АКАДЕМІЯ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ТРАВМАТОЛОГІЇ ТА ОРТОПЕДІЇ

СУЛИМА Вадим Станіславович

УДК 616.71-018.46-002.2:616-089.844

КІСТКОВО-ПЛАСТИЧНЕ ЛІКУВАННЯ ХВОРИХ НА ХРОНІЧНИЙ ОСТЕОМІЄЛІТ

(експериментально-клінічне дослідження)

14.01.21 – Травматологія та ортопедія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ – 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті травматології та ортопедії АМН України

Науковий консультант: | доктор медичних наук, професор

ГРИЦАЙ Микола Павлович, Інститут травматології та ортопедії АМН України, завідувач відділенням кістково-гнійної хірургії

Офіційні опоненти: | доктор медичних наук, професор

КОСТРУБ Олександр Олексійович, Інститут травматології та ортопедії АМН України, завідувач відділенням спортивної та балетної травми

заслужений діяч науки і техніки, лауреат держаної премії України, доктор медичних наук, професор

ЛОСКУТОВ Олександр Євгенійович, Дніпропетровська державна медична академія МОЗ України, завідувач кафедрою травматології та ортопедії

доктор медичних наук, головний науковий співробітник

ГОРІДОВА Лідія Дмитрівна, Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І.Ситенка АМН України, відділ травматології опорно-рухової системи

Провідна установа: | науково-дослідний інститут травматології та ортопедії Донецького державного медичного університету ім. М.Горького МОЗ України

Захист відбудеться “_18_” ___квітня___ 2003 року о _12_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.606.01 при Інституті травматології та ортопедії АМН України (01601, м. Київ, вул. Воровського, 27).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту травматології та ортопедії АМН України за адресою: 01601, м. Київ, вул. Воровського, 27.

Автореферат розісланий “_7_“____березня___2003 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

доктор медичних наук Страфун С.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЕРТАЦІЇ

Актуальність роботи. Лікування хворих на хронічний остеомієліт (ХО) належить до однієї з складних та до кінця не вирішених, а тому й актуальних проблем сучасної травматології та ортопедії. Актуальність зумовлена особливостями гнійно-некротичного ураження тканин опорно-рухової системи у різних вікових групах хворих, котрі полягають у поступовому поширенні, хронічному перебігу та складності усунення процесу з досить значним відсотком рецидивів.

У зв’язку з ростом питомої ваги травматизму в загальній структурі захворюваності не втрачає актуальності проблема профілактики та лікування хворих на хронічний травматичний остеомієліт, котрий ускладнює перебіг травм у 5-67% (М.К.Панченко, 1980, А.А.Корж 1985, В.М.Шипляк, 1986). На жаль, кількість випадків післяопераційного остеомієліту як після хірургічного лікування відкритих, так і після остеосинтезу закритих переломів не зменшується та сягає 3-11% і 0,65-9,6%, відповідно (Ю.Ю.Колонтай, 1979, М.П.Грицай, 1994, H.Zwipp, 1984, A.I.Roth, 1986, P.Pommens, 1987). Не менш актуальними залишаються питання діагностики та лікування хворих з хронічними формами гематогенного (В.Н.Галкин, 1979, E.Bogoch, 1984, A.Daoud, 1989, M.Martini, 1994) та вогнепального (Б.А.Ермаченко, 1989, А.А.Артемьев, 1993, В.М.Шаповалов, 2000, A.S.Atesalp, 1998) остеомієліту.

Хоч науково-практичний внесок та успіхи в профілактиці і лікуванні цієї важкої патології кісток є суттєвими, рецидиви захворювання все ж спостерігаються у 10-40% (И.И.Захаров, 1981, H.Sax, 1999, D.M.Bamberger, 2000), а у віддалені терміни – у 61,5-75% випадків (І.В.Шумада, 1987, М.П.Грицай, 1992, А.П.Барабаш, 1995, А.М.Аранович, 1999, Т.А.Девятова, 2001, A.J.Weiland, 1984). Серед хворих переважають особи працездатного віку, а більше половини з них залишається інвалідами ІІ групи (В.В.Бодулин, 1987). Частота інвалідності іноді сягає 90% (Р.Е.Житницкий, 1988, K.Klemm, 1986, W.Ono, 1999).

У більшості випадків гнійно-некротичний процес перебігає на фоні порушення репаративної регенерації з утворенням кісткових дефектів та порожнин, які потребують реконструктивно-відновних методів усунення, серед яких чільне місце займає кісткова пластика (КП). Різні методи пластики кісткових дефектів мають ті чи інші переваги, але не завжди дають позитивні результати. На нашу думку це зумовлено цілою низкою невирішених питань, котрі, насамперед, стосуються необхідності передопераційного вивчення меж розповсюдження патологічного процесу для оптимального видалення остеомієлітичного осередку. Назріла нагальна необхідність розробки алгоритму хірургічного лікування – для диференційованого вибору оптимального методу остеопластики для заміщення кісткових дефектів в залежності від тривалості перебігу гнійно-некротичного процесу, виду збудника, функціонального стану органів та систем хворого на хронічний остеомієліт, тощо. Потребує розробки прогностична система ефективності хірургічного лікування хворих. Слід удосконалити динамічне клініко-лабораторне спостереження за функціонуванням систем організму хворого на ХО для попередження та вчасної діагностики рецидивів, моніторингу процесу остеорепарації протягом відновлення анатомічної цілості ураженого сегменту після остеопластики.

Результатом хронічного гнійно-некротичного процесу є утворення значних за обсягом кісткових дефектів, котрі потребують заміщення. Але і тут виникає проблема пов’язана з недостатньою кількістю пластичного матеріалу. Хоч арсенал імплантаційних матеріалів є різноманітним, усі вони мають досить суттєві недоліки. Тому актуальним залишається пошук нових матеріалів, котрі можливо було б використовувати для заміщення кісткових дефектів, поряд з власними тканинами організму.

Отже, сучасна система кістково-пластичного лікування хворих на цю грізну недугу потребує нагальної розробки. Усе перелічене зумовлює пошук нових рішень у розв’язанні цієї актуальної проблеми.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є фрагментом комплексної державної бюджетної теми (державна реєстрація №0100U002234) науково-дослідної роботи відділу кістково-гнійної хірургії Інституту травматології та ортопедії Академії медичних наук України (ІТО АМН України).

Мета дослідження: підвищити ефективність усунення гнійно-некротичного процесу, зменшити кількість його рецидивів, покращити анатомо-функціональні результати та скоротити терміни лікування хворих на хронічний остеомієліт шляхом розробки та впровадження системи кісткової пластики.

Задачі дослідження:

- в умовах експерименту вивчити структуру, фізичні та біоадаптаційні властивості матеріалу, виготовленого на основі природного гідроксиапатиту, та довести можливість використання його у якості пластичного матеріалу для заміщення кісткових дефектів різного походження, в тому числі і остеомієлітичного. Розробити технологію клінічного використання дослідного матеріалу;

- вивчити можливості та довести необхідність використання сучасних методів діагностики: спіральної комп’ютерної томографії (СКТ) та сонографії (СГ) у динамічному контролі процесу формування та перебудови кісткових регенератів після кістково-пластичного заміщення санованого остеомієлітичного осередку;

- виявити закономірності клініко-лабораторних змін (імунологічних, біохімічних та мікробіологічних) показників у хворих на ХО з рецидивами та безрецидивним перебігом захворювання. Виробити прогностичні критерії виникнення гнійних ускладнень після остеопластики і намітити шляхи впливу на процеси репаративного остеогенезу та подолання кістково-гнійної інфекції;

- виявити найбільш вагомі фактори, що впливають на ефективність остеопластики та встановити ступінь їх кореляційних зв’язків. На цьому підґрунті розробити сучасний алгоритм диференційованого вибору оптимальної тактики кістково-пластичного втручання та прогностичну модель ефективності остеопластики з мінімальним ризиком виникнення рецидивів остеомієліту;

- вивчити анатомо-функціональні результати та визначити медико-соціальну ефективність запропонованої системи остеопластичного лікування хворих на ХО;

- на основі комплексного аналізу двадцятидвохрічного застосування методів кісткової пластики при остеомієліті виявити помилки та ускладнення, розробити шляхи їх попередження та усунення.

Об'єкт дослідження. Хронічний остеомієліт, котрий супроводжується виникненням кісткових дефектів або перебігає на фоні порушення процесу зрощення кісток.

Предмет дослідження. Кістково-пластичне усунення кісткових дефектів або відновлення цілості кісток у хворих на ХО.

Методи досліджень. За допомогою електронної мікроскопії та інфрачервоної (ІЧ) спектрофотометрії вивчили структуру та сорбційну здатність нового імплантаційного матеріалу „Остеоапатиту керамічного” (ОК), виготовленого на основі природного гідроксиапатиту. На 39 безпородних тваринах (собаках) провели експериментальні дослідження по створенню асептичних та інфікованих епіметафізарних та діафізарних дефектів стегнової або великогомілкової кісток з наступним заміщенням їх гранулами матеріалів (рацпропозиція №122470). Гістоморфологічними, рентгенологічним методами та світловою мікроскопією вивчили біоадаптаційні властивості ОК до оточуючих тканин. Морфометричний метод з застосуванням пакету програми UTHSCSA Image Tool for Windows (version 2,00) використали для вивчення властивостей ОК в залежності від якісного складу, та величини гранул матеріалу. Метод культивування остеогенних клітин-попередників кісткового мозку людини використали як тест-систему для вивчення впливу ОК на ріст та формування колоній колонієутворюючих одиниць фібробластів (КУОф). Мікробіологічними методами вивчили можливість надання матеріалу додаткових (антибактеріальних) властивостей. Цим комплексом методів обґрунтували можливість клінічного використання ОК.

У роботі проаналізували результати клініко-лабораторного обстеження 442 хворих на ХО у процесі кістково-пластичного лікування у відділенні кістково-гнійної хірургії ІТО АМН України за період з 1980 по 2002 рік з викладенням результатів для підрахунку у формі таблиць Excel. Вивчили можливості СКТ та СГ методу у передопераційному дослідженні остеомієлітичного осередку. За допомогою рентгенівського та СГ методів вивчили зміни кісткових трансплантатів та формування і перебудову дистракційних регенератів після пластичного заміщення кісткових дефектів у хворих на ХО. Імунологічними методами вивчили зміни клітинної та гуморальної ланок імунної системи хворих на ХО до та після остеопластичного заміщення кісткових дефектів. Мікробіологічні методи використали для вивчення змін мікробного пейзажу та його ролі у виникненні рецидивів остеомієлітичного процесу після КП дефектів у хворих на ХО. Біохімічні методи використали з метою вивчення змін колагенази, глiкозамiноглiканів (ГАГ), гіалуронідази, фракцій вільного та білковозв’язаного оксипролiну – показників регенерації кісткової тканини після кістково-пластичного заміщення дефектів. Імунологічні, мікробіологічні та біохімічні методи використали для встановлення критеріїв можливого рецидиву ХО у хворих після остеопластики.

Результати піддали обробці методами математичної статистики з використанням багатофакторного кореляційно-регресійного аналізу за допомогою комп’ютерних пакетів програм STATISTICA v5,5a та Microsoft Excel.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше експериментально обґрунтували можливість клінічного використання матеріалу, виготовленого на основі природного гідроксиапатиту, для заміщення кісткових дефектів різного походження, в тому числі і остеомієлітичного. Дістало подальший розвиток використання СКТ у доопераційному вивченні остеомієлітичного осередку та СГ методу у післяопераційному контролі процесу формування та перебудови кісткових регенератів після вільної пластики кісткових дефектів та після їх білокального заміщення. Уточнили рентгенологічні фази перебудови кісткових трансплантатів та дистракційних регенератів за допомогою використання малоінвазивного СГ методу. Вперше встановили граничні клітинні та гуморальні показники імунної системи, котрі свідчать про ризик рецидиву остеомієліту або порушення регенерації кісткової тканини у хворих на ХО після пластичного заміщення кісткових дефектів. Уточнили бактеріологічні фактори, які зумовлюють розвиток рецидиву гнійного процесу у хворих на ХО після остеопластики. Вперше розробили біохімічні критерії прогнозування рецидиву гнійного процесу після остеопластичного втручання. На основі всебічного аналізу двадцятидвохрічного досвіду використання КП у лікуванні 442 хворих на ХО з кістковими дефектами вперше розробили бальну оцінку важкості їх стану. Уточнили корелятивні зв’язки між найбільш вагомими факторіальними чинниками, котрі впливають на ефективність остеопластики.

Практичне значення одержаних результатів. Опрацювали технологію клінічного використання природного гідроксиапатиту для заміщення кісткових дефектів і порожнин та запропонували нові методики, які захищені патентами на винахід. Розробили ефективну систему кістково-пластичного лікування хворих на ХО з можливістю прогнозування та вчасного запобігання виникнення рецидиву захворювання. На цьому підґрунті розробили алгоритм кістково-пластичного лікування хворих на ХО. На основі аналізу причин допущених помилок та виникнення ускладнень в процесі кістково-пластичного лікування розробили заходи щодо їх раннього виявлення та вчасного усунення.

Використання розробленої системи остеопластичного лікування хворих на ХО дозволило зменшити частоту виникнення гнійних рецидивів на 10,5%; незадовільних результатів остеопластики з 10,8% до 1,4%; скоротити тривалість стаціонарного лікування після вільного пластичного заміщення кісткових дефектів на 35 днів – з 120,09,6 дня (1980-1990 роки) до 85,06,8 дня (1991-2002 роки); після білокального – на 20 днів – з 171,011,7 дня (1980-1990 роки) до 150,09,0 дня (1991-2002 роки).

За матеріалами дисертації опубліковано 2 інформаційні листи та 1 нововведення, з рекомендаціями щодо використання на обласному та районному рівнях. Систему відновного кістково-пластичного лікування впровадили у клінічну практику спеціалізованих відділень кістково-гнійної хірургії ІТО АМН України, Івано-Франківської та Житомирської обласних лікарень, Луцького військового госпіталю, Київської дорожньої клінічної лікарні №1. Матеріали роботи використовуються у педагогічному процесі на кафедрах травматології та ортопедії Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця та Івано-Франківської державної медичної академії.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні інформаційно-патентного пошуку, аналізу літературних джерел, визначенні мети та завдань експериментально-клінічних досліджень, у виборі методичних підходів до їх вирішення. На клініко-біологічній базі Івано-Франківської державної медичної академії автор самостійно виконав експериментальний розділ роботи з відтворення асептичних та інфікованих дефектів кісток у дослідних тварин (собак) та наступною імплантацією дослідного матеріалу, розробленого у Інституті проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича Академії наук України, виготовленого на основі природного гідроксиапатиту. Морфометричний аналіз результатів гістоморфологічного дослідження самостійно проведений автором. Ним особисто підготовлена технічна документація та забезпечене виконання клінічної апробації нового матеріалу. Автор запропонував спосіб лікування кісткового дефекту (позитивне рішення на видачу патенту на винахід №2002032326). Після самостійного збору даних та обробки тематичних карт 442 хворих на ХО, котрим застосовані методи КП, автор створив електронну базу даних для аналізу результатів лікування. Автор оволодів СГ методом, самостійно виконав обстеження хворих на ХО та запропонував спосіб лікування дефекту дистракційного регенерату (позитивне рішення на видачу патенту на винахід №2002032327). Аналіз імунологічних, мікробіологічних та біохімічних результатів обстеження хворих автор виконав сумісно з працівниками наукових підрозділів ІТО АМН України. Автор самостійно виконав статистичний аналіз результатів, запропонував бальну оцінку важкості хворих на ХО, розробив алгоритм кістково-пластичного лікування. З аналізу помилок та ускладнень після остеопластики автор запропонував шляхи їх попередження та усунення. Участь здобувача у наукових статтях, опублікованих у співавторстві, є визначальною та полягала у бібліографічному пошуку, клінічних, інструментальних дослідженнях, хірургічних втручаннях, виконаних за останні три роки, статистичних обрахунках, аналізі отриманих результатів та формулюванні висновків.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації викладені у 15 доповідях на конференціях, з’їздах та засіданнях асоціацій травматологів-ортопедів. Результати роботи оприлюднені на науково-практичній конференції травматологів присвяченій 75-річчю УНДІТО (Київ, 1994), Українській науково-практичній конференції “Тактика відновного лікування і реабілітації при травмах та ураженнях нижніх кінцівок” (Київ-Запоріжжя, 1995), Міжнародному Конгресі молодих вчених українців (Івано-Франківськ, 1995), XІІ з’їзді травматологів-ортопедів України (Київ, 1996), науково-практичній конференції “Роль центрів кістково-гнійної хірургії в діагностиці, профілактиці та лікуванні хворих на остеомієліт в Україні” (Київ-Житомир, 1996), Міжнародному конгресі хірургів Білорусії (Витебск, 1996), пленумі ортопедів-травматологів України (Київ-Одеса, 1998), VІІІ конгресі Світової федерації українських лікарських товариств (Львів-Трускавець, 2000), ХІІІ з’їзд ортопедів-травматологів України (Київ-Донецьк, 2001), 4 міжнародному семінарі з використання методів зовнішньої фіксації в травматології та ортопедії (Рига, 2001), конференції травматологів-ортопедів Росії “Актуальные вопросы детской травматологии и ортопедии” (Москва, 2001), ІІ міжнародній науково-технічній конференції “Композиционные материалы” (Київ, 2001), Міжнародній конференції “Ультразвукова діагностика в педіатрії” (Ялта, АР Крим, 2002), тридцятому засіданні обласної асоціації травматологів-ортопедів (Івано-Франківськ, 2000), товаристві травматологів-ортопедів м. Києва та Київської області (2001), науковій конференції ІТО АМН України (Київ, 2002), міжобласній науково-практичній конференції “Актуальні питання сучасної травматології та ортопедії (Київ-Житомир, 2002).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 45 наукові праці, серед них розділ у монографії, 24 статті (2 оглядові) у журналах, сертифікованих ВАК України. Матеріали роботи висвітлені у збірниках наукових праць 9 конференцій, 1 пленуму, у матеріалах 3 конгресів, 2 з’їздів. Отримане позитивне рішення на два деклараційні патенти України. Опубліковано 2 інформаційні листи. Одне нововведення опубліковане у інформаційному бюлетені АМН України.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 363 сторінках машинописного тексту, ілюстрована 48 таблицями та 119 рисунками. Робота складається зі вступу, огляду літератури та дев’яти розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення результатів дослідження, висновків. Список використаних джерел містить 528 посилань, серед яких 251 джерело кирилицею та 277 – латиницею. Додатки А-И викладені на 13 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Експериментальне обґрунтування можливості заміщення дефектів кісток матеріалом на основі природного гідроксиапатиту. Досліджуваний матеріал отримують шляхом двохстадійного випалювання при температурі не вище 1100 оК протягом не менше 2 годин суміші біоскла та природного гідроксиапатиту – мінералу кісткової тканини нативних кісток ссавців (патент №23 250А України). Зміцнення природного гідроксиапатиту біосклом значно покращує експлуатаційні властивості імплантатів. Технологічний процес дозволяє змінювати параметри міцності імплантату та виготовляти матеріали з твердістю кортикальної або губчастої кістки. Коли кількість природного гідроксиапатиту знаходиться у межах 3-6% (мол.) міцність матеріалу наближується до міцності губчастої кісткової тканини та дорівнює 35-46 МПа. Матеріал виготовляється з розмірами гранул від 50-100 до 1000-3000 мкм, або у формі цільних зразків заданих розмірів. Матеріал має пористу структуру з розмірами пор від 3 до 275 мкм. Технологія дає можливість керувати процесами пороутворення та надавати матеріалу різної швидкості резорбції. Об’єм пор може бути доведений до 72%.

Завдяки сорбційній здатності ОК, існує можливість надавати йому антибактеріальні властивості. Дослідження спектру ІЧ прозорості цільних зразків ОК насиченого антибіотиком (цефтріаксоном) виявили в спектрі зсув на 1-7 см-1 головних смуг антибактеріального препарату, а у деяких випадках – на 17-24 см-1. Такі зміни свідчать не просто про механічну сорбцію розчину антибіотику, а і про деяку хімічну взаємодію їх складових на поверхні зразка протягом 15-30 хвилин.

Рентген-морфологічні зміни ділянки імплантації ОК в асептичному кістковому дефекті. Гістоморфологічно нами доведені високі біоадаптаційні властивості ОК з різною величиною гранул марки ОК 100, виготовлених з природного гідроксиапатиту, та марки ОК 015 – з суміші 85% гідроксиапатиту та 15% біоскла, у асептичному кістковому дефекті.

Рентгенологічно через 5 тижнів після імплантації в усіх серіях досліджень навколо матеріалу спостерігали нерівномірний склероз кісткової тканини з нечіткими контурами. Поступово до 30 тижня чіткість та щільність контурів гранул дещо втрачались, хоча значно перевищувала щільність оточуючої кісткової тканини. При гістологічному дослідженні навколо імплантованих гранул ОК з біосклом та без його домішку через 5 тижнів виявили густу мережу новоутворених кісткових перекладок. З боку міжтрабекулярних порожнин кісткового ложа в матеріал вростали судини та остеогенна тканина. Безпосередньо на гранулах ОК спостерігали апозицію кісткової тканини, яка щільно прилягала до їх поверхні.

До 30 тижня в проміжках між гранулами ОК відбувалось потовщення новоутворених кісткових перекладок. Окремі гранули або їх групи були щільно оточені та інтимно спаяні з новоутвореною кістковою тканиною, в якій спостерігали дистрофічні та некробіотичні зміни. Більшість гранул піддавалась деградації, фрагментації та поступовому заміщенню остеогенною тканиною. Особливостей у формуванні жовтого кісткового мозку не відмітили. Кількість його до 30 тижня дещо перевищувала 30%.

Морфометричними підрахунками процентного співвідношення тканин ділянки імплантації виявили достовірно (р<0,05) більшу кількість новоутвореної кісткової тканини довкола гранул ОК 015 (з біосклом) з розміром 160-500 мкм у порівнянні з гранулами ОК 100 (без домішку біоскла) в ранні терміни (5 тижнів) спостереження. Однак, у пізні терміни (30 тижнів) кількість кісткової тканини була однаковою та дещо перевищувала 50% від усіх тканин ділянки імплантації. На нашу думку, такі зміни можуть свідчити про незначне пришвидшення процесу формування кісткової тканини навколо гранул з біосклом.

Формування та перебудова остеогенної тканини довкола різних за розмірами гранул ОК мала незначну перевагу в утворенні кісткової тканини довкола гранул більших за розмірами. На нашу думку, ці особливості слід диференційовано застосовувати при заміщенні дефектів губчастої та компактної кісткової тканини.

Отже, динаміка формування остеогенної тканини з поступовим утворенням щільної мережі кісткових перекладок, високим ступенем адгезії новоутвореної кісткової тканини з поверхнею гранул ОК без запальної реакції та утворення фіброзної капсули довкола гранул свідчить про адекватну взаємодію матеріалу з прилеглими тканинами.

Рентген-морфологічні зміни ділянки імплантації ОК в інфікованому кістковому дефекті. Характер тканинної реакції на гранули ОК імплантовані у інфікований дефект після його санації свідчив про утворення масивного шару остеогенної тканини, що на нашу думку, було викликане попереднім запальним процесом, котрий сприяє розвитку гіперостозу. Поодинокі гранули ОК на ділянках дифузної лейкоцитарної інфільтрації виявляли ознаки пришвидшеної біодеградації у порівнянні з гранулами оточеними новоутвореною кістковою тканиною. Це дозволяє стверджувати, що ці гранули не виконуватимуть роль субстрату, який спроможній підтримувати гнійний процес в осередку.

Морфометрично довели достовірну (р<0,05) перевагу кількісних показників новоутвореної остеогенної та кісткової тканин на ділянці імплантації гранул ОК в інфікований дефект в порівнянні з асептичним на 15-17 тиждень спостереження.

Таким чином, попереднє гнійне запалення кісткової тканини не погіршує умови перебігу репаративного остеогенезу та сприятливої взаємоадаптації ОК з оточуючими тканинами. При усуненні ретельно санованих дефектів кісток перевагу слід надавати гранульованому матеріалу, насиченому антибактеріальними препаратами.

Нами доведена відсутність гальмівного впливу ОК на проліферацію та диференціювання “in vitro” стромальних фібробластів, вилучених з аутоспонгіози хворих на ХО та з ортопедичною патологією. Оптимальна величина гранул, яка не перешкоджає росту та формуванню багатошарових колоній КУОф, становить 500-3000 мкм. Найкращі адаптаційні властивості виявив матеріал який містить вуглець.

Нами доведена відсутність інактивуючої дії ОК на антибіотик. Відсутня також залежність тривалості протимікробної дії ОК, насиченого цефтріаксоном, від розміру та пористості гранул. Дифузія цефтріаксона з матеріалу тривала не менше 5 годин: зони затримки росту складали 200,5 мм, 130,5 мм, 90,5 мм – початкова, через 3 та 5 годин, відповідно. З контрольних дисків цефтріаксон дифундував повністю до двох годин. Цими дослідженнями доведена властивість матеріалу утримувати адсорбований антибактеріальний препарат, що свідчить про принципова можливість використання ОК насиченого антибіотиком в якості імплантату при заміщенні кісткових дефектів у хворих на остеомієліт.

Таким чином, досліджуваний матеріал за своїми фізико-механічними, пластичними і функціональними властивостями задовольняє головні вимоги, які висувають до імплантатів медичного призначення. Експериментально нами доведена висока біосумісність гранул ОК та можливість їх використання для заміщення кісткових дефектів різного походження. Матеріал є нетоксичним та суттєво дешевший від існуючих аналогів.

Структура остеомієлітичного осередку за даними СКТ та СГ. Порівняльний аналіз результатів конвексійної рентгенографії та СКТ у 36 хворих довів суттєву перевагу останньої в передопераційній діагностиці хронічних форм остеомієліту. Дані отримані в результаті СКТ повністю співпали з візуальними даними в процесі виконання хірургічного втручання у всіх обстежених хворих. СКТ з трьохвимірною реконструкцією дозволяє більш чітко та просторово уявити розташування, розміри, форму та межі осередку остеомієлітичного ураження, а, відтак, і кількість необхідного пластичного матеріалу.

СГ метод суттєво допомагає у малоінвазивному визначенні розмірів кісткових дефектів та порожнин, їх просторовому розташуванні, співвідношенні між ураженими та неураженими ділянками кістки та прилеглими тканинами. Метод дозволяє вивчити структуру окістя та виявити дефекти поверхні кістки. Метод уможливлює малоінвазивний контроль процесу утворення регенерату та динаміку його мінералізації після пластичного заміщення кісткового дефекту. Опосередковано метод інформує про активізацію запального процесу та його перебіг. Особливо це стосується раннього (10-15 днів) виявлення післяопераційного рецидиву гнійного процесу. Метод дозволяє вчасно виявити формування флегмони, норицевого ходу або секвестрацію аутоспонгіози.

Отже, комплексна топічна діагностика в поєднанні СКТ, СГ з клінічними та лабораторними методами відображає реальний стан сегменту кінцівки ураженого остеомієлітичним процесом, його локалізацію та розповсюдження. Ретельне топографічне вивчення остеомієлітичного локусу дозволяє диференційовано підійти до вибору тактики, об’єму та етапності хірургічного сануючого та відновного кістково-пластичного втручання.

Регенерат, як незріла кісткова тканина, протягом свого дозрівання є акустично сприятливим середовищем. Цим і зумовлена можливість використання методу у вивченні процесу репаративної перебудови аутотрансплантату. СГ метод уможливлює динамічне малоінвазивне спостереження за змінами санованого остеомієлітичного осередку після його кістково-пластичного заміщення, котрі перебігають впродовж трьох рентген-морфологічних фаз:

І фаза – розсмоктування аутотрансплантату;

ІІ фаза – мінералізації новоутвореної остеогенної тканини;

ІІІ фаза – функціональної органотипової перебудови регенерату та кісткової тканини у заміщеному дефекті.

Нами виявлені особливості сонографічного зображення кісткового регенерату впродовж перебудови. Дослідження довели, що СГ метод найбільш інформативний в ранні фази перебудови губчастої кісткової тканини. Структура аутоспонгіози протягом І фази поступово набувала гіпоехогенності зі зниженням смугастості по периферії ділянки трансплантації, що опосередково свідчило про процес її резорбції та початок реваскуляризації трансплантату на межі дотику з краями кісткових фрагментів або стінками дефекту. Поздовжня смугастість вільного трансплантату протягом ІІ фази, поступово наближалась до ехогенної структури країв кісткових фрагментів та зливалась в лінію, відповідну утвореній замикальній пластинці.

Рентгенівський метод дослідження є більш інформативним у пізніх фазах перебудови новоствореного кісткового регенерату та у визначенні термінів іммобілізації та навантаження кінцівки. Раннє дозоване навантаження кінцівки можливе в кінці фази первинної перебудови аутоспонгіози у сегментарному дефекті максимального розміру – через 4-5 міс після оперативного втручання. Повне навантаження кінцівки слід рекомендувати в середині фази формування зрілої кістки – не раніше 7-8 міс після КП.

СГ метод дозволяє контролювати процес перебудови та мінералізації дистракційного регенерату, визначати якісний його характер та виявляти хибні зміни. Нами виявлені СГ особливості змін ехогенності дистракційного регенерату та уточнені відомі рентгенологічні фази його формування та перебудови:

І стадія: фаза А – формування м’якотканинного нерентгенконтрастного регенерату; фаза Б – пара- та періостального плямистого звапнення регенерату; фаза В – ендостального плямистого звапнення регенерату;

ІІ стадія – утворення так званої “зони просвітлення”;

ІІІ стадія – смугастого тотального звапнення регенерату;

ІV стадія – функціональної перебудови регенерату з формуванням органотипової структури, характерної для діафізу.

Поєднане використання рентгенівського та СГ методів дозволяє здійснити ефективний динамічний моніторинг процесів формування та перебудови дистракційного регенерату протягом лікування хворих на ХО методом білокального остеосинтезу за Илизаровым.

Оцінка функціонального стану імунної системи організму хворого на ХО в процесі кістково-пластичного лікування. Розвиток, перебіг та наслідки ХО в значній мірі залежать від стану захисних сил організму, які є не тільки вирішальними факторами у боротьбі з інфекцією, але й впливають на інтенсивність репаративних процесів. Персистенція інфекції, порушення кровообігу та розвиток дистрофічних змін в тканинах, оточуючих остеомієлітичний осередок, зумовлюють хибність перебігу репаративних процесів кісткової тканини. Не останню роль у цьому відіграє пригнічення функції імунної системи.

Аналіз динаміки імунологічних показників у 109 (80,7%) хворих на ХО (група А) з гладким перебігом післяопераційного періоду та у 26 (19,3%) хворих (група Б), у яких в ранні та пізні строки після пластики кісткових дефектів спостерігали рецидиви гнійного запалення або порушення процесів репаративної регенерації, виявив циклічні зміни імунологічних показників. Хворим обох груп в доопераційному періоді був властивий вторинний імунодефіцит, а ступінь пригнічення імунобіологічних сил організму був приблизно однаковим. Протягом післяопераційного періоду в усіх хворих імунологічна недостатність посилювалась. Найбільш суттєві зміни спостерігали в перші 2 тижні післяопераційного періоду, які тривали до 30 діб. У хворих з ускладненнями у ранньому післяопераційному періоді спостерігали пригнічення хелперної субпопуляції Т-клітин, в той час, як у хворих без ускладнень кількість Т-хелперів (Етфс-РУК) зростала. Пригнічення Етфс-РУК на фоні значного зменшення загальної кількості Т-лімфоцитів, на нашу думку, сприяло зниженню швидкості та рівня клітинних реакцій і унеможливлювало адекватну імунну відповідь. При загостренні ХО у хворих спостерігали значні коливання показників імуноглобулінів, особливо класів М та G (як зростання, так і падіння). Цю ознаку ми рекомендуємо застосовувати з метою прогнозування рецидиву остеомієліту. На нашу думку, такий стан співвідношення клітинної та гуморальної ланок імунітету може свідчити про те, що після хірургічного видалення хронічного гнійно-некротичного осередку основні сили організму витрачаються не стільки на протиінфекційний захист, скільки на процеси репаративного відновлення цілості кістки після пластичного заміщення його дефектів.

У хворих без ускладнень показники клітинного імунітету, починаючи з другого місяця спостереження, перевищували аналогічні показники хворих з ускладненнями аж до 12 міс. Цей факт, на нашу думку, може бути позитивним прогностичним критерієм неускладненого перебігу репаративних процесів при умовах адекватного співставлення уламків, стабільності їх фіксації, тощо. Пригнічення клітинної ланки імунітету у хворих з ускладненнями КП було більш суттєвим, а амплітуда коливань рівня клітинних показників значно перевищувала аналогічну у хворих без ускладнень. У них в 84,6% випадків спостерігали порушення процесів зрощення кісток.

Отже, порівняльні результати довели, що найбільш інформативним та відповідальним для спостереження був термін 0,5-1 міс після остеопластики. Небезпечним явищем ми вважаємо збіг змін декількох імунологічних показників. У хворих з одночасним пригніченням кількості Т-лімфоцитів нижче 0,3х109/л, Т-хелперів – нижче 0,15х109/л та імуноглобулінів М, на фоні значного зростання рівня ЦІК більше 200 одиниць оптичної щільності спостерігали рецидив остеомієлітичного процесу або ознаки порушення репаративного остеогенезу. Слід пам’ятати, що імунодефіцит у хворих з тривалим перебігом захворювання має стійкий характер і для нормалізації показників, необхідно проводити імунокорекцію. Тому, для попередження рецидиву гнійно-некротичного процесу в період 0,5-1 міс таким хворим призначали курс імунотерапії. Не менш важливе значення має імунотерапія у період ремісії на етапі заміщення кісткового дефекту.

В особливих умовах відбувається репаративний процес у хворих з гнійно-некротичними ускладненнями внаслідок поліфокальних травматичних ушкоджень кісток. У хворих на остеомієліт з полі- та монотравмою знижені абсолютна та відносна кількість Т-лімфоцитів, активних Т-лімфоцитів та регуляторних субпопуляцій Т-клітин (Етфч-РУК та Етфс-РУК), при збереженні ефекторних функцій гуморальної ланки імунітету. У хворих з множинними переломами ступінь пригнічення клітинних факторів був більш вираженим на ранніх стадіях розвитку кістково-гнійного ускладнення. Кращі результати остеопластичного лікування отримані у хворих з нетривалим перебігом ХО, що ускладнив множинні та ізольовані переломи. Первинне загоєння післяопераційних ран спостерігали у 1,5-1,7 рази частіше у хворих з нетривалим перебігом гнійного ускладнення. При аналізі віддалених (після 3 років) результатів кістково-пластичного лікування хворих з політравмою та тривалим терміном перебігу ХО кількість рецидивів була у 1,5-2 рази більшою в порівнянні з ізольованими ушкодженнями.

Отже, усунення гнійного осередку у хворих на ХО, котрий ускладнив процес консолідації уламків при множинних та ізольованих переломах, повинно бути раннім та носити комплексний реконструктивно-відновний характер з використанням кістково-пластичних методів в умовах спеціалізованих відділень з обов’язковою корекцією виявлених зрушень показників імунного статусу.

Існує можливість доопераційного прогнозування результативності пластичного заміщення кісткових дефектів шляхом визначення клоногенної та проліферативної активність стромальних клітин-попередників кісткового мозку. Нами встановлена фазність їх коливань у хворих на ХО у період з 1986 по 2001 рік, котра до деякої міри пояснює виникнення рецидивів захворювання після вільної КП у 13 хворих. Ці незадовільні результати кістково-пластичних втручань виявили у роки, коли загальні показники регенераторного потенціалу значно знизились. Кількість КУОф в 1 см3 у 4 хворих з ускладненнями у 1993 році складала 0,0160,011х104, тобто в 75 разів (р<0,05) нижча за норму і в 114 разів (р<0,05) – у порівнянні з показниками аутоспонгіози узятої для КП, котру виконали до 1986 року (до аварії на ЧАЕС). Слід також врахувати сезонні коливання активності КУОф кісткового мозку, а саме щорічне зниження показників у період “березень-травень” та “вересень-жовтень”. При плануванні аутопластики у хворих на ХО слід проводити попереднє дослідження активності остеогенних клітин-попередників кісткового мозку крила клубової кістки, та, за умов виявлення низьких показників активності КУОф, ставити питання про недоцільність проведення аутопластики. Доречним є своєчасне проведення імуно-реабілітаційних заходів спрямованих на досягнення стійкого клініко-імунологічного ефекту з урахуванням показників імунограм.

Зміни метаболічних показників органічної основи кісткової тканини в процесі кістково-пластичного лікування хворих на ХО. У 30 хворих на ХО вивчили зміни біохімічних показників метаболізму органічної основи сполучної тканини після вільної пластики аутоспонгіозою та у 28 хворих – після білокального заміщення кісткових дефектів за методом Илизарова. Встановили, що у разі адекватного лікування хворих на ХО активність ферментів (колагенази, гіалуронідази) та концентрація ГАГ наближуються до нормальних величин до 35-40 доби. Так, до операції показники активності колагенази у хворих в активній фазі перебігу ХО перевищували норму (3,14±0,081 мкмоль/л/год) та складали 173-220%. Достовірне зниження рівня колагенази відбулось на 14-15 добу до 152-184% (р<0,05), а на 35-40 добу – до 127-150% (р<0,05) від норми. У разі рецидиву гнійно-некротичного процесу після КП рівень активності колагенази незалежно від локалізації остеомієлітичного осередку чи методу пластичного заміщення кісткового дефекту поступово зростав. На 14-15 добу кількість колагенази сягала 5,06±0,12 мкмоль/л/год, а до 30-45 діб – 7,16±0,23 мкмоль/л/год, тобто рівня активності ферменту до операції. Зниження активності колагенази майже у 1,5-2 рази у порівнянні з показниками доопераційного періоду свідчить про ефективність комплексного лікування хворих на ХО.

Виявили також зниження показників активності гіалуронідази з 223-238% до операції до 100-158% - на 35-40 добу (норма – 80,3±11,2 мкмоль/л/год) незалежно від методики пластичного заміщення кісткового дефекту. При “гладкому” післяопераційному періоді виявили аналогічне зниження концентрації ГАГ, яка до 35-40 доби майже досягала нормальних величин – 128%. Кількість вільної фракції гідроксипроліну у хворих на ХО до заміщення кісткового дефекту перевищувала норму і сягала 173-182%. До 35-40 доби після оперативного втручання кількість вільної фракції поступово знижувалась та досягала норми (5-6 мкмоль/л/год). Дані дослідження білковозв’язаного гідроксипроліну, свідчили, що, після санації остеомієлітичного осередку незалежно від методу заміщення кісткового дефекту, концентрація фракції поступово зростала до нормального рівня (11,9±0,21 мкмоль/л/год).

Результати аналізу показників фракцій гідроксипроліну при виникненні гнійного ускладнення після КП виявили поступове зростання у 2 рази концентрації вільного та зниження у 2 рази білковозв’язаного гідроксипроліну до 35-40 доби.

Таким чином, відсутність падіння показників активності колагенази, гіалуронідази, ГАГ, вільного гідроксипроліну (біохімічних маркерів резорбції кісткової тканини) та відсутність зростання концентрації білковозв’язаного гідроксипроліну (біохімічного маркеру кісткоутворення) дозволяють передбачити можливість виникнення рецидиву гнійно-некротичного процесу у хворих після пластичного заміщення кісткових дефектів ще до його клінічних проявів. Більшість досліджених біохімічних показників, нормалізується значно пізніше клінічних, що свідчить про необхідність їх постійного моніторингу та адекватного лікування хворих до стабілізації рівня активності ферментів (до 1,5-2 міс).

Зміни спектру мікрофлори після вільної КП та білокального заміщення кісткових дефектів. Успіху в лікуванні остеомієліту неможливо досягти без антибіотикотерапії у відповідності до видового складу мікрофлори осередку запалення та особливостей імунної специфічної відповіді на збудника. Хіміотерапія повинна базуватись на ретельному мікробіологічному, серологічному обстеженнях хворого ще в період планування хірургічного етапу лікування, та на наступному динамічному післяопераційному моніторингу результатів санації. Поєднання сануючого етапу хірургічного лікування хворих на ХО та різних методик КП в комплексі з цілеспрямованою антибіотикотерапією суттєво зменшує виділення головних кокових збудників S.aureus та S.pyogenes. Перевагу частоти серологічного виявлення S.pyogenes у 3-6 разів над результатами лише бактеріологічного дослідження, свідчить про домінування стрептококового походження остеомієліту, котре часто ігнорується протягом лікування.

Комплексний бактеріологічний аналіз причин виникнення післяопераційних ускладнень проведений нами у 233 хворих після вільної КП та у 185 хворих після білокального остеосинтезу. Частота виявлення S.aureus і, особливо, S.pyogenes та P.mirabilis у хворих з ускладненнями достовірно вища (у 2-3 рази) до операції та у операційному матеріалі. Достовірним була також наявність у хворих діагностично вищого рівня антитіл до цих мікроорганізмів. У хворих з гнійними ускладненнями з операційного матеріалу та протягом післяопераційного періоду, особливо, через 4 тижні виявляли у 3,5 рази частіше асоціації мікроорганізмів. У хворих з гладким перебігом післяопераційного періоду епізодично виявляли монозбудників, котрі досить легко елімінували після адекватного консервативного лікування.

Зростання рівня антитіл до мікробних чинників протягом післяопераційного обстеження, навіть при наявності позитивних клінічних результатів, є прогностичним критерієм виникнення рецидиву запального процесу та потребують адекватного тривалого консервативного лікування.

Факторами, сприяючими розвитку післяопераційних гнійних ускладнень, є, по-перше, госпітальна інфекція, яку можна вважати імовірною у 25% хворих з ускладненнями після вільної КП та 30% хворих – після білокального заміщення кісткового дефекту та, по-друге, невідповідність антибіотикотерапії, переважно проти грамнегативних збудників, які були виявлені майже у чверті хворих.

Суттєву, але не головну, роль у виникненні гнійних ускладнень відіграє адекватність хіміотерапії. Невідповідну антибіотикотерапію отримали 20 (17,9%) хворих. З них у 10 хворих, які склали 8,9% від загальної кількості обстежених, виникли ускладнення гнійного характеру у післяопераційному періоді, котрі потребували повторного оперативного втручання.

Кількісний ріст S.pyogenes, грамнегативної флори та, особливо, Enterobacter spp. від усіх виявлених монокультур доводить факт екзогенної контамінації рани госпітальними штамами мікроорганізмів у післяопераційному періоді, що потребує дотримання суворого протиепідемічного режиму. У випадках виявлення асоціацій мікроорганізмів за участю грамнегативних бактерій доцільно надавати перевагу білокальному методу оперативного лікування хворих на ХО або двохетапній тактиці, шляхом попереднього виконання ФСНЕ остеомієлітичного осередку з наступним проведенням вільного кістково-пластичного заміщення дефекту на фоні ремісії.

Таким чином, моніторинг змін мікробного спектру у хворих на ХО дозволяє оцінити ефективність оперативного кістково-пластичного втручання та прогнозувати виникнення гнійного ускладнення. Профілактичними заходами, що запобігають розвитку післяопераційних гнійних ускладнень у хворих на ХО після кістково-пластичного втручання, є:

· чітке встановлення етіологічного діагнозу у доопераційному періоді;

· проведення відповідної хіміотерапії у до- та післяопераційному періодах;

· дотримання протиепідемічного режиму та запобігання контамінації госпітальних штамів інфекції.

Обґрунтування диференційованого підходу до кістково-пластичних хірургічних втручань у хворих на ХО. Сучасний підхід до хірургічного лікування хворих на ХО передбачає сануючий та реконструктивно-відновний етапи. Кістково-пластичне заміщення дефектів, на нашу думку, є найбільш доцільне. Метод покращує умови репаративної регенерації кісткової тканини, сприяє відновленню цілості кістки та усуває небезпеку виникнення патологічного перелому.

Для диференційованого вибору оптимального методу остеопластики кісткових дефектів нами