СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ УСЛОВИЙ РЕПАРАТИВНОГО ОСТЕОГЕНЕЗА
METHOD FOR OPTIMISING REPAIR OSTEOGENESIS ENVIRONMENT

Изобретение относится к области медицины (экспериментальной медицины, ветеринарии), в частности к травматологии и физиотерапии. При свежих переломах костей, а также замедленно-консолидирующих переломах и ложных суставах конечностей в послеоперационном периоде применяют различные способы оптимизации репаративного остеогенеза. При этом используются химические (фармакологические) (витамины, ферменты, препараты для лечения остеопороза и др.), биологические (использование трансплантатов и культур клеток), механические (постукивание, применение компрессионно-дистракционных аппаратов). Наиболее широкое применение нашли физические факторы воздействия на регенерацию костной ткани (электростимуляция, магнитотерапия, облучение гелий-неоновым лазером, оксибаротерапия и проч.). Большинство методик требует стационарного лечения, дорогостоящей аппаратуры, непосредственного участия врача при выполнении. Последние годы широкое распространение в медицине получил такой физический фактор, как микровибрация. Для генерации ее применяют аппарат «Витафон». Есть публикации и о его применении в травматологии и ортопедии. Отмечается, что его применение в раннем послеоперационном периоде позволяет уменьшить болевой синдром, ускорить регрессию отека, есть указания на положительное действие на время сращения переломов. Однако, несмотря на рекомендации изготовителя к применению его при травмах, нет экспериментального подтверждения его положительного эффекта при лечении травм и, главное, обоснования применения той или иной схемы лечения. Так при переломах трубчатых костей изготовитель рекомендует начинать терапию в раннем послеоперационном периоде сначала в режиме 1 по 15 минут, затем в режиме 2, постепенно наращивая дозу воздействия. Таким образом, действие аппарата при лечении людей не достаточно изучено. Нет достаточных объективных данных о возможности и рекомендованных способах его применения, например, при лечении травматологических пациентов, в частности для оптимизации репаративного остеогенеза. Это обусловило необходимость проведения экспериментальных исследований на животных.
Техническим результатом изобретения является оптимизация репаративного остеогенеза с помощью виброакустического воздействия, по экспериментально обоснованной схеме.
Нами были проведены 2 серии опытов на кроликах породы «шиншилла», самцах, весом 2,5-3,5 кг. В первой серии опытов делали 3 трепанационных круглых дефекта лучевой кости (от диафиза до метафиза) предплечья по стандартному шаблону (фиг.1). Условно назвали их «диафизарный», «срединный» и «метафизарный». Диаметр отверстий 1,2 мм. Опытной группе на следующие после операции сутки проводилась виброакустическая терапия на зону повреждения в режиме 2 по 15 минут 6 раз в сутки (фиг.3). После выведения животных из эксперимента производили рентгенологическое, морфологическое и гистоморфометрическое исследования (производили замер площади регенерата на каждом из 3-х дефектов). Выявлены существенные различия макропрепаратов, микропрепаратов, результатов рентгенологического исследования. Для сравнения результатов гистоморфометрии был применен непараметрический тест Манна-Уитней: получены статистически значимые различия (расчеты производились с помощью программы SPSS [2]) (табл.1).
Таким образом, было выявлено оптимизирующее действие микровибрации на репаративный остеогенез. Для определения рекомендуемой схемы применения виброакустического воздействия с целью оптимизации репаративного остеогенеза была проведена вторая серия опытов, при которой на операции бормашиной по шаблону формировали овальный дефект 1Х5 мм (фиг.2). В послеоперационном периоде были в различных сочетаниях были апробированы различные режимы (1, 2, 4), дозировки (по 15 мин - 1, 3, 6 раз) и периоды воздействия (в соответствии с периодами консолидации). Оценивались результаты морфологического, рентгенологического, денситометрического, гистоморфометрического исследования. В качестве результирующих переменных оценивали денситометрический индекс (Rd), морфометрический индекс (Rm), результат гистологического исследования, оцененный в баллах (полуколичественный анализ), абсолютное значение размеров дефекта.
Денситометрический индекс рассчитывали по формуле:
Rd=(BMDreg./BMDtotal)X100%,
где
Rd - индекс денситометрии;
3
BMDreg. - минеральная плотность кости в зоне регенерата на 1 см;
BMDtotal - минеральная плотность в предплечье;
Морфометрический индекс рассчитывали по формуле:
Rm=(1-(Sdef/ Sdef.stnd.))X100%,
где
Rm - морфометрический индекс;
Sdef. - площадь дефекта при морфометрии;
Sdef.stnd. - площадь стандартного дефекта.
Для сравнения значений гистоморфометрии и денситометрии был применен тест Краскела-Уоллиса (расчеты производились с помощью программы SPSS [2]), получены статистически значимые различия в пользу применения виброакустического воздействия в 1 режиме, в дозировке по 15 минут - 6 раз в сутки, в период формирования ангиогенной костной ткани (что соответствует 3-й неделе после травмы или операции) (табл.2). Исключением были только различия денситометрического индекса при использовании различных групп (р=0,096, т.е. р>0,05, следовательно, принимается нулевая гипотеза об отсутствии значимых различий).
В условиях 16-го отделения ФГУРНИИТО им. P.P.Вредена нами была проведена клиническая апробация данной методики, получены положительные результаты при лечении пациентов с переломами трубчатых костей кисти. Достигнуты статистически значимые различия (табл.3) между контрольной и основной группами по показателям денситометрии (Rd) и оценке функции кисти (по шкале DASH и шкале Коллонтай), срокам нетрудоспособности (term disability) и формирования костной мозоли (по рентгенограммам) (period of consolidation). Для сравнения проводился расчет критерия Манна-Уитней с помощью программы SPSS. Осложнений в исследованной группе выявлено не было.
Результат изобретения достигается путем оптимизации условий репаративного остеогенеза при переломах трубчатых костей с помощью виброакустической терапии в послеоперационном периоде в определенном режиме, дозировке и в определенный срок со дня травмы (операции).
На фигурах изображены:
Фигура 1 - ход операции (эксперимент): выделена лучевая кость предплечья кролика, выполнены круглые трепанационные дефекты кортикальной пластинки лучевой кости.
Фигура 2 - ход операции (эксперимент): выделена лучевая кость предплечья кролика, выполнен овальный трепанационный дефект кортикальной пластинки.
Фигура 3 - фиксация вибрафонов на лапе кролика с помощью резиновой манжеты, изготовленной из стерильной хирургической перчатки.
В таблицах показаны:
Таблица 1 - результаты теста Манна-Уитней для 1-й серии эксперимента, где Grupping Variable - группирующая переменная группа.
Таблица 2 - результаты теста Краскела-Уоллиса для 2-й серии эксперимента.
Таблица 3 - результаты теста Манна-Уитней при сравнении клинических результатов и результатов денситометрии у контрольной и основной групп пациентов при клинической апробации, где группирующая переменная группа.
Способ осуществляется следующим образом:
В предлагаемом нами способе виброакустическое воздействие производится с помощью аппарата «Витафон» («Витафон-Т) в режиме 1, дозировке - 15 минут, 6 раз в сутки, с 14-х по 21-е сутки после операции. В остальном послеоперационное ведение пациентов не отличается от общепринятого. Данная методика проста в исполнении, может выполняться не только амбулаторно, даже на дому, после рекомендации врача, не требует существенных материальных затрат и может быть предложена к широкому внедрению, для чего целесообразно получить патентную защиту новой разработки.
Список использованной литературы
1. Баиндурашвили А.Г. Виброакустическое воздействие в комплексном лечении больных: пособие для врачей. / А.Г.Баиндурашвили, В.А.Федоров. - СПб.: "Вита Нова", - 2003. - 90 с.
2. Бююль A. SPSS: искусство обработки информации. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей. / А.Бююль, П.Цефель - Киев:"ДиаСофт", 2002. - 608 с.
3. Емельянов В.Г. Применение электромагнитной стимуляции при лечении ложных суставов костей голени методом внеочагового компрессионно-дистракционного остеосинтеза. / В.Г.Емельянов, Э.М.Сулейманов // V Всероссийский съезд травматологов-ортопедов. - Ярославль, 1990. - С.211-212.
4. Жирнов В.А. Фототерапия в травматологии и ортопедии. / А.В.Жирнов, А.К.Василькин // Тезисы докладов VI Всероссийского съезда физиотерапевтов. - Санкт-Петербург, 2006. - С.198.
5. Корж А.А. Репаративная регенерация кости. / А.А.Корж, A.M.Белоус, Е.Я.Панков. - М.: Медицина, 1972. - 232 с.
6. Потего Н.К. Виброакустическая терапия при переломе челюстей. / Н.К.Потего // Труды V Всероссийского съезда физиотерапевтов и курортологов и Российского научного форума "физические факторы и здоровье человека". - М., 2002. - С.287-288.
7. Руцкий В.В. Электростимуляция остеорепарации при открытых переломах костей. / В.В.Руцкий // Военн-мед. журн. - 1983. - №10. - С.49-51.
8. Тихилов Р.М. Влияние оксибаротерапии на регенерацию костной ткани. / P.M.Тихилов, Г.В.Акимов, А.П.Лотович // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1980. - №12. - С.51-52.
9. Ткаченко С.С. Электростимуляция остеорепарации. // С.С.Ткаченко, В.В.Руцкий. - Л.: Медицина, 1989. - 208 с.
10. Ткаченко С.С., Станчик Ю.Ф., Тихилов P.M. Оксигенобаротерапия в комплексном лечении больных с травмами конечностей. / С.С.Ткаченко, Ю.Ф.Станчик, P.M.Тихилов // Военн-мед. журн. - 1983.- №12. - С.22-26.
11. Шевцов В.И., Меньшикова И.А. Восстановительное лечение и реабилитация больных ортопедотравматологического профиля в РНЦ "ВТО": результаты, возможности, перспективы. / В.И.Шевцов, И.А.Меньшикова // Гений Ортопедии - 2008. - №4. - С.81-83.
12. «Виброакустическая терапия». Труды четвертой международной конференции «Виброакустика в медицине». - СПб.: «Вита Нова», 2007. - 113 с.
13. «Аппарат виброакустического воздействия. Витафон». Руководство по эксплуатации. - ООО «Витафон». 2006, 9 с.
Таблица 1
Способ оптимизации условий репаративного остеогенеза
Test Statistics(b)
дефекты
диафизарный
срединный
метафизарный
Mann-Whitney U
37,5
37
37,5
Wilcoxon W
115,5
115
115,5
Z
-2,0174584
-2,0353803
-2,032011909
Asymp.Sig. (2-tailed)
0,0436477
0,0418126
0,04215245
Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)]
0,044902
0,044902
0,044901995
Таблица 3
Способ оптимизации условий репаративного остеогенеза
Rd after
Period of consolidation
Term disability
DASH
Kolontay
Mann-Whitney U
54
56
35
45,5
48
Wilcoxon W
174
176
155
165,5
168
Z
-2,42971
-2,40672
-3,22533
-2,78182
-2,7992
Asymp.Sig. (2-tailed) (p)
0,015111
0,016097
0,001258
0,005406
0,005123
Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)] (p)
0,014519
0,018554
0,000834
0,004266
0,006568