Моделирование репаративных процессов в плоских костях черепа (экспериментальное исследование)

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

14.03.03 - Патологическая физиология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Моделирование репаративных процессов в плоских костях черепа (экспериментальное исследование)

Ромашевская Ирина Игоревна

Ростов-на-Дону 2013

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель: заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук, профессор Волков Александр Григорьевич

Официальные оппоненты: Тризно Николай Николаевич

доктор медицинских наук, профессор,

Государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального

образования «Астраханская государственная

медицинская академия» Министерства

здравоохранения Российской Федерации,

заведующий кафедрой патологической физиологии

Джиоев Инал Германович

доктор медицинских наук, профессор,

Государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального

образования «Северо - Осетинская государственная

медицинская академия» Министерства

здравоохранения Российской Федерации, заведующий ЦНИЛ

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита состоится «28» ноября 2013г. в «___» часов на заседании диссертационного совета Д 208.082.03 на базе Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО Рост ГМУ Минздрава России.

Автореферат разослан « » октября 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат медицинских наук Л.А. Хаишева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Количество вмешательств на околоносовых пазухах (ОНП), которые производятся с разрушением их костных стенок и впоследствии - с необходимостью замещения дефектов различными трансплантатами, довольно велико. К таким травмирующим факторам относятся операции при: синуситах, не поддающимися консервативному лечению, в том числе с орбитальными или внутричерепными осложнениями, муко- и пиоцеле, доброкачественных опухолях, кистах, переломах стенок ОНП и дефектах костных структур, появившихся в результате травматических повреждений и ряд других. Их причинами являются: нарастающее количество бытовых и спортивных травм (Павлов В.В., 2007), рост числа доброкачественных образований лобных пазух (Захарова Н.А., 2005).

Число орбитальных осложнений параназальных синуситов в последнее десятилетие не имеет устойчивой тенденции к снижению (Пискунов С.З. и соавт., 2011), в том числе - и в регионе Северного Кавказа (Гюсан А.О., Узденова Р.Х., 2002; Волков А.Г., Гюсан А.О., 2005), где особенно распространены параназальные синуситы передней группы пазух. Методики экстраназальных операций продолжают сохранять свою актуальность (Магомедов М.М., 2002), и, хотя количество таких вмешательств уменьшается, более щадящие способы экстраназальных вмешательств часто требуют восстановления послеоперационных дефектов (Пискунов С.З. и соавт., 2011).

Постоянно увеличивается число чрезвычайных и экстремальных ситуаций, природных катаклизмов (Кузнецова Н.Л. и соавт., 2006), которые вызывают значительное повышение травматизма (Николаев Р.М., 2000) и количество повреждений человеческого тела, в том числе - и структур мозгового и лицевого скелета, особенно, средней зоны лица.

Для закрытия дефектов структур ОНП много десятилетий используются различные гетеро-, гомо- и аутотрансплантаты. С точки зрения ряда клиницистов (Горбачевский В.Н. и соавт., 1990; Зотов Ю.В. и соавт., 1998; Боджоков А.Р., 2012), перспективным гомологичным материалом для пластики структур ОНП и других образований лицевого скелета являются деминерализованные костные трансплантаты (ДКТ), которые с большим постоянством индуцируют остеогенез как в костном ложе, так и вне его. Они обладают необходимыми качествами как материал для пластики костных структур, стимулируют естественный остеогенез, при этом сокращая сроки заживления ран. В доступной литературе обнаружено небольшое количество работ, в которых ДКТ использован для пластики костной части перегородки носа и стенок некоторых ОНП, однако широкого применения в оториноларингологии в пределах нашей страны этот материал не получил (Горбачевский В.Н. и соавт., 1990; Зотов Ю.В. и соавт., 1998; Волков А.Г., 2011), в отличие от зарубежья (Neigel J., Ruzicka P., 1996; Neiva R. et al., 2011).

И хотя рядом клинических и экспериментальных работ показано, что ДКТ является полноценным материалом для пластики костных структур, нами не обнаружено работ, четко указывающих на особенности остеогенеза при его трансплантации в условиях инфицированной раны, при наличии респираторной инфекции, а также - специальной обработке трансплантата у экспериментальных животных.

Цель исследования

В эксперименте исследовать особенности остеогенеза при трансплантации деминерализованных костных трансплантатов в лобные кости.

Задачи исследования

1. изучить особенности остеогенеза при трансплантации деминерализованных костных трансплантатов в лобные кости экспериментальных животных в условиях не инфицированной костной раны;

2. исследовать характер и признаки остеогенеза в области лобных костей при трансплантации деминерализованных костных трансплантатов в инфицированные костные раны;

3. проследить временные и морфологические этапы остеогенеза при трансплантации деминерализованных костных трансплантатов в лобные кости на фоне инфицирования верхних дыхательных путей экспериментальных животных;

4. сравнить характер репаративных процессов в лобной кости экспериментальных животных при трансплантации цельного и перфорированного ДКТ в условиях инфицирования полости носа;

5. изучить особенности остеогенеза в условиях трансплантации предварительно озвученных низкочастотным ультразвуком фрагментов деминерализованных костных трансплантатов при инфицировании полости носа активным патогеном в различной концентрации;

6. исследовать особенности репаративного остеогенеза при трансплантации специально обработанных деминерализованных костных трансплантатов в лобные кости экспериментальных животных без других воздействий. остеогенез костный трансплантат рана

Научная новизна исследования

Впервые показаны этапы и особенности репаративных процессов в лобных костях экспериментальных животных при трансплантации в них деминерализованных костных трансплантатов во время инфицирования костной раны.

Впервые дана оценка особенностям остеогенеза в ранах лобной кости при трансплантации в них деминерализованных костных трансплантатов во время развития респираторной инфекции, вызываемой наиболее распространенными патогенами верхних дыхательных путей.

Впервые показаны возможности предоперационной обработки деминерализованных костных трансплантатов для повышения скорости индуцированного остеогенеза во время трансплантации.

Впервые изучен характер индуцированного остеогенеза в ранах лобной кости при трансплантации деминерализованного костного трансплантата, озвученного перед операцией с помощью низкочастотного ультразвука, и инфицирования полости носа наиболее токсичным патогеном верхних дыхательных путей в различных разведениях.

Подана заявка на получение Патента РФ под названием «Способ предоперационной подготовки деминерализованного костного трансплантата к пластике в эксперименте», уведомление ФИПС, входящий № 010655, регистрационный № 2013107139 от 20.02.2013 года.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

Деминерализованные костные трансплантаты, стимулируя репаративный остеогенез, замещаются полноценной пластинчатой костью в течение 90 дней.

Инфицирование бактериальными патогенами костной раны или полости носа в момент трансплантации ДКТ тормозит процессы остеогенеза.

Трансплантация в искусственно сформированные костные раны лобных костей экспериментальных животных предварительно озвученного низкочастотным ультразвуком ДКТ, значительное ускоряет процессы остеогенеза.

Апробация работы и публикации

Основные положения диссертации доложены на: IV и V научно-практических конференциях оториноларингологов ЮФО «Актуальные вопросы оториноларингологии» (Волгоград, 2010; Ростов-на-Дону, 2012), IV конференции врачей общей практики (семейных врачей) Юга России (Ростов-на-Дону, 2010), Международной Конференции оториноларингологов, посвященной 70-летию Академика НАН, заслуженного деятеля науки Республики Казахстан, профессора Р.К. Тулебаева (Астана, 2011), Российской научно-практической конференции оториноларингологов с международным участием (Оренбург, 2011), 63-65 конференциях молодых ученых Рост ГМУ (Ростов-на-Дону, 2010-2013), Межрегиональных научно-практических конференциях оториноларингологов Сибири и Дальнего Востока «Актуальные вопросы оториноларингологии» (Благовещенск, 2012-2013), 10-ой научно-практической конференции врачей Карачаево-Черкесской Республики с международным участием (Черкесск, 2012), Всероссийских конференциях молодых ученых (Санкт-Петербург, 2011-2013), заседаниях Ростовской секции Всероссийской Ассоциации оториноларингологов, научного общества ринологов (Ростов-на-Дону, 2009-2013).

По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, из них 4 - в журналах, рецензируемых ВАК.

Внедрение результатов работы в практику

Даны практические рекомендации на основе экспериментальных исследований по лечению повреждений лобных пазух и других костных структур с использованием ДКТ.

Материалы данной работы используются в лекциях и практических занятиях студенческого стационара и ФПК ППС ЛОР кафедры ГБОУ ВПО «Ростовский государственный медицинский университет».

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 149 страницах и состоит из введения, обзора литературы, характеристики материала, методов исследования, 4 глав собственных исследований, выводов и рекомендаций, приложения, библиографического списка использованной литературы, включающего 203 отечественных и 35 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 77 рисунками и 3 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

В качестве экспериментальных животных были взяты 65 беспородных белых крыс весом 260-320 г, без выделения пола. В качестве трансплантата использовался материал из бедренной кости здоровой белой крысы, изготовленный по специальному заказу.

Все процедуры содержания животных, проведения манипуляций и тестирования полученных данных проводились в соответствии со стандартами ISO 10993-1-2003 и ГОСТ РИСО 10993.2-2006. В условиях общего обезболивания ингаляцией паров эфира достигалась достаточная глубина наркоза.

После выведения животных из опыта, пластинки лобной кости фиксировали в растворе формалина и декальцинировали с помощью азотной кислоты. Затем образцы заливали в парафин, а изготовленные срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по методу ван Гизон. Для изучения ретикулярной стромы применяли импрегнацию солями серебра. Гистологические срезы исследовались методом световой микроскопии.

Трансплантат обязательно обладал паспортом, ксерокопией лицензии учреждения, государственным сертификатом качества на его приготовление и инструкцией по хранению и использованию. Для инфицирования костной раны и полости носа были выбраны патогены верхних дыхательных путей: Haemophilus influenzae тип b 243/ 425 АТСС, Streptococcus pneumoniae тип A, 556/ 95 АТСС, Staphylococcus aureus № 6538 АТСС 209р.

Температуру тела у оперированных крыс исследовали с помощью бесконтактного инфракрасного термометра, диафаноскопию проводили устройством, разработанным на кафедре.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ

Регенерация лобных костей экспериментальных животных при имплантации ДКТ в стерильные раны.

Нами (Боджоков А.Р., 2010; Волков А.Г., Ромашевская И.И., Боджоков А.Р., 2011; Боджоков А.Р., 2012) было решено на экспериментальных животных провести исследование, которое уточнило бы сроки репаративных процессов на этапах регенерации в лобных костях в условиях стерильности.

Были отобраны 15 беспородных белых крыс, а в качестве области трансплантации - лобная кость, так как лобные пазухи у крыс отсутствуют.

Перед началом исследований изучены лобные кости здоровых белых крыс, не принимавших участие в эксперименте: микроскопически они были представлены пластинчатой костью с наличием широкого костномозгового канала, заполненного миелоидными клетками, при этом остеоциты и ядерные структуры слабо дифференцировались.

Неизмененный ДКТ был представлен слабо минерализованной остеоидной тканью с небольшим количеством остеоцитов. Известно, что ДКТ не полностью соответствует органическому матриксу костной ткани (Кириллова И.А, 2004), а основное их различие - в сохранении небольшого количества клеточных элементов и не полной деминерализации костной субстанции.

Всех животных оперировали в один день. Перед операцией трансплантат замачивали в теплом физиологическом растворе в течение получаса. Каких-либо антибактериальных или других препаратов в раствор не добавляли. После отделения мягких тканей и резекции наружной пластинки и диплоэ лобной кости, в это ложе укладывали адекватный фрагмент ДКТ из консервированной заготовки, а мягкие ткани ушивали наглухо.

В сроки 30, 60 и 90 дней после трансплантации, крысы по 5 особей одновременно выводились из эксперимента.

Через 30 суток после имплантации 5 крыс первой серии были выведены из опыта. После разреза мягких тканей у всех животных визуально обнаружена граница между собственной костью и трансплантатом в виде узкого канала, заполненного тканью, внешне похожей на железистую.

В гистологических срезах выражена пролиферация периоста с формированием обильно васкуляризованной грануляционной и фиброретикулярной ткани, в структурах ДКТ - признаки остеокластического рассасывания с образованием полостей и мелкими фрагментированными структурами трансплантата в виде отдельных глыбок и скоплений, в которые врастали молодые пролиферирующие сосуды, обеспечивая процесс его фиксации и питания. В отдельных участках отмечалась резорбция костного матрикса с обширными полостями рассасывания, заполненными начальными элементами жирного костного мозга и миелоидными клетками.

Через 60 дней после имплантации из эксперимента выведена вторая группа животных. После обнажения кости замечено, что пространство между трансплантатами и собственной костью крыс просматривалось в виде узкого канала без содержимого. Микроскопически заметны признаки дальнейшей перестройки с прогрессирующей фрагментацией основных структур, их рассасыванием, формированием новообразованной остеоидной и относительно зрелой костной ткани. Продолжалось фокусное строительство и пролиферация сосудов капиллярного типа с частичным замещением трансплантата пластинчатой костью и формированием гаверсовых каналов, фрагментацией и лизисом структур ДКТ, с регенераторными процессами формирования новообразованной ткани на месте послеоперационного дефекта кости.

После выведения из опыта последней серии животных на месте трансплантации не обнаружены границы между собственной костью животных и установленными 90 дней назад трансплантатами. Микроскопически отмечена полноценная перестройка ДКТ с замещением его новообразованной губчатой костью с наличием костномозгового канала, заполненного пролиферирующими клетками миелоидного ряда. Исчезли остеоидные структуры, заместившиеся пластинчатой костью и губчатым костным веществом.

Регенерация лобных костей при имплантации ДКТ с инфицированием ран.

Мы решили исследовать особенности регенерации ДКТ в условиях инфицированных ран, а в качестве возбудителей взять культуры Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumonie и Staphylococcus aureus у 2 групп по 9 белых крыс, по 3 - в каждой группе, заражаемых одним возбудителем.

Во время операции мягкие ткани отделяли от кости, фрезой резецировали наружную пластинку и диплоэ лобной кости. Заготовку адекватного фрагмента ДКТ осуществляли с помощью перфоратора. После этого всех 9 животных инфицировали 0,2 мл культурами Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumonie, Staphylococcus aureus. Культуру вводили непосредственно на дно раны и только после этого заготовленный фрагмент ДКТ укладывали на место резецированной части лобной кости, а мягкие ткани ушивали.

Первые три дня после операции животным проводили риноскопию и дважды -диафаноскопию ОНП с помощью специального устройства.

При осмотре препаратов лобной кости, полученных через 30 дней у крыс, инфицированных Haemophilus influenzae, обнаружено: фрагменты собственной ткани животных частично соприкасаются с ДКТ, имеющих фокальную резорбцию, в костные балки начинают врастать сосуды капиллярного типа, резко выражена гнойно-воспалительная инфильтрация с обилием нейтрофильных лейкоцитов и фокусами некроза воспалительного инфильтрата. Уже сформировавшиеся грануляционные и фиброзные прослойки обеспечивали частичное сопоставление кости со структурами ДКТ, инициируя начальную фазу репарации.

У животных, инфицированных Staphylococcus aureus, отмечены признаки более выраженных остеолитических изменений за счет лакунарной резорбции структур, с наличием фрагментации части ДКТ, выраженной лейкоцитарной инфильтрации, очагов пролиферации молодых сосудов, врастающих в структуры ДКТ, то есть воспалительный процесс выражен более сильно, чем в предыдущей группе. Обнаружена сформировавшаяся грануляционная ткань с элементами фиброза, как следующего этапа воспалительного процесса и элементами костной мозоли в стадии активного роста.

В микропрепаратах костной ткани группы животных, инфицированных Streptococcus pneumonie обнаружены разрозненные структуры ДКТ в виде мелких фрагментов, соединенных широкими прослойками созревающей грануляционной ткани и усиленный неоангиогенез. В участках кости, подвергшейся трансплантации и инфицированию, имелись полости, заполненные миелоидными элементами.

В каждой группе животных изменения тканей одиночных особей были довольно близки друг другу, отличаясь незначительно и крайне редко.

Вторую группу составили 9 животных, выведенных из опыта через 90 дней после моделирования трансплантации ДКТ с инфицированием раны.

У животных с инфицированием раны культурой Haemophilus influenzae на месте трансплантации появилась зрелая пластинчатая кость с включениями остеоидных, слабо минерализованных структур, фокусы резидуальной воспалительной инфильтрации; сформировавшаяся кость была частично окружена фиброретикулярными прослойками. Видны костно-мозговые полости, заполненные миелоидными элементами, с остатками костных отломков в виде островков, что указывает на незрелость сформировавшейся кости.

При инфицировании ран культурой Staphylococcus aureus процесс заживления значительно отставал от такового у предыдущей группы крыс и носил незавершенный характер: новообразованные костные пластинки чередовались с элементами фиброзной ткани со значительным количеством фибробластов, фиброцитов, хондроцитов и рассеянными глыбками ДКТ. Регенераторные изменения носили незавершенный, субституциональный характер, а прочность новообразованных структур не обеспечивала полноценного замещения костного дефекта.

Довольно близкий предыдущему характер регенерации усматривался в препаратах, полученных у крыс, инфицированных Streptococcus pneumoniae, где были обнаружены обширные участки развития незрелой костной ткани остеоидного типа. Зона трансплантации полностью не замещена костным веществом: фрагменты кости соединялись первичной соединительнотканной мозолью, представленной богато васкуляризованной малоклеточной фиброзной тканью с фибробластами и фиброцитами. Среди костных пластинок определялись гаверсовы каналы, заполненные миелоидными элементами.

Репаративные процессы в лобных костях белых крыс во время трансплантации ДКТ при инфицировании полости носа

Нами были исследованы особенности регенерации при трансплантации ДКТ во время инфицировании полости носа культурами Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumonie и Staphylococcus aureus у 21 беспородной белой крысы в течение 30 дней.

1 группе (контрольной) из 3 животных трепанационные отверстия накладывалось, но трансплантация ДКТ не производилась, а полость носа была инфицирована тремя возбудителями - Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumonie, Haemophilus influenzae.

2 группе из 9 животных в наложенные отверстия лобной кости были трансплантированы «перфорированные» ДКТ, подготовленные заранее с наложением в них 5-6 сквозных отверстий хирургическим СО2 лазером.

3 группе (9) крыс в наложенные отверстия лобной кости трансплантирован «не перфорированный» ДКТ.

Всех животных оперировали в один день с обычной предоперационной подготовкой. Фиксацию ДКТ в костные раны проводили типично, мягкие ткани ушивали наглухо. После этого в каждую половину носа животных II и III групп вводили по 0,2 мл взвеси из вышеуказанных культур.

Дважды - на 14-ый день после инфицирования и перед выводом из эксперимента (30 день), животным проводили диафаноскопия. Ежедневно дистанционной термометрией измеряли температуру тела каждого животного.

После выведения из опыта на 30-ый день в 1 группе животных (I) при введении в полость носа культуры Staphylococcus aureus I без трансплантации, визуально было заметно сближение костных фрагментов ложа, микроскопически - исчезновение части свободного пространства за счет формирования первичной соединительнотканной мозоли. Среди фиброзных прослоек видна значительная васкуляризация тканей, мелкие фокусы остеогенеза в виде островков. Пластинчатая структура костных краев приобрела неровные, зазубренные края, сформировался пул остеокластов, лизирующих костную субстанцию с появлением перицеллюлярных пустот, появились очаговые скопления остеобластов и остеоцитов. Сохранившийся костный мозг богат клеточными элементами, с большим количеством мегакариоцитов, указывающих на реакцию раздражения миелоидной ткани в связи с имевшимся травматическим воздействием.

Иные изменения обнаружили при инфицировании полости носа животных культурой Streptococcus pneumoniae I, которым не был трансплантирован ДКТ. Края костной раны оказались фиксированы прослойками фиброзной ткани с обширными очагами остеолиза и неравномерной минерализацией костного матрикса. Среди прослоек соединительной ткани - выраженная инфильтрация клетками гистио - и гематогенного происхождения. Отмечена пролиферация клеточно-волокнистых структур периоста с участием мышечных волокон и прослоек жировой ткани.

Инфицирование полости носа возбудителями Haemophilus influenzae I животным, которым не трансплантировался ДКТ, морфологически проявлялось широким расхождением фрагментов собственной кости, фиброзные прослойки заменяли пластинчатую кость, островки которой были «вмурованы» в прослойки созревающей грануляционной и соединительной ткани, богатой клеточными элементами тканевого происхождения. Периост отслоен от зоны трансплантации и не участвовал в репаративных процессах. В костной ткани отмечены очаги остеокластического рассасывания, с формированием участков пролиферирующих сосудов капиллярного типа, скопления фибробластов, гистиоцитов, остеобластов.

У 2 группы (II) животных, которым был трансплантирован ДКТ с перфорационными отверстиями и инфицированием носа культурой Staphylococcus aureus II репаративный процесс в зоне трансплантации носил неравномерный характер - костные фрагменты сопоставлены широкими полями фиброзной ткани, врастающими в зону трансплантации из утолщенного периоста, богатого клеточными элементами и сосудистыми щелями. Среди них наблюдались островки ДКТ, подвергшегося резорбтивному патоморфозу, фокусы перицеллюлярного остеолизиса и пролиферация остеобластов.

Пестрая картина изменений была в препаратах у особей, инфицированных Streptococcus pneumoniae II с трансплантацией перфорированного ДКТ. Пролиферативные реакции протекали очень бурно, костные фрагменты прочно фиксированы прослойками соединительной ткани с выраженным неоангиогенезом; фокально определялся остеогенез. Мощная репаративная активность была обеспечена пролиферацией большого количества гистиоцитов, фибробластов, остеобластов и молодых пролиферирующих сосудов. Структуры ДКТ с явлениями макрофагальной резорбции, в виде полиморфных глыбок и фрагментов встроены в формирующуюся новую кость.

При инфицировании носа Haemophilus influenzae II морфологическая картина была схожей с предыдущей. Отличительными особенностями явились весьма выраженная пролиферативная активность клеток гистиогенного происхождения с формированием обширных грануляций, обраставших костные фрагменты и структуры перфорированного ДКТ, с преобладанием в воспалительном инфильтрате лимфоцитов, моноцитов, полинуклеаров.

3 группа животных (III) была представлена репаративными процессами в ранах с трансплантацией не перфорированного ДКТ при инфицировании полости носа Staphylococcus aureus III: отмечена активная регенерация, с появлением незрелой, остеоидной ткани, прораставшей в структуры ДКТ. На значительном протяжении участок трепанации оказался замещен богатой сосудами соединительной тканью с очагами хондро- и остеогенеза.

Схожую картину наблюдали при инфицировании носа Streptococcus pneumoniae III: структуры ДКТ оказались вмурованы в сформировавшуюся на месте дефекта костную мозоль, представленную фиброзной и жировой тканью с пролиферирующими сосудами, в то же время, выраженной пролиферативной активности со стороны периоста не обнаружено.

При заражении носа культурой Haemophilus influenzae III во время трансплантации не перфорированными ДКТ, репаративный процесс отличался выраженными дегенеративными изменениями структур ДКТ, в которые прорастали сосудисто-фиброзные прослойки, отмечались фокусы лакунарной резорбции в сочетании с пролиферацией остебластов, остеоцитов, была отмечена умеренная очаговая воспалительная инфильтрация.

Следовательно, инфицирование полости носа при трансплантации ДКТ, с наличием перфорационных отверстий или их отсутствия, незначительно ускоряет процессы регенерации костной ткани по сравнению с контрольной группой, причем с некоторым преимуществом перфорированного ДКТ.

Отсутствие конкретных данных термометрии и диафаноскопии, позволяющих их обобщение и систематизацию, не позволило нам сделать конкретные выводы о возможности участия этих исследований в процессе трансплантации ДКТ и особенностям репаративных процессов у животных.

Регенерация в лобных костях черепа белых крыс при имплантации ДКТ в особых условиях

У 9 животных (по 3 в каждой группе) эксперимент осуществлялся в три этапа: на I-ом - трепанация лобной кости с удалением части наружной пластинки и диплоэ; на II-ом - трансплантация заготовленных ранее фрагментов ДКТ. Перед трансплантацией фрагменты ДКТ озвучивали в течение 10 мин. в теплом (36оС) физиологическом растворе с помощью генератора низкочастотного ультразвука, получая озвученные ДКТ (ОДКТ). Затем ОДКТ помещали в трепанационную рану, а мягкие ткани ушивали наглухо. III-й этап заключался во вливании в обе половины носа животным II и III групп, взвеси культуры Streptococcus pneumoniae тип A штамм 556/ 95 АТСС в двух разведениях (минимальном и максимальном).

После выведения из опыта через 30 дней животных II и III групп одновременно, у каждой из них резецировали передние концы нижних носовых раковин для их гистологического исследования.

В I группе фрагмент ОДКТ помещали в отверстие лобной кости без инфицирования носа, мягкие ткани ушивали наглухо.

Во II группе после трансплантации ОДКТ ушивали рану мягких тканей, а в полость носа животным вливали слабо концентрированную (200 х 105 или 200 тыс. микробных тел на 1 мл) взвесь культуры Streptococcus pneumoniae тип A штамм 556/ 95 АТСС, как наиболее агрессивного патогена.

В III группе после трансплантации ОДКТ мягкие ткани ушивали наглухо, а в полость носа животным вливали очень концентрированную взвесь (1,0 х 109 или 1 млн. микробных тел в 1 мл) культуры Streptococcus pneumoniae тип A штамм 556/ 95 АТСС.

При гистологическом исследовании тканей животных I группы через 30 дней после трансплантации ОДКТ (без инфицирования носа) обнаружены множественные костные островки, окруженные нейтрофильным экссудатом с наличием фокусов резорбции с функционирующими остеокластами. Сформировались крупные участки вновь образованной костной ткани остеоидного характера со слабо выраженной минерализацией. Среди воспалительного инфильтрата - значительное количество гигантских многоядерных клеток, морфологически напоминающих как мегалобласты, так и остеокласты, то есть происхождение их могло быть как гематогенное, так и остеогенное. Это, возможно было проявлением остеолизиса поврежденных костных структур или формированием новой костной ткани в процессе регенерации, что прямо указывает на значительное ускорение остеогенеза в этой группе животных на этом этапе.

Во II группе животных репаративные процессы были слабо выражены, ткань представлена наименее зрелой структурой остеоидного характера, слабо минерализованной, с едва сформированными костно-мозговыми каналами, заполненными миелоидными элементами. Имелись остаточные деструктивные изменения в виде фрагментированных отломков, деформированная поверхность которых покрыта обильным лейкоцитарным инфильтратом. Среди костно-мозговых пространств сохранялись участки костной ткани, а новообразованные структуры имели неровную поверхность. Костные пластинки были представлены в виде недостаточно зрелых клеточных элементов. Костно-мозговое кроветворение выражено бурной пролиферацией миелоидных клеток, с немногочисленными мегалобластами, эозинофильными гранулоцитами, мононуклеарами, лимфоидными клетками. Следовательно, костная ткань в месте трансплантации оставалась незрелой.

В III группе животных наблюдали ткань с небольшим количеством остеоцитов и выраженной минерализацией костного матрикса, регистрировались костно-мозговые каналы, заполненные функционирующим костным мозгом, богатым клеточными элементами миелоидного ряда, с большим количеством зрелых эритроцитов. Новообразованные костные пластинки формировали костно-мозговые пространства, заполненные костным мозгом. Относительно зрелые пластинки костной ткани в периостальных участках были разволокнены, целостность их нарушена, периост на значительном протяжении отслоен, что затрудняло полноценный репаративный процесс. Эти данные говорят о значительной незрелости формирующейся костной ткани.

В наших работах с А.Г. Волковым и А.Р. Боджоковым (2010-2012) и собственных исследованиях показано, что при имплантации ДКТ в лобную кость экспериментальных животных в условиях стерильности, репаративные процессы активно происходят уже к 60 дню после вмешательства, а через 90 дней завершается формирование полноценной кости, макроскопически проявляясь исчезновением границ между собственной костью и ДКТ, микроскопически - образованными гаверсовыми каналами и полноценным костным мозгом.

По данным А.Р. Боджокова (2012), к 90 дню в искусственной ране лобной кости без проведения трансплантации, не формируется полноценная костная ткань, а репаративные процессы находятся в пределах срединной стадии остеогенеза, микроскопически проявляясь наличием в области дефекта очагов незрелой остеоидной ткани, истонченных костных пластинок, замещавшихся жировыми, мышечными и соединительнотканными прослойками.

Наши исследования показывают, что при инфицировании искусственной раны в области лобных костей во время трансплантации ДКТ, репаративные процессы идут медленнее - резорбция трансплантата и формирование костной мозоли происходят менее активно, чем при соблюдении стерильности в ране без трансплантации. В то же время - они более активны, чем процессы репаративного остеогенеза в искусственной ране без трансплантации.

Наши исследования уточнили «возможности усиления» антимикробной активности трансплантированных ДКТ за счет насыщения их лекарственными препаратами, как утверждали некоторые авторы (Кривохатская Л.Д. и соавт., 1988; Тулупова И.Г., 1988). Наши наблюдения показывают, что в случаях с инфицированием раны при трансплантации ДКТ гноеродной инфекцией и развития в ней воспалительного процесса, остеогенез в такой ране протекает не очень активно, то есть менее активно, чем при процессе трансплантации в стерильной ране. Это может указывать только на то, что ДКТ сами могут влиять на подавление микробной флоры в операционной ране и продолжать выполнять индуцирование остеогенеза, хотя и более медленно.

Мы вызывали у животных искусственное респираторное заболевание, подтвержденное изучением гистологических препаратов носовых раковин инфицированных животных - развитием у них подострого воспалительного процесса. Этот процесс проходил при формировании трепанационного отверстия в лобных костях с трансплантированием ДКТ и было отмечено, что полноценного замещения пространства между трансплантатом и собственной костью животного на двух этапах наблюдений (30 и 90 дней) ни в одной из групп животных не произошло, что вызывает определенные сомнения в ряде положений цитируемых выше авторов о усилении остеогенной активности ДКТ в таких случаях.

Наиболее выраженный остеогенный потенциал обнаружен в опыте с имплантацией ДКТ с перфорационными отверстиями при инфицировании зоны трансплантации культурой Staphylococcus aureus. Применение для ускорения репарации ДКТ с перфорационными отверстиями позволяет несколько ускорить эти процессы, хотя и весьма умеренно.

Наши исследования доказали, что предоперационное озвучивание низкочастотным ультразвуком трансплантируемых в лобные кости экспериментальных животных фрагментов ДКТ в значительной степени улучшают скорость остеогенеза.

Мы попытались усложнить задачу после введения в трепанационные отверстия фрагментов ДКТ, предварительно озвученных с помощью низкочастотного ультразвука, инфицируя полость носа двумя менее и более концентрированными разведениями культуры пневмококка. Оказалось, что через 30 дней после трансплантации процессы репаративного остеогенеза в группе животным с малой концентрацией патогена не замедлились, а даже несколько ускорились. Эти данные прямо указывают на большую степень зрелости участков трансплантации ДКТ в искусственно сформированном дефекте лобных костей экспериментального животного в этом случае, то есть усиление индукционной активности ДКТ под воздействием одного из возможных физических факторов - низкочастотного ультразвука, хотя и ослабленного токсическим влиянием патогена и развитием экспериментального подострого риносинусита.

В группе животных, которым в полость носа вводили культуру патогена высокой концентрации, несмотря на трансплантацию ОДКТ процессы репаративного остеогенеза через 30 дней наблюдения замедлились, что возможно, связано с резким снижением реактивности организма животного под действием высокотоксичного микроорганизма и развитием экспериментального подострого риносинусита.

ВЫВОДЫ

Процессы репаративного остеогенеза при трансплантации ДКТ в лобные кости экспериментальных животных заканчиваются к 90 дню формированием полноценной губчатой кости.

Инфицирование искусственно сформированной костной раны при трансплантации в нее одного из трех наиболее распространенных патогенов верхних дыхательных путей замедляет в ней процессы остеогенеза на всех этапах наблюдения.

Скорость остеогенеза в ранах лобных костей с имплантированным в них ДКТ при инфицировании полости носа наиболее распространенными патогенами верхних дыхательных путей замедляется в течение 90 дней наблюдения.

Перфорированные ДКТ ускоряют процессы остеогенеза в искусственно сформированных ранах лобных костей экспериментальных животных, незначительно отличаясь этим от не перфорированного материала.

Озвучивание ДКТ низкочастотным ультразвуком перед имплантацией в не инфицированную костную рану позволяет повысить индукцию остеогенеза.

Инфицирование полости носа животных минимальными разведениями культуры Streptococcus pneumonie при трансплантация в лобные кости фрагментов ДКТ, предварительно озвученных низкочастотным ультразвуком, не снижает скорость остеоиндукции, а инфицирование носа максимальным разведением культуры патогена - значительно снижает скорость остеоиндукции.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для снижения скорости остеогенеза во время трансплантации ДКТ рекомендуется инсталлировать в полость носа один из наиболее активных патогенов верхних дыхательных путей или ввести его в зону трансплантации материала.

Скорость репаративных процессов в месте трансплантации ДКТ можно увеличить предварительным озвучиванием этих фрагментов непосредственно перед вмешательством с помощью низкочастотного ультразвука волноводом из аппарата «ЛОРА-ДОН» в течение 10 минут в физиологическом растворе при температуре 36ОС.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИи

Волков А.Г., Стагниева И.В., Ромашевская И.И. Дистанционная инфракрасная термография при воспалительных заболеваниях околоносовых пазух. Матер. научно-практ. конф. оторинолар. ЮФО «Акт.вопр.оторинолар». - Волгоград, 2010. - С. 15-17.

Волков А.Г., Стагниева И.В., Ромашевская И.И. Дистанционная инфракрасная термометрия при воспалительных заболеваниях околоносовых пазух // Сб. статей врачей первичн. звена здравоохр. Юга России IV конф. врачей общей практики (семейных врачей) Юга России.-Ростов н / Д, 2010. - С. 47-48.

Волков А.Г., Боджоков А.Р., Ромашевская И.И. Исследование остеогенеза лобной кости при трансплантации деминерализованной кости в условиях стерильной раны у экспериментальных животных // Оториноларингология - Бас, Мойын Хирургиясы. - 2011. - №1-2. - С. 21-23.

Волков А.Г., Стагниева И.В., Ромашевская И.И. Экспресс-диагностика параназальных синуситов дистанционной термометрией // Оториноларингология - Бас, Мойын Хирургиясы.- 2011. - №1-2. - С. 24-25.

Волков А.Г., Ромашевская И.И. Имплантация деминерализованного трансплантата у экспериментальных животных при пластике лобной кости // Мед. вестник Юга России.-2012. - №2.-С. 35-39.

Ромашевская И.И., Репях И.А., Лубенцова Д.А. Имплантация деминерализованного костного трансплантата в лобные кости белых крыс // Матер.V межрегиональной научно-практ. конф. оторинол. Южного и Северо-Кавказ. федер. округов с межд. участием. - Ростов н/Д, 2012. - С. 366-371.

Стагниева И.В., Ромашевская И.И., Гукасян Е.Л. Возможности термометрии для диагностики воспалительных заболеваний околоносовых пазух // Матер.V межрегиональной научно-практ. конф. оторинол. Южного и Северо-Кавказ. федер. округов с межд. участием. - Ростов н/Д, 2012. - С. 409-413.

Стагниева И.В., Ромашевская И.И. Латентные формы синуситов: морфологические исследования // International journal of applied and fundamental research. - № 12. -2011. - С. 98-99.

Волков А.Г., Ромашевская И.И. Исследование репаративных процессов в эксперименте на белых крысах при использовании деминерализованных костных трансплантатов // Материалы юбилейной научно-практической конференции оториноларингологов Ставропольского края, посвященной 65-летию Ставропольского краевого общества оториноларингологов. - Ставрополь, 2012. - С.41-44.

Ромашевская И.И., Репях И.А., Зелюкин В.А. Использование дистанционной инфракрасной термометрии в экспресс-диагностике воспалительных заболеваний околоносовых пазух // 65-я Итоговая научная конференция молодых ученых Рост ГМУ Ростов н/Д, 2011. - С. 331-332.

Ромашевская И.И. Остеогенез лобной кости при имплантации деминерализованного костного трансплантата у экспериментальных животных // Российская оториноларингология. - №1(56). - 2012. - С. 144-148.

Волков А.Г., Ромашевская И.И. Использование деминерализованного костного трансплантата при пластике лобных костей у экспериментальных животных // Материалы 10-й юбилейной научно-практической конференции врачей Карачаево-Черкесской Республики с международным участием. - Черкесск, 2012. - С. 104-108.

Волков А.Г., Ромашевская И.И., Ящинский Л.Б. Особенности репаративных процессов в лобной кости экспериментальных животных при пластике деминерализованными костными трансплантатами в условиях инфицирования раны // Российская оториноларингология. - 2012. - №6(61). - С. 28-32.

Волков А.Г., Ромашевская И.И., Боджоков А.Р. Характер репаративных процессов в эксперименте при различных вариантах пластики деминерализованных костных трансплантатов // Российская оториноларингология.-2012.-№5(60).-С. 32-36.

Ромашевская И.И. Особенности репаративных процессов в плоских костях черепа во время трансплантации в них деминерализованных костных трансплантатов при инфицировании полости носа (в зксперименте) // Российская оториноларингология. - 2013. - №1(62). - С. 180-183.

Волков А.Г., Ромашевская И.И. Регенерация в лобных костях черепа белых крыс при имплантации деминерализованных костных трансплантатов в условиях инфицирования носа // Материалы межрегиональной научно-практической конференции оториноларингологов Сибири и Дальнего Востока с международным участием «Актуальные вопросы оториноларингологии». - Благовещенск, 2013. - С. 57-59.

Ромашевская И.И. Подготовка к пластике на плоских костях черепа экспериментальных животных // Журнал фундаментальной медицины и биологии. - Ростов-на-Дону, 2013. - №2. - С. 27-38.

Волков А.Г., Ромашевская И.И. Наш способ предоперационной подготовки к пластике деминерализованного костного трансплантата в эксперименте // Журнал фундаментальной медицины и биологии. - Ростов-на-Дону, 2013. - №2. - С. 50-55.

Размещено на Allbest.ru

...