Экспериментальное обоснование применения аутоплазмы, обогащенной тромбоцитами, при разрыве ахиллова сухожилия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ АУТОПЛАЗМЫ, ОБОГАЩЕННОЙ ТРОМБОЦИТАМИ, ПРИ РАЗРЫВЕ АХИЛЛОВА СУХОЖИЛИЯ

Нахапетян Т.Г.

г. Москва

Лечение пациентов с разрывами ахиллова сухожилия - актуальная проблема современной травматологии и ортопедии. Среди разрывов сухожилий и мышц подкожные повреждения ахиллова сухожилия занимают ведущее место и составляют 47% [8].

К 2006 г. на 100000 населения регистрируется до 18 случаев разрыва ахиллова сухожилия в год [13]. Наиболее часто разрыв происходит у пациентов в 30-40-летнем возрасте. Это обусловлено, вероятно, с одной стороны, накоплением дегенеративных изменений в сухожилии, снижением его эластичности, а с другой - еще относительно высоким уровнем физической активности [4, 5, 10, 12, 19, 17, 18, 25].

Лечение пациентов с разрывами на первый взгляд кажется достаточно простым, но исследователи неизменно регистрируют высокую частоту неправильной диагностики разрывов ахиллова сухожилия и осложнений после консервативного и oпeративного лечения, которые весьма существенно ухудшают качество жизни пациентов и зачастую не позволяют вернуться к прежнему уровню физической активности.

Несмотря на обилие исследовательских работ, отсутствует единое мнение о тактике лечения разрывов ахиллова сухожилия. Некоторые хирурги являются сторонниками операции, а другие считают, что риск осложнений неоправдан и предпочитают консервативное лечение.

Также, не решена проблема восстановления сухожильной ткани на гистологическом уровне. Учитывая тот факт, что разрыв сухожилия происходит на фоне дегенеративных изменений [2, 3, 7, 11, 14, 20, 28, 29], что является одним из главных звеньев в патогенезе разрыва сухожилия, необходим научный поиск стимуляторов репаративной регенерации сухожильной ткани наряду с оперативным или консервативным лечением.

В последние годы появились сообщения о стимулирующем действии факторов роста, содержащихся в альфа-гранулах тромбоцитов (PDGF - тромбоцитарный фактор роста, TGF - трансформирующий фактор роста, VEGF - фактор роста эндотелия сосудов и др.), на регенераторную функцию сухожильной ткани [26, 27].

В свою очередь, исследования в биологии регенерации тканей привели к разработке различных продуктов, стимулирующих биологические факторы, способствующие процессу заживления. Одним из таких продуктов является обогащенная тромбоцитами аутоплазма (аутоБоТП), представляющая собой субстанцию, которую получают из крови пациента и, после несложной подготовки вводят в область тканевого дефекта с целью оптимизации репаративных процессов.

АутоБоТП - эта плазма, концентрация тромбоцитов в которой превышает нормальную в 3-3,5 раза. В норме, количество тромбоцитов в крови человека составляет 180000-320000/мкл [1]. Стимулирующий эффект БоТП проявляется при концентрации тромбоцитов от 700 тыс./мкл. до 1 млн./мкл. При меньшей концентрации стимулирующий эффект не проявляется, и в то же время не было доказано, что увеличение концентрации свыше 1млн./мкл приводит к дальнейшему ускорению регенерации.

Тканевая инженерия является многообещающим, малоизученным направлением в травматологии и ортопедии, при лечении разрывов ахиллова сухожилия и для оценки её эффективности необходимо проведение дополнительных исследований с объективной оценкой эффективности её использования. В свою очередь, экспериментальные исследования прочности мышечно-сухожильно-костного комплекса на конечностях трупов показали, что слабейшим местом в этой системе обычно была мышца [23, 30]. При изолированном исследовании биомеханических характеристик ахиллова сухожилия in vitro (без мышечно-сухожильного перехода) Т.А. Wren и соавторы обнаружили, что средняя прочность на разрыв превышает 5000 Н [31].

S. Fukashiro и соавторы зарегистрировали максимальную силу, которая трансмиттировалась ахилловым сухожилием при прыжках (in vivo): она составила 2233 Н [15, 16]. P.V. Komi и соавторы [21] в своем исследовании выяснили, что при ходьбе сила формируется и регистрируется непосредственно перед касанием пятки пола, затем в течение 10-20 мс сила снижается (фаза раннего толчка, удара). Затем сила относительно быстро возрастает и достигает пика в конце фазы отталкивания. Позже A.N. Arndt и соавторы [9] обнаружили, что ахиллово сухожилие подвержено неодинаковым стрессовым нагрузкам в зависимости от модификаций мышечного вклада. Следовательно, разрыв ахиллова сухожилия может произойти вследствие асинхронного сокращения различных компонентов трехглавой мышцы голени или некоординированного сокращения мышц агонистов и антагонистов при нарушенной проприоцепции [22].

С возрастом эластичность и прочность коллагеновых тканей постепенно начинает уменьшаться [24]. Если в 25 лет разрывная нагрузка ахиллова сухожилия человека составляет 530 кг, то в 61 год 268, т.е. в 2 раза меньше [6].

Цель исследования. Провести сравнительный анализ прочностных характеристик скакательного сухожилия кролика после различных оперативноых вмешательств

Материалы и методы. Экспериментальная часть работы проводилась на 30 кроликах Шиншиллах серебристого цвета с массой от 3 до 5 кг. Эксперименты на животных одобрены комиссией этического контроля ЦИТО им. Н.Н. Приорова. 10 кроликам, в толщу левого скакательного сухожилия и в парасухожильную ткань вводилась суспензия гидрокортизона (1мл - 25мг) с целью искусственного получения дегенерации сухожилия. С целью получения аутоБоТП кролика, перед оперативным вмешательством, производился забор крови путем сердечной пункции, последняя двукратно центрифугировалась в аппарате ЗУХЛ 4.2 (производство Россия). В результате получали гелеобразную массу, готовую к применению.

Также, мы исследовали количественное содержание тромбоцитов в крови до и после центрифугирования.

С целью создания экспериментальной модели, под внутримышечным наркозом (использовался препарат кетамин 5% - 0,8 мл) + местная анестезия раствором Новокаина 0,5% - 10 мл, животное фиксировалось на операционном столе.

Производился разрез мягких тканей в проекции левого скакательного сухожилия, длиной - 3-4 см. Тупым и острым путем производился доступ к сухожилию, после чего создавался искусственный дефект - разрыв сухожилия - при помощи скальпеля, 1,5 см проксимальнее от места дистального прикрепления, производилось его рассечение на всю толщу, после чего культи сухожилия сшивались нитью Ethibond №2-0 по Кюнео + адаптирующие швы. Послеоперационная рана ушивалась наглухо, обрабатывалась раствором Бриллиантовой зелени + Банеоцин.

Эксперимент на кроликах проведен односерийно. Создан дефект (разрыв) левого скакательного сухожилия (1,5 см проксимальнее от дистального прикрепления) - экспериментальная модель. Животные разделены на 3 группы, каждая из которых в свою очередь разделены на 2 подгруппы. Итого получилось 6 подгрупп.

Животным I группы (10 кроликов) - до операции был введен раствор гидрокортизона. 5 кроликам (I подгруппа), интраоперационно, в области наложенных сухожильных швов, инкорпорировали полученный гель обогащенной тромбоцитами аутоплазмы. У 5 (II подгруппа) кроликов, операция заканчивалась наложением сухожильных швов, без применения аутоБоТП.

Животным II группы (10 кроликов) - без инъекции гидрокортизона. У 5 кроликов (III подгруппа) была применена аутоБоТП, у 5 кроликов (IV подгруппа) - без аутоБоТП.

Все животные выводились из эксперимента на 30 сутки. Также, в данной серии эксперимента, мы применили коллапАнопластику.

Животным III группы (10 кроликов) - без инъекции гидрокортизона, у 5 кроликов (V подгруппа) мы применили пластины КоллапАна, содержащие 70% коллагена, в сочетании с аутоБоТП. 5 кроликам (VI подгруппа) применялась КоллапАнопластика без аутоБоТП.

Животные III группы выводились из эксперимента на 30 сутки.

После выведения животных нами был проведен эксперимент по сравнительным прочностным характеристикам выделенных скакательных сухожилий всех подгрупп животных, выведенных на 30-е сутки. Опыты проводились в испытательной лаборатории изделий ортопедо-травматологического назначения ФГУ ЦИТО им. Н.Н. Приорова.

Исследование выполнено на универсальной испытательной машине Walter+Bai AG фирмы «LFV-10-T50» (Швейцария). Были взяты оперированные и интактные сухожилия одного и того же кролика.

Сравнительный анализ на прочность проведен между интактными и оперированными сухожилиями одного и того же кролика, после - между оперированными сухожилиями разных подгрупп.

Для выполнения данного эксперимента, при выведении кроликов, выделялись скакательные сухожилия от места дистального прикрепления вместе с костным фрагментом и на 4-5 см проксимальнее от места сухожильно-мышечного перехода для удобства при креплении препаратов в испытательную машину.

Для определения прочности на разрыв, сухожилия помещали в испытательную машину, после чего равномерно увеличивали силу растяжения со скоростью - 5 мм/с. Результаты эксперимента фиксировались на мониторе компьютера в виде графиков.

Результаты. Исходная концентрация тромбоцитов в крови кроликов в среднем составила 108 тыс./мкл. и находилась в пределах от 96 тыс./мкл. до 120 тыс./мкл., в то время, как в БоТП среднее количество тромбоцитов составило 410 тыс./мкл. и находилось в пределах 368 - 444 тыс./мкл.

В результате эксперимента на силу разрыва, мы получили: сила, необходимая для разрыва интактного скакательного сухожилия составляет 0,05-0,06 килоньютон (kN) с деформацией 3-6 мм для интактных (неоперированных) сухожилий, 0,2-0,32 kN с деформацией 12-16мм для сухожилий, оперированных с применением PRP и 0,36-0,39 kN с деформацией 11-13 мм - для сухожилий оперированных с применением PRP + пластины КоллапАн.

Выводы

- применение аутоБоТП при разрывах ахиллова сухожилия- является моногообещающим методом оперативного лечения, создавая благоприятные условия для скорейшего и более прочного сращения сухожилия стимулируя репаративную регенерацию, что не мало важно при дегенеративных изменениях сухожилия,

- применение данной методики в клинической практике, позволяет нам получить отличные и хорошие функциональные результаты, сводя неудовлетворительные результаты к минимуму,

- также, одним из многообещающих способов стимуляции тканевой репаративной регенерации является использование обогащенной тромбоцитами аутоплазмы в сочетании с КоллапАном, хотя опыта применения данной методики в клинике у нас пока нет.

Список использованных источников

сухожилие репаративный центрифугирование оперативный

1. Агаджанян Н.А. Основы физиологии человека.- М.: РУДН, 2001. 153 с.

2. Калнберз B.K., Нейман Л.Б., Филиппова Р.П. Аутопластика с использованием сухожилия подошвенной мышцы при лечении разрыва ахиллова сухожилия// Ортопедия, травматология и протезирование. 1971. №1. С. 56-58.

3. Корнилов Н.В., Грязнухин Э.Г. Травматология и ортопедия. в 3 Т. Т. 3: Травмы и заболевания нижней конечности. 2006. С. 945-956.

4. Левицкий Ф.А., Ночевкин В.А. Подкожные разрывы сухожилий и мышц конечностей// Вестн. хирургии. 1987. Т. 138, №3. С. 88-91.

5. Лысковец-Чернецкая Л.Е. Диагностика и лечение повреждений ахиллова сухожилия: Дис.... канд. мед. наук. Д., 1967. 233 с.

6. Пименова А.П. Становление упругих свойств пяточного сухожилия человека в онтогенезе: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 1966. 19 с.

7. Путилин А.А. Пластическое замещение дефектов ахиллова сухожилия при застарелых повреждениях: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Астрахань, 1975. 24 с.

8. Anzell S.H., Covey K.W., Weyner A.D. et al. Disruption of muscles of and tendons: an analysis of 1014 cases// Surgery. 1959. Vol. 45, N3. P. 406-414.

9. Arndt A.N., Komi P.V., Bruggeman G.-P. et al. Individual muscle contribution to the in vivo Achilles tendon force// Clin. Biomech., 13:532 - 541,1998.

10. Arner О., Lindholm A. Subcutaneous rupture of the achilles tendon: a study of 92 cases// Acta Chir Scand.1959. Suppl. 239. 51 p.

11. Arner О., Lindholm A., Orell S.R. Histologic changes in subcutaneous rupture of the Achilles tendon; a study of 74 cases// Acta Chir Scand. 1959;116:484-90.

12. Boyden E. M., Kitaoka H.B., Cahalan T.D., An K.-N. Late versus early repair of Achilles tendon rupture: clinical and biomechanical evaluation// Clin. Orthop., 317: 150-158.1995.

13. Costa M.L., MacMillan K., Halliday D. et al. Randomised controlled trials of immediate weight - bearing mobilisation for rupture of the tendo Achillis// J Bone Joint Surg Br. 2006 Jan; 88(l):69-77.

14. Davidsson L. Pathogenesis of subcutaneous tendon ruptures// Acta Chir. Scandinavica, 135:209-212,1969.

15. Fukashiro S., Itoh M., Ichinose Y. et al. Ultrasonography gives directly but noninvasively elastic characteristic of human tendon in vivo// European J. Appl. Physiol, and Occup. Physiol., 71: 555-557, 1995.

16. Fukashiro S., Komi P.V., Jarvinen M, Miyashita M. In vivo Achilles tendon loading during jumping in humans// European J. Appl Physiol. and Occup. Physiol., 71:453-458,1995.

17. Garden D.G., Noble J., Chalmers J., et al. Rupture of the calcaneal tendon (the early and late management)// J. Bone Joint Surg. 1987. Vol. 69 - B, N3. P. 416-420.

18. Hattrup S.J., Johnson K.A. A review of ruptures of the achilles tendon// Foot Ankle. 1985. Vol.6, N1. P. 34-38.

19. Inglis A.E., Sculco T.P. Surgical repair of ruptures of the tendo achillis// Clin. Orthopaed. Rel. Res. 1981.Vol. 156.-P. 160-169.

20. Jarvinen M., Jozsa L., Kannus P. et al. Histopathological findings in chronic tendon disorders// Scandinavian J. Med. and Sci. Sports, 7:86-95,1997.

21. Komi P.V, Fukashiro S., Jarvinen M. Biomechanical loading of Achilles tendon during normal locomotion// Clin. Sports Med., 1 Is 521-531,1992.

22. Maffulli N. Current concepts in the management of subcutaneous tears of the Achilles tendon// Bull Hosp. Joint Dis., 57:152-158,1998.

23. McMaster P.E. Tendon and muscle ruptures: clinical and experimental studies on the causes and location of subcutaneous ruptures// J. Bone Joint Surg. 1933. Vol. 15. P. 705-722.

24. Noyes F.R., Grood E.S. The strength of the anterior cruciate ligament in humans and Rhesus monkeys. Age-related and species-related changes// Bone Joint Surg. 1976. Vol 58 - A, N8. P. 1074-1082.

25. Puddu G., Ippolito L., Postacchini F. A classification of Achilles tendon disease// Am. J. Sports Med., 4:145-150, 1976.

26. Autologous platelet-rich plasma for wound and osseous healing: a review of the literature and commercially available products/ T.S. Roukis, T. Zgonis, B. Tiernan// Adv. Ther. 2006. Vol. 23, N 2. P. 218-37.

27. Virchenko O., Aspenberg P. How can one platelet injection after injury lead to a stronger tendon after 4 weeks// Acta Orthopedics, 2006, 77(5), 806-812.

28. Waterston S.W. Histochemistry and biochemistry of Achilles tendon ruptures// B. Med. Sc. dissertation, University of Aberdeen, Aberdeen, Scotland, 1997.

29. Waterston S.W., Maffulli N., Ewen S.W. Subcutaneous rupture of the Achilles tendon: basic science and some aspects of clinical practice// British J. Sports Med., 31:285-298,1997.

30. Willes O.A., Washburn S., Caiorro V. et al. Achilles tendon rupture// Clin. Orthopaed. Rel Res. 1986.Vol. 207.P. 156-163.

31. Wren T.A., Yerby S.A., Beaupre G.S., Carter D.R. Mechanical properties of the human achilles tendon// Clin Biomech (Bristol, Avon). 2001 Mar;16 (3):245-51.

Размещено на Allbest.ru