Гистологическое исследование седалищного нерва при экспериментальном удлинении бедра методом комбинированного остеосинтеза

УДК [636.7:616.718.4-001.5-089.227.84:616.833.58] -092.9

Варсегова Т.Н., Степанов М.А., Антонов Н.И. ФГБУ "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия"
им. акад. Г.А. Илизарова" Минздрава России, г. Курган

Введение. Дефекты костей конечностей являются большой проблемой у собак, так как многие способы их устранения сопровождаются такими осложнениями, как резорбция костной ткани, повреждения периферического нерва или отторжение костного трансплантата [11, 13]. Дистракционный остеосинтез по Илизарову [4] позволяет осуществлять замещение крупных дефектов костей конечностей у собак с сохранением анатомо-функциональных показателей оперированного сегмента [6, 8, 12, 14, 15]. Ранее в экспериментальных работах на собаках были проведены сравнительные исследования различных методик дистракционного остеосинтеза. Удлинение бедра производили в условиях чрескостного остеосинтеза аппаратом спице-стержневого типа, и в различных условиях комбинированного остеосинтеза [3, 6, 5]. Использование внешних конструкций при остеосинтезе бедренной кости сопряжено с необходимостью длительной фиксации сегмента аппаратом, что иногда может приводить к воспалению в местах введения костных фиксаторов и контрактуре коленного сустава [2, 7]. Комбинированное использование внешней и внутрикостной фиксации при удлинении бедра даёт неплохие клинические результаты, однако введение интрамедуллярного штифта в костномозговой канал через ростковые зоны у щенков - неприемлемо. Кроме того применение интрамедуллярного штифта чревато осложнениями различного характера [11]. В гуманитарной медицине был запатентован способ комбинированного применения накостной пластины с продольным пазом в комбинации с внешней фиксацией для удлинения бедра [9], однако публикаций по клиническим результатам данной методики нет. В эксперименте в условиях применения накостной пластины и аппарата внешней фиксации на собаках было выполнено удлинение бедра, показавшее высокую эффективность данной комбинированной методики остеосинтеза [6]. При этом состояние седалищного нерва у собак при удлинении бедра в условиях комбинированного остеосинтеза не изучено и представляет большой клинический интерес.

Цель исследования - анализ морфологических изменений седалищного нерва собак при комбинированном дистракционном остеосинтезе бедренной кости.

Материалы и методы. Исследования выполнены на 6 взрослых беспородных собаках. Под общим наркозом на правую бедренную кость устанавливали аппарат из двух внешних опор со спице-стерж-невой фиксацией, выполняли остеотомию пилой Джигли в средней трети бедра и накладывали накостную пластину из титанового сплава оригинальной конструкции с продольным пазом [10]. Пластина выполняла функцию стабилизирующего устройства в процессе дистракции. и фиксирующего в процессе фиксации (рисунок 1 а). Удлинение бедренной кости выполнено в ручном режиме с темпом 1 мм в сутки за 4 приёма на величину 10% от исходной длины сегмента в течение 25 суток (рисунок 1 б). В день окончания дистракции после блокирования пластины аппарат демонтировали.

Три собаки были выведены из опыта через 30 и три через 90 суток фиксации накостной пластиной. Все манипуляции, проводимые на собаках, выполнялись в соответствии с "Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных" (приказ №755 МЗ СССР от 12.08.1977 г), одобрены Этическим комитетом учреждения - протокол № 6 (42) от 02.12.2014.

Рис. 1. Удлинение бедренной кости собаки в условиях комбинированного остеосинтеза: а - удлинение бедра с пластиной в аппарате внешней фиксации (14 сутки); б - фиксация бедренной кости накостной пластиной после удлинения (25 сутки). Рентгенограммы выполнены в прямой проекции.

Фрагменты седалищных нервов, взятые в проекции дистракционного костного регенерата, заливали в эпоксидные смолы. Аралди-товые срезы (1 мкм) окрашивали метиленовым синим и основным фуксином. Полноцветные изображения получали с помощью стереомикроскопа "AxioScope.A1" (об. 100, масляная иммерсия) с цифровой камерой "AxioCam" (Carl Zeiss Microimaging GmbH, Германия). В поле зрения производили подсчет миелиновых нервных волокон и рассчитывали их численную плотность в 1 мм2. Определяли количество деструктивно измененных миелиновых волокон и рассчитывали их долю (в %) от общего числа миелиновых проводников. Для получения нормативных данных исследовали седалищные нервы 5 интактных собак. Достоверность различий определяли критерием Вилкоксона для независимых выборок в программе Attestat, версия 9.3.1 (разработчик И.П. Гайдышев, Сертификат Роспатента № 2002611109) в электронных таблицах Microsoft Excel.

Результаты и их обсуждение. Макроскопическое исследование седалищного нерва в процессе препарирования не выявило ни в одном из опытов признаков его механического травмирования элементами аппарата внешней фиксации либо пластинами, гематомы отсутствовали.

Микроскопическое исследование показало, что через 30 и 90 суток фиксации кости пластиной в эпиневрии седалищных нервов наблюдался незначительный фиброз и повышенная клеточность за счет большего, чем в норме, числа фибробластов, фиброцитов и тучных клеток. В периваскулярных пространствах встречались плазматические клетки и макрофаги, не характерные для седалищных нервов собак в норме. Эпиневральные сосуды имели нормальное строение. Возрастало число микрососудов - артериол, капилляров и венул, просветы большинства из них были открытыми (рисунок 2).

Рис. 2. Седалищный нерв через 90 суток фиксации бедра пластиной: а, б - эпиневральные сосуды; в, г - фрагменты пуча нервных волокон. МВ - миелиновые волокна, БВ - безмиелиновые волокна, стрелка - деструктивно измененное МВ, СП - слои периневральных клеток. Поперечные полутонкие срезы, окраска метиленовым синим и основным фуксином. Об. 40, ок. 12,5 (а, б); об. 100, ок. 12,5 (в, г)

Периневрий окружал каждый пучок нервных волокон, сохранял непрерывность, был утолщен за счет увеличения объема волокнистых прослоек между слоями периневральных клеток (рисунок 2 в). Субпе-риневральные отеки не наблюдались.

Большинство миелиновых нервных волокон сохраняло нормальную структуру (рисунок 2 в, г). Незначительная часть демонстрировала признаки демиелинизации, аксональной и валлеровской дегенерации (рисунок 2 в). Доля измененных миелиновых волокон в общем объеме выборки из 400 и более проводников через 30 и 90 суток фиксации была выше (р<0,05) значений нормы в 2,3 и 2,2 раза, соответственно (рисунок 3 а), составляла 3,76 - 4,22%, следовательно ни в одном из опытов не превышала 5%.

Рис. 3. Доля (%) деструктивно измененных миелиновых волокон (а), численная плотность миелиновых волокон в интактных и опытных нервах. Ф30 - 30 суток фиксации, Ф90 - 90 суток фиксации бедра пластиной. * - разница между значениями интактного и опытного нервов достоверна по критерию Вилкоксона для независимых выборок при р<0,05

Численная плотность миелиновых нервных волокон в 1 мм2 площади пучка через 30 и 90 суток фиксации кости пластиной превышала (р<0,05) значения интактного седалищного нерва на 18% и 30% соответственно (рисунок 3 б).

Обсуждение результатов. Проведенное гистологическое и морфометрическое исследование показало, что при данной методике комбинированного остеосинтеза бедренной кости собак, сочетающей общепринятый "классический" режим удлинения 1 мм в сутки за 4 приема на 10% исходной длины и последующую фиксацию отломков накостной пластиной оригинальной конструкции с продольным пазом не выявлено ни одного случая нейропатии седалищного нерва. Доля деструктивно измененных миелиновых волокон была незначительной (менее 5%), составила в среднем всего 4,17% (30 суток фиксации) и 3,99% (90 суток фиксации), что свидетельствует о хорошей сохранности нервных проводников. Обнаруженное повышение численной плотности миелиновых волокон, клеточности и васкуляризации оболочек нервов является компенсаторно-приспособительной реакцией нервных стволов на остеотомию, дистракционный остеосинтез, накостную пластину. Аналогичные результаты получены при удлинении бедра собак аппаратом внешней фиксации оригинальной конструкции с суточным темпом 0,75 мм в сутки за 3 приема [3]. Авторы выявили преобладание процессов новообразования нервных волокон над деструкцией - повышение численной плотности миелиновых волокон в 2 раза при незначительном росте доли измененных проводников до 0,5-1,8%. Такие же изменения нервных стволов описаны в опытах с дистракционным остеосинтезом голени собак [1].

Выводы. Методика дистракционного остеосинтеза бедра собак с применением аппарата внешней фиксации и накостной пластины оригинальной конструкции из титанового сплава является щадящей для седалищного нерва - доля деструктивно измененных волокон ни на одном из сроков опыта не превысила 5%, гистологически не зафиксировано ни одного случая нейропатии седалищного нерва.

Список литературы:

1. Варсегова Т.Н. Реактивно-деструктивные изменения большеберцового нерва при удлинении голени дробной и высокодробной дистракцией в эксперименте // Acta Biomedica Scientifica. - 2011. - № 4-1. - С. 234-237.
2. Еманов А.А., Горбач Е.Н., Антонов Н.И. Особенности восстановления бедренной кости при диафизарных переломах в условиях чрескостного и интра-медуллярного блокируемого остеосинтеза (экспериментальное исследование) // Ветеринария Кубани. - 2015. - № 6. - С. 15-19.
3. Изменения численно-размерного состава и динамического состояния нервных волокон седалищного нерва при удлинении бедра у собак / Шевцов В.И., Щудло Н.А., Щудло М.М., Борисова И.В. // Гений ортопедии. - 2004. - № 1. - С. 45-50.
4. Научное наследие академика ГА. Илизарова: взгляд из прошлого в будущее (95-летию со дня рождения академика Г.А. Илизарова, 65-летию метода чрескостного остеосинтеза по Илизарову посвящается). Часть II / А.В. Губин, Д.Ю. Борзунов, Л.О. Марченкова, И.Л. Смирнова // Гений ортопедии. - 2016. - № 3. - С. 6-13
5. Степанов М.А., Шрейнер А.А. Моделирование комбинированного дистракционного остеосинтеза у собак // Гений ортопедии. - 2001. - № 2. С. 155-156.
6. Степанов М.А., Антонов Н.И., Борзунов Д.Ю. Экспериментальная апробация комбинированного остеосинтеза при удлинении бедренной кости // Травматология и ортопедия России. - 2017. - Том. 23. №3. - С. 95-102.
7. Шрейнер А.А., Петровская Н.В., Ерофеев С.А. Остеосинтез спицестержневыми конструкциями бедра и плеча у домашних животных // Гений ортопедии. - 1996. - № 2-3. - С. 122.
8. Ягников С.А. Стабильно-функциональный остеосинтез в травматологии, ортопедии и онкоортопедии собак. - М.: Зоомедлит, КолосС, 2010. - 48 с.
9. Патент №2211001 РФ, МПК А61В 17/00. Способ удлинения бедра / Шаповалов В.М. (RU) - заявл. 24.05.2002, опубл. 27.08.2003
10. Патент №177229 РФ, МПК: A61B 17/56. Накостная пластина для удлинения костей конечности аппаратом внешней фиксации / Степанов М.А. (RU) - заявл. 22.06.2017, опубл. 13.02.2018
11. Abdel-Sattar M.A. Experimental lengthening of femur using distraction osteogenesis in dogs // Cairo University. - 2010. URL: http://scholar.cu.edu. eg/ashrafseida/files/experimental_lengthening_of_femur_using_distraction_ osteogenesis_in_dogs.pdf (дата обращения: 22.01.2018)
12. Bifocal femoral deformity correction and lengthening using a circular fixator construct in a dog / Coutin J.V., Lewis D.D., Kim S.E., Reese D.J. // J Am Anim Hosp Assoc. - 2013. - 49 (3). - Р 216-223.
13. Boston S.E., Skinner O.T. Limb shortening as a strategy for limb sparingtreatment of appendicular osteosarcoma of the distal radius in a dog // Vet Surg. 2018. 47 (1). - Р. 136-145.
14. McCartney W.T. Limb lengthening in three dogs using distraction rates without a latency period. Radius/ulna, tibia, femur // Vet Comp Orthop Traumatol. -2008. - 21 (5). - Р. 446-450.
15. Petazzoni M., Palmer R.H. Femoral angular correction and lengthening in a large-breed puppy using a dynamic unilateral external fixator // Vet Surg. -2012. - 41 (4). - Р. 507-514.

Резюме. Лечение собак с крупными дефектами костей конечностей при их врождённых укорочениях, последствии травм и первичных опухолях остается актуальной задачей. Комбинированный дистракционный остеосинтез бедра собак аппаратом внешней фиксации и накостной пластиной с продольным пазом показал высокую эффективность, так как снижает риск возникновения переломов регенерата на разных сроках его созревания и предотвращает развитие контрактуры суставов благодаря возможности более ранней функциональной нагрузки конечности. Сведения об изменении седалищного нерва при такой методике удлинения бедра собак в доступной литературе отсутствуют, что и определило цель данной работы. Эксперимент выполнен на 6 взрослых беспородных собаках, которым производили удлинение бедра в течение 25 суток с темпом 1 мм за 4 приёма на величину 10% от исходной длины кости методом комбинированного дистракционного остеосинтеза с применением аппарата внешней фиксации и накостной пластины. Седалищные нервы исследовались через 30 и 90 суток фиксации регенерата накостной пластиной. Не обнаружено ни одного случая нейропатии седалищного нерва. Доля деструктивно измененных миелиновых волокон составила в среднем 4,17% (30 суток фиксации) и 3,99% (90 суток фиксации), что свидетельствует о хорошей сохранности нервных проводников. Выявленное повышение численной плотности миелиновых волокон, клеточности и васкуляризации оболочек нервов является компенсаторно-приспособительной реакцией нервных стволов на остеотомию, дистракционный остеосинтез, накостную пластину. Методика дистракционного остеосинтеза бедра собак с применением аппарата внешней фиксации и накостной пластины оригинальной конструкции из титанового сплава является щадящей для седалищного нерва.

Ключевые слова: собака, эксперимент, удлинение бедра, накостная пластина, внешняя фиксация, седалищный нерв, миелиновые волокна, гистологическое исследование.

Сведения об авторах:

Антонов Николай Иванович, кандидат биологических наук, научный сотрудник экспериментальной лаборатории ФГБУ "РНЦ "ВТО" им. акад. ГА. Илиза-рова Минздрава России; 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6; тел.: 8-3522-4541-71; e-mail: aniv-niko@mail.ru.

Степанов Михаил Александрович, кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник экспериментальной лаборатории ФГБУ "РНЦ "ВТО" им. акад. ГА. Илизарова Минздрава России; 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6; тел.: 8-3522-45-41-71; e-mail: m-stepanov@mail.ru.

Ответственный за переписку с редакцией: Варсегова Татьяна Николаевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории морфологии ФГБУ "РНЦ "ВТО" им. акад. ГА. Илизарова Минздрава России; 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6; тел.: 8-3522-41-52-27, e -mail: varstn@mail.ru.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей