоприятный II (n = 32) 128,6 ± 12,4* 9,3 ± 0,5*/** 0,27 ± 0,02 0,15 ± 0,01 0,11 ± 0,02 0,87 ± 0,03** неблагоприятный III (n = 20) 77 ± 4,8 14,4 ± 1,1 0,33 ± 0,07 0,21 ± 0,05 0,15 ± 0,02 1,0 ± 0,01 норма Примечание: * — различия достоверны по сравнению с контролем; ** — различия достоверны между I и II группами; I — группа больных без нарушения регенерации костной ткани в посттравматическом периоде; II — группа больных с развитием замедленной консолидации в посттравматическом периоде; III — группа здоровых лиц. бым участием этой биологически активной молекулы в усилении роста фибробластов и синтеза коллагена [18, 19].

Исследование параметров микрокровотока и показателя ЛТА при переломах длинных костей конечностей позволяет контролировать течение репаративного процесса в послеоперационном периоде и предвидеть возможность развития нарушения регенерации костной ткани на стадии доклинических проявлений [5, 8].

Учитывая полученные данные, нами предложено рассчитывать коэффициент нарушения регенерации костной ткани при переломах длинных трубчатых костей по формуле: К = Р , х Р 2 х Р 3 , где Р1 — относительное содержание цитокина TGFβ1 по формуле:

TGFP1 р TGF Р1 n ’ где TGFв1p — содержание ростового фактора больного; TGFein — среднее значение здоровых лиц; Р2 — относительное содержание показателя ЛТА по форму- ле:

ЛТА

P = р , 2 ЛТА где ЛТАр — показатель лимфоцитарнотромбоцитарной адгезии больного; ЛТАп — показатель лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезии здоровых людей; Р3 — относительный показатель состояния микроциркуляции по формуле:

( А max N х A max M „)/ A max D„ p  pp

P3 —                                        ,

(A max Nn х A max Mn)/A max Dn где АmaxNp — максимальная амплитуда нейрогенного компонента поврежденной конечности больного, AmaxMp — максимальная амплитуда мио-генного компонента поврежденной конечности пациента, АmaxDp — максимальная амплитуда дыхатель- ного компонента поврежденной конечности больного; АmaxNn, AmaxMn, AmaxDn — показатели максимальной амплитуды нейрогенного, миогенного и дыхательного компонентов у здоровых лиц.

Значение коэффициента (К) трактуют следующим образом: при К больше 0,9 прогнозируют благоприятное течение репаративного процесса, а если К меньше 0,9 — прогнозируют развитие замедленной консолидации (ложного сустава) (табл. 3).

Предложенный способ прогнозирования нарушения регенерации костной ткани апробирован у 42 пациентов с переломами длинных костей конечностей (для оценки клинической эффективности коэффициента).

Установлено, что у 34 пациентов коэффициент регистрировался на цифрах 1,4 ± 0,02. В данной группе у 32 пациентов отмечено благоприятное течение позднего посттравматического периода (отсутствие признаков замедленной консолидации), в 2 случаях зафиксировано формирование ложного сустава. У 8 больных коэффициент составил 0,54 ± 0,08. При контрольных рентгенографиях в 1, 2, 3, 6 и 12 месяцах у 1 пациента осложнений не отмечено (консолидация перелома), в 4 эпизодах зарегистрировано развитие замедленной консолидации и в 3 случаях — формирование ложного сустава.

В результате чувствительность предлагаемого способа прогнозирования составляет 94,1 %, точность — 92,8 %, специфичность — 87,5 %.

Таким образом, исследование уровня TGFei, показателя ЛТА и показателей микроциркуляции (максимальных амплитуд нейрогенного, миогенного и дыхательного компонентов) на десятые сутки послеоперационного периода при переломах длинных трубчатых костей с вычислением коэффициента по предлагаемой формуле позволяет прогнозировать возможность развития замедленной консолидации (ложных суставов).