Вклад Уральского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии в развитие идей Г.А. Илизарова

Проблема регенерации тканей при удлинении конечностей у человека неразрывно связана с именем Г.А. Илизарова, который впервые разработал принципиально новое направление в травматологии и ортопедии, обеспечивающее оптимизацию восстановительных процессов. Это стабильность остеосинтеза, атравматичность оперативного вмешательства, полноценное кровоснабжение удлиняемой конечности, адекватный режим дистракции, ранняя функциональная нагрузка на конечность, возможность управлять дистракцией. Метод Г.А. Илизарова стал идеальной экспериментальной моделью для изучения физиологических, биохимических, патофизиологических, морфологических механизмов регенерации тканей при компрессионнодистракционном остеосинтезе. Всестороннее исследование функций костной ткани при дистракционном остеосинтезе позволило по-новому взглянуть на процессы жизнедеятельности и регенерации костной, мышечной тканей, сосудов, нервов, а также на возможность стимуляции этих процессов, направленных на ускорение заживления переломов. Актуальность этой проблемы возрастает в связи с ростом дорожно-транспортного травматизма, чрезвычайных ситуаций, увеличением врожденной патологии опорно-двигательной системы.

В связи с этим изучение возможностей применения в эксперименте и клинике компрессионно-дистракционного остеосинтеза по методу Г.А. Илизарова занимает важное место в научной деятельности Уральского НИИ травматологии и ортопедии.

Впервые Г.А. Илизаров 10 декабря 1952 года на заседании Свердловского научного медицинского общества травматологов-ортопедов сделал доклад «Новый принцип остеосинтеза и удлинение нижних конечностей с применением колец и спиц». В 1954 году он получил А.с. № 98471 СССР на изобретение «Способ сращивания костей при переломах и аппарат для его осуществления».

Именно с этого времени началось развитие нового направления в отечественной травматологии и ортопедии.

Научная деятельность УНИИТО по этой проблеме проводилась по следующим направлениям: фундаментальные и прикладные исследования регенерации тканей при компрессионнодистракционном остеосинтезе, изучение биохимических и биоэнергетических процессов в костной, мышечной тканях, в сосудах и нервах, а также разработка и обоснование новых направлений чреско-стного остеосинтеза длинных и коротких костей, таза, позвоночника.

Ведущие ученые института Г.А. Илизаров, В.И. Стецула, П.А. Стахеев, В.П. Штин, Н.В. Новицкая, С.В. Гюльназарова, Л.И. Кочути-на, А.В. Осипенко, С.М. Кутепов и др., заложили основы чрескостного остеосинтеза.

В результате многолетних комплексных экспериментальных и клинических исследований, выполненных группой сотрудников института (Г.А. Илизаров, В.И. Стецула, Н.В. Новицкая.

И.А. Стахеев, В.П. Ржавина и др.), были разработаны теоретические основы компрессионного остеосинтеза. В эксперименте на собаках изучено влияние таких основных механических факторов как контакт, компрессия и иммобилизация на процесс регенерации и показано, что наиболее важным из них является иммобилизация.

В 70-е годы одним из направлений научноисследовательской деятельности стало изучение в эксперименте и клинике метода дистракционного остеосинтеза аппаратом Г.А. Илизарова (В.П. Штин, С.В. Гюльназарова, А.М. Чиркова, Е.Т. Никитенко, И.А. Cтaxeeв, P.F. Федотова, А.В. Осипенко, Л.А. Казак, А.И. Реутов и др.). Экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что при дистракционном остеосинтезе аппаратом Г.А. Илизарова диастаз между отломками - так называемая «зона роста» дистракционного регенерата - замещается костным регенератом. При этом характер регенерации зависит от темпов дистракции, степени достигнутой стабильности отломков, и его течением можно управлять. С помощью аппарата Г.А. Илизарова удается добиться полного устранения самых тяжелых деформаций опорно-двигательной системы с сохранением функции суставов.

Одновременно с клиническими работами проводилось фундаментальное изучение различных аспектов удлинения конечности: экспериментально-морфологические исследования регенерации мышц и сухожилий (Л.Н. Кочутина), нейроструктур эфферентной части рефлекторной дуги (И.П. Кудрявцева), изучение энергетического обмена в скелетных мышцах (Е.Б. Трифонова), а также доказана важная роль системы крови и иммунологических механизмов регуляции восстановительных процессов при удлинении (А.В. Осипенко, В.В. Базарный, Э.Б. Макарова).

Эти результаты позволили с новых позиций рассмотреть проблему регенерации ткани у млекопитающих и человека. Сущность ее заключается в следующем: наличие общего этиологического фактора, единых патогенетических механизмов — системных реакций крови и кроветворения в виде активизации пролиферативной, энергетической, секреторной реакций: изменений рецептурного аппарата иммуннокомпетентных клеток; увеличения количества и функций фибробластов: возрастания интенсивности кислородзависимых процессов, выработки цитокинов - дает достаточно оснований считать восстановление тканей при удлинении конечности самостоятельной разновидностью физиологической регенерации - дистракционным гистогенезом, напоминающим естественный рост скелета (А.В. Осипенко).

Таким образом, взаимодействие иммунитета, воспаления и регенерации тканей при удлинении осуществляется едиными клеточными и гуморальными механизмами, в которых участвуют фибробласты, моноциты-макрофаги, лимфоциты, эндоте-лиоциты, а также система цитокинов. Анализ динамики их состава и функциональных свойств являются надежными критериями оценки течения и прогнозирования исхода восстановительных процессов. Важная роль этих регуляторов служит сви- детельством перспективности применения фармакологических интерлейкинов для коррекции и оптимизации процессов регенерации тканей (А.В. Осипенко).

Практическим применением наших теоретических изысканий явилась разработка ряда методов диагностики и прогнозирования течения регенераторных процессов при удлинении. Некоторые из них основаны на подсчете числа лимфоцитов, моноцитов (а.с. 1162432), больших гранулярных лимфоцитов (а.с. 1837229), определении тканевого дыхания макрофагов (пат. 2099711), культивировании костного мозга (пат. 2110798).

При дистракционном остеосинтезе актуальна оценка не только эффективности костеобразования, но и качества регенерации скелетной мышцы, которую оценивали на основе интегрального коэффициента с определением активности общей малатдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, креатинфосфокиназы, изоферментного спектра ЛДГ и концентрации метаболитов гликолиза (патент РФ 2142139).

Для иммунореабилитации в послеоперационном периоде с целью профилактики осложнений предложено применять в послеоперационном периоде аспаркам (пат. 2099054).

В лечении больных с патологией длинных костей методом дистракционного остеосинтеза в институте применяется магнито- и лазеротерапия. Для оценки эффективности магнитотерапии предложен ряд способов, основанных на анализе динамики показателей крови (пат. 2082970, 2085226). Для контроля лазеротерапии используем оценку гемостаза и биофизических свойств сыворотки (пат. 2141671). Показатель преломления сыворотки крови является индикатором тяжести первичной травмы (пат. 2169365) и позволяет прогнозировать течение травматической болезни при повреждениях опорно-двигательного аппарата (пат. 2225161).

С учетом полученных данных в клинике проводилась индивидуализация лечения больных с травмами и их последствиями — ложными суставами, неправильно сросшимися переломами, разгибательными контрактурами коленного сустава, артрозом бедренно-надколенного сустава - на основе методов прогнозирования течения регенерации на основании клинико-рентгенологических и лабораторных критериев. Последние явились основанием для получения более 20 патентов на разные способы оценки состояния регенерации костной ткани.

Изучение проблемы удлинения конечностей у детей посредством дистракционного эпифизеолиза в клинике и эксперименте позволило выявить особенности репаративной регенерации кости, определить возрастные показания к этому методу, его влияние на рост удлиняемой кости и смежные суставы (Б.М. Эйдельштейн, И.А. Старцева, З.И. Горбунова).

Г.Д. Малыгиным разработана методика удлинения пястных костей, усовершенствован дистракционный аппарат Улицкого, определены показания и противопоказания к методу дистракции пястных костей для восстановления утраченных пальцев кисти.

В конце 80-х и в 90-е годы успешно начали развиваться два новых направления чрескостного ос- теосинтеза - лечение повреждений и заболеваний позвоночника и костей таза.

Разработаны новые способы лечения и устройства для стабилизации грудного и поясничного отделов позвоночника. Так, устройство «Краб» производится серийно и применяется у больных с повреждениями позвоночника, в т.ч. осложненными спинальными нарушениями, и позволяет проводить управляемую коррекцию деформаций позвоночника в трех плоскостях. Воздействие на поврежденные структуры позволяет изменить тактику ведения пострадавших с позиции нейро-ортопедического подхода. При этом впервые в процессе одномоментной или динамической управляемой коррекции деформации поврежденных позвоночных сегментов одновременно восстанавливали и форму позвоночного канала, обеспечивая эффект декомпрессии дурального мешка и его содержимого. Стабильная фиксация позволила сократить сроки консолидации в 1,5-2 раза, способствовала ранней реабилитации больных и уменьшению времени пребывания в стационаре (Д.И. Глазырин, А.М. Лавруков, А.Б. Томилов, Е.В. Плахин).

Разработанный Уральским НИИТО чрескост-ный аппарат для лечения переломов и застарелых повреждений костей таза отличается от ранее существовавших более высокой эффективностью результатов его применения. С его помощью удается не только фиксировать переломы, но и управлять отломками для их сопоставления и восстанавливать анатомическую целостность костей таза (С.М. Кутепов, К.К. Стэльмах, А.В. Рунков, И.Л. Шлыков).

IIo проблеме чрескостного остеосинтеза с помощью новых конструкций спицестержневых и стержневых аппаратов внешней фиксации были разработаны новые способы лечения пострадавших с переломами костей таза, вертлужной впадины, разрывами крестцово-подвздошного и лонного сочленений. Проведено анатомо-морфологическое обоснование оптимальных зон для введения спиц, стержней, обосновано применение стержней переменного диаметра; разработано шарнирное соединение тазовой и бедренной опор аппарата, что дает возможность создавать в процессе лечения управляемые движения в тазобедренном суставе.

За более чем полувековую историю применения метод Г.А. Илизарова в экспериментальных и клинических исследованиях Уральского НИИТО использовано в 14 докторских (36,8 %) и 26 кандидатских диссертациях (19,5 %). Издано 14 монографий и сборников НИР, 47 методических рекомендаций пособий для врачей и медицинских технологий, получено 48 авторских свидетельств и патентов на изобретения, из них на аппараты внешней фиксации и устройства - 15. Институт награжден тремя Золотыми медалями; Болгария-Пловдив (1985), Екатеринбург (2004, 2006), серебряной медалью - Москва - ВДНХ (1982), а также более 40 дипломами, грамотами, премиями на выставках и конкурсах.

В заключение следует отметить, что в развитие метода компрессионно-дистракционного остеосинтеза по Г.А. Илизарову, являющемуся выдающимся достижением в медицине ХХ века, Уральский НИИТО внес существенный вклад.