ІНСТИТУТ ПАТОЛОГІЇ ХРЕБТА ТА СУГЛОБІВ

ім. проф. М.І.Ситенка АМН України

СТАУДЕ ВОЛОДИМИР АНАТОЛІЙОВИЧ

УДК 616.721.6-089.844

АРТИФІЦІАЛЬНА ФІБРОТИЗАЦІЯ ЗВ’ЯЗОК В ЛІКУВАННІ

ДЕГЕНЕРАТИВНОЇ НЕСТАБІЛЬНОСТІ ПОПЕРЕКОВИХ
ХРЕБТОВИХ СЕГМЕНТІВ

14.01.21 Травматологія та ортопедія

АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Харків – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті патології хребта та суглобів імені професора М.І.Ситенка АМН України

Науковий керівник доктор медичних наук

ПРОДАН Олександр Іванович,

Інститут патології хребта та суглобів

імені професора М.І. Ситенка АМН України

головний науковий співробітник

Офіційні опоненти доктор медичних наук

ТЯЖЕЛОВ Олексій Алімович

Інститут патології хребта та суглобів імені

професора М.І. Ситенка АМН України,

завідувач лабораторії біомеханіки

доктор медичних наук, професор

ХВИСЮК Олександр Миколайович

Харківська медична академія післядипломної освіти, ректор, завідувач кафедри артрології, спортивної медицини та ЛФК.

Провідна установа: Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, кафедра травматології та ортопедії, МОЗ України, м. Київ

Захист відбудеться "13" травня 2005 року об 11.30 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.64.607.01 Інституту патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка АМН України (61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 80)

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка АМН України (61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 80).

Автореферат розісланий "12" квітня 2005 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук В.О. Радченко

Актуальність роботи

Відомо, що дегенеративні захворювання хребта (ДЗХ) надзвичайно поширені, супроводжуються виснажливими больовими синдромами, які значно знижують якість життя хворої людини, обмежують її професійну та побутову дієспроможність.

У зв’язку з надмірною поширеністю ДЗХ суспільство втрачає великі кошти на соціальну підтримку, діагностику та лікування хворих, що визначає соціальну значущість досліджень у галузі вертебральної патології.

За останні десятиріччя у багатьох наукових центрах здійснюються дослідження по патології хребта. Серед вітчизняних центрів вертебрології найбільш відомі роботи Інституту патології хребта та суглобів (ІПХС) ім. проф. М.І.Ситенка АМН України. Вивчаються патогенез ДЗХ, механізми структурних та функціональних порушень хребтових сегментів.

Серед останніх найбільшу увагу привертає проблема дегенеративної нестабільності хребтового рухового сегменту ( ХРС).

Найбільш вагомий внесок у вивчення дегенеративної нестабільності зробив М.І.Хвисюк та ін. (1977, 1986, 1984, 1982), який вперше на основі клінічних, рентгенологічних та морфологічних досліджень розробив класифікацію нестабільності, запропонував визначення поняття нестабільності, яке і досі є найдосконалішим.

Кінематиці ХРС при дегенеративної нестабільності поперекового відділу хребта присвячені роботи О.І.Продана (1981, 1979, 1994) та Г.В.Паве-леску (1986,1989).

Нестабільність поперекових ХРС зустрічається, за даними A.L.Nachem(1991), у 20% хворих на остеохондроз хребта. За даними досліджень, проведених у ІПХС ім. проф. М.І.Ситенка у 2001-2003 роках нестабільність ХРС виявлено у 62,5% серед 400 обстежених хворих з ДЗХ, а за даними E. Ko-tilainen (1998), нестабільність сегментів є у 74% хворих з поперековим болем.

В патогенезі дегенеративної нестабільності, окрім деструкції міжребцевого диска, тобто елементів переднього опорного комплексу, важливу роль відіграють порушення структури зв’язок заднього опорного комплексу (Aspden R. та ін.(1987), Bogduk M. та ін.(1984), Anderson G.A.(1983), Fujiwara A. та ін.(1999), Houpt J.C. та ін.(1996)). Нестабільність призводить до перевантаження дуговідросткових суглобів та розвитку спондилоартрозу (Радченко В.А.(1996), Adams M.A. та ін.(1991), Kirkaldy-Wills W.H.(1985), McGregor A.H.(1997)), а згодом – й до дегенеративного стенозу хребетного каналу (Продан А.И.(1994), Cornefjord M. та ін.(2000), Hansson T.(1994), Pope M.N. та ін.(1977), White A.A., Panjabi M.M.(1990)).

Саме тому проблема своєчасного лікування дегенеративної нестабільності має велике значення не тільки для усунення тяжкого, інвалідизуючого больового синдрому, але і для попередження подальшого прогресування ДЗХ та їх несприятливого перебігу.

Лікування дегенеративної нестабільності є одним з найскладніших завдань у медичній допомозі хворим на дегенеративні захворювання поперекового відділу хребта.

Консервативне лікування дегенеративної нестабільності довготривале (Oliveri M.(1991), Исакова Н.В.(1997), Осна А.И.(1973), Schonle C.(1993)) та малоефективне (Осна А.И.(1973), Хвисюк Н.И.(1977), Цивьян Я.Л.(1975)). Саме тому М.І.Хвисюк (1977) і більшість других дослідників пропонують розширяти показання до хірургічного лікування. Один з найавторитетніших дослідників патології хребта A.L.Nachemson (1991) вважає, що безрезультатне лікування дегенеративної нестабільності протягом 6 місяців є поганою прогностичною ознакою. Автор стверджує, що у таких випадках необхідне хірургічне лікування.

Хірургічна стабілізація поперекових ХРС небезпечна у зв’язку з можливими ускладненнями, а у 10-20% випадків неефективна. Тому в останні роки у багатьох клініках світу застосовують спосіб лігаментопластики за H. Graf (1992) та численні модифікації цієї операції (Grevitt N. та ін.(1995), Guigui P. та ін.(1994), Hadlow S.V. та ін.(1998), Leeks N. та ін.(1999)).

Відомі спроби усунути дегенеративну нестабільність за рахунок так званої склерозуючої терапії: з метою формування фіброзної тканини введення у надостюкову, крижово-клубові зв’язки розчину фенолу, декстрози та гліцерину (Mathews J.A. та ін.(1987), Cyriax J.(1982)). J.A.Mathews та ін.(1987), проаналізували результати цього способу та не знайшли переконливих доказів його ефективності. Може, саме тому, а також через небажання вводити в тканини зв’язок токсичну речовину, цей спосіб втратив прихильників. Але сама ідея досягти склерозування (фібротизації зв’язок) для усунення дегенеративної нестабільності приваблива, розробки у цьому напрямку є перспективними та актуальними.

Зв’язок роботи з науковими планами, темами:

Дисертаційна роботи виконана згідно з планом науково-дослідних робіт Інституту патології хребта та суглобів ім. проф. М.І.Ситенка АМН України (“Дослідження генезису дистрофічно-деструктивних захворювань хребта у літніх людей та розробка способів діагностики та хірургічного лікування”, шифр теми Ц.Ф.2001.1.АМНУ, держреєстрація № 0101U000646. Автор провів патентно-інформаційний пошук та аналіз тенденцій розвитку даного напрямку ортопедії. Приймав участь в проведенні експериментальних біомеханічних та морфологічних досліджень, а також в розробці способів лікування пацієнтів з дегенеративною нестабільністю. Особисто автором проведені всі оперативні втручання в експерименті та у хворих, а також клінічна апробація способів доопераційної підготовки та післяопераційного ведення пацієнтів).

Мета дослідження:

Обґрунтування та розробка нових способів малоінвазивного лікування дегенеративної нестабільності шляхом артифіціальної фібротизації зв’язок.

Завдання дослідження:

1. Провести аналіз науково-медичної літератури і визначити сучасні тенденції у малоінвазивній хірургії при дегенеративній нестабільності.

2. Математичне та експериментальне біомеханічне обгрунтування способів артифіціальної фібротизації зв’язок.

3. Експериментальне морфологічне обгрунтування способів артифіціальної фібротизації зв’язок.

4. Розробка малоінвазивних способів артифіціальної фібротизації зв’язок.

5. Розробка способів доопераційної підготовки та післяопераційного ведення хворих при малоінвазивної артифіціальної фібротизації зв’язок.

6. Вивчення результатів застосування малоінвазивного способу артифіціальної фібротизації хребтових сегментів при дегенеративній нестабільності.

Об’єкт дослідження:

Малоінвазивне хірургічне лікування дегенеративної нестабільності поперекових хребтових сегментів.

Предмет дослідження: артифіціальна фібротизація межостюкових зв’язок та параостюкових м’яких тканин.

Методи дослідження: Експериментальне та математичне моделювання та гістоморфологічне дослідження артифіціальної фібротизації (АФЗ ) у 72 лабораторних тварин.

Клінічне обстеження 30 хворих, у тому числі з використанням шкали дісабілітації Oswestry, рентгенологічне (в т.ч. рентгенометричне дослідження звичайних та функціональних спондилограм), комп’ютерна та магнито-резонансна томографія, сонографія. Використовувалися методи непараметричної статистики.

Наукова новизна отриманих результатів:

Вперше на математичній кінцево-елементній моделі доведена можливість лікування дегенеративної нестабільності хребтового рухового сегменту (ХРС) методом АФЗ. Встановлено оптимальну площу поперечного перетину новоутвореної фіброзної тканини, необхідної та достатньої для усунення нестабільності. Вперше в експерименті на лабораторних тваринах вивчені зміни жорсткости та деформуємості хвостових хребцевих сегментів у тварин після різних способів АФЗ в порівнянні з контрольною групою. Вперше в експерименті на лабораторних тваринах вивчені гістологічні характеристики артифіціальної фібротизації зв’язок різними методами та у різні терміни після операції, доведені переваги та недоліки цих методів.

Вперше проведена клінічна апробація малоінвазивного способу АФЗ у хворих з дегенеративною нестабільністю. Доведено клінічну ефективність АФЗ, а також зменшення об’єму кутової рухомости та величини нестабільності ХРС при збереженні незмінними індексу вишини міжхребцевого диску ( МХД) та інших рентгенометричних параметрів.

Розроблено 4 способи АФЗ, а також 2 способи доопераційної підготовки та післяопераційного лікування нестабільності поперекових хребтових сегментів (6 деклараційних патентів України).

Практичне значення одержаних результатів:

Застосування розроблених малоінвазивних способів АФЗ, доопераційної підготовки та післяопераційного ведення хворих дозволяють суттєво скоротити терміни лікування пацієнтів з дегенеративною нестабільністю ХРС, зменшують вартість та тривалість лікування у порівнянні з консервативними методами, а ще більш з хірургічними методами лікування, виключають ускладнення, попереджують прогресування та несприятливий перебіг ДЗХ.

Все переліковане дозволяє значно покращити результати лікування дегенеративної нестабільності. Спосіб може бути використаний при нестабільності ХРС після декомпресивних хірургічних втручань, а також при диспластичній та генетично детермінованій гіпермобільності ХРС.

Способи АФЗ можуть виконуватися як в умовах стаціонару, так і амбулаторно.

Розроблені способи застосовуються у практиці клініки ІПХС ім. проф. М.І.Ситенка АМН України, у хірургічному відділенні 17 міської поліклініки, а розроблені способи доопераційної підготовки та післяопераційного ведення хворих впроваджені в травматологічному відділенні Харківської обласної клінічної лікарні, в відділенні дитячої ортопедії та відділенні патології хребта Харківської клінічної обласної травматологічної лікарні.

Отримані результаті дослідження сприятимуть формуванню коректних уявлень у клініцистів та науковців про малоінвазивне лікування нестабільності ХРС, та можуть стати базисом для подальших розробок у цьому напрямку вертебрології.

Особистий внесок здобувача:

Автор особисто виконав клінічне обстеження всіх хворих до та у різні терміни після АФЗ, провів рентгенометричні дослідження до та після АФЗ. Всі 30 операцій АФЗ виконані автором. Особисто проведено аналіз ступеню дісабілітації хворих по шкалі Oswestry (Fairbank J.C.I., Pyncent P.B.(2000) до та після втручання. Автор приймав безпосередню участь у побудові кінцево-елементної моделі ХРС, теоретичному дослідженні доцільності АФЗ та оптимальній площини поперечного перетину новоутвореного осередку фіброзної тканини. Автор особисто виконав АФЗ різними способами у лабораторних тварин, приймав безпосередню участь у проведенні експериментальних біомеханічних досліджень та аналізі отриманих біомеханічних та морфологічних результатів експериментів.

Автор виконав переважну більшість роботи при розробці нових способів АФЗ та інших винаходів.

Апробація результатів дисертації

Результати досліджень викладені на Кримській конференції ортопедів-травматологів “Малоинвазивные и эндоскопические технологии в травматологии и ортопедии” (Ялта, 2002); VI Всеросійській конференції з біомеханіки “Биомеханика-2002”,присвяченій 100-річчу з дня народження М.Т. Греховій (Нижній Новгород, 2002); на І Всеукраїнському з’їзді фахівців з спортивної медицини і ЛФК “Перспективи розвитку спортивної медицини і лікувальної фізкультури 21 століття” (Одеса, 2002); на VII з’їзді травматологів-ортопедів Республіки Беларусь "Современные технологии диагностики, лечения и реабилитации повреждений и заболеваний опорно-двигательной системы" (Гомель, 2002); на 21-му З’їзді хірургів України (Тернопіль 2002); на науково-практичній конференції, присвяченій 25-річчю кафедри травматології і вертебрології ХМАПО (Харків, 2003); на ІІ Міжнародному симпозіумі "Restabilization of degenerative spine" (Харків, 2004).

Публікації:

Основні положення дисертації опубліковані в 16 друкованих роботах, в тому числі 5 статей у провідних наукових фахових виданнях, 6 патентів України, 5 в матеріалах з’їздів, провідних наукових конференцій.

Структура та обсяг дисертації:

Дисертація містить вступ, 8 глав, висновки, список використаної літератури, додаток. Обсяг дисертації –166 сторінок машинописного тексту, ілюстрована 7 таблицями та 34 рисунками. Список літератури містить 315 джерел, у тому числі 256 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріалом досліджень були 30 пацієнтів з дегенеративною нестабільністю поперекових хребтових сегментів.

Експериментальне моделювання способів АФЗ проведено на 72 самцях лабораторних щурів лінії Вістар середньою вагою 450г.

Під час роботи з експериментальними тваринами керувалися матеріалами “Европейской конвенции по защите позвоночных животных, которые используются в экспериментальных и других научных целях” (Страсбург, 18.03.86 г.); “Директивой Совета Европейского сообщества” від 24.11.86 г., розпорядженням МОЗ УРСР № 32 від 22 лютого 1988 р.

Методики досліджень, окрім клінічного та рентгенологічного (в тому числі рентгенометричного) обстеження, включали математичне моделювання методом кінцевих елементів, експериментальне моделювання різних способів АФЗ з наступним морфологічним вивченням та біомеханічним дослідженням зразків препаратів.

Для математичного обґрунтування можливості та доцільності артифіціального підвищення несучої спроможності ХРС було розроблено кінцево-елементну модель, яка використовувалась для розрахунку пружно-деформованого стану тканин сегменту.

За результатами проведених розрахунків було встановлено, що при зсувних навантаженнях фібротизована тканина може брати на себе значну частину навантаження. При цьому елемент А сприймає зусилля, що розтягують, а елемент В – що стискують (при виникненні зсувних навантажень, спрямованих вентрально, елемент А буде працювати на стиснення, елемент В – на розтягування). Окрім цього, як видно на рис.1, за рахунок участків фібротизованої тканини відбувається зниження напруження в зоні міжхребцевого диска.

Все це наприкінці приводить до зменшення деформацій в хребтовому руховому сегменті, що видно на рис.2.

Встановлено також, що ефект стабілізації досягається в тому випадку, коли площа поперечного перетину новоутвореної фіброзної тканини повинна бути не менш ніж 1,8 см2.

Для експериментального моделювання артифіціальної фібротизації зв’язок і параостюкових м’яких тканин ми використовували метод створення осередку реактивного запалення шляхом введення матеріалів з антигенними властивостями (штифти з ксенокістки, кетгут, демінералізований кістковий матрикс), сторонніх матеріалів (клеї “Циакрин” та БФ-6), а також застосовували електротермічний вплив, тобто електрокоагуляцію.

Рис. 1. Розподіл напружень

а) інтактний сегмент;

б) сегмент після артифіціальної фібротизації зв’язок

Рис. 2. Деформація тканин поперекового ПДС під дією зсувних

навантажень

а) інтактний сегмент

б) сегмент після артифіціальної фібротизації зв’язок

В строки від 2 до 20 тижнів тварини виводились з експерименту, а препараті хребців, що витягались, досліджувались біомеханічними методами та гістологічно.

Біомеханічні дослідження препаратів хребта лабораторних тварин дозволили встановити, що використання всіх переліченних методик артифіціальної фібротизації приводять до зменшення деформованості хребтових сегментів, однак одним з кращих методів є електрокоагуляція (рис. 3).

Жорсткість хребтових сегментів підвищується в міру зростання термінів після моделювання АФЗ, а модуль пружності найменше змінюється під впливом навантаження при використанні електрокоагуляції (рис. 4).

Рис. 3. Графік залежності величини деформації препаратів від

прикладеного навантаження

Рис. 4. Графік змінювання модуля пружності анатомічного препарату від прикладеного навантаження

В міру збільшення термінів після експериментального моделювання АФЗ збільшуються межі допустимих навантажень. Величина деформованості анатомічних препаратів не залежить від їхніх геометричних розмірів, а характеризує якість виконанння артифіціальної фібротизації.

На основі морфологічного дослідження препаратів хребтових сегментів щурів після моделювання артифіціальної фібротизації встановлено, що використання кетгуту, демінералізованого кісткового матриксу, а також електрокоагуляції приводить до фібротизації сполучнотканинних елементів заднього опорного комплексу й супроводжується формуванням кістково-фіброзного та фіброзно-хрящового блоку вже на другий місяць після операції, а клеї “Циакрин” та БФ-6 мають виражену цитотоксичну дію (рис.5).

Рис. 5. Електрокоагуляція.

а) Електрокоагуляція. Хвостовий відділ хребта щура (2 міс. після операції). Кістково-фіброзний блок. Щільний контакт фіброзної та компактної кісткової тканини зовнішньої стінки тіла хребця. Гематоксилін та еозин. Об. 8. Ок. 10.

б) Електрокоагуляція. Хвостовий відділ хребта щура (2 міс. після операції). Фіброзно-хрящовий блок. Масив фіброзної тканини щільно контактує з зовнішніми пластинами фіброзного кільця. Гематоксилін та еозин. Об. 8. Ок. 10.

На основі даних біомеханічних і, особливо, гістологічних досліджень ми прийшли до того висновку, що найбільш перспективними способами АФЗ є імплантація демінералізованого кісткового матриксу та електрокоагуляція.

Саме ці методи покладено в основу розроблених нами малоінвазивних способів лікування дегенеративної нестабільності – артифіціальної фібротизації зв’язок заднього опорного комплексу хребтового сегмента.

При клінічній апробації АФЗ використовували електрокоагуляцію як найбільш доступний, безпечний та дешевий метод.

Технологія способу АФЗ на основі електрокоагуляції: на рівні нестабільного сегменту роблять місцеву анестезію. Потім голки з ізолюючим покриттям вводять зліва й справа від міжостюкової зв’язки нестабільного сегменту, в область клубово-поперекової зв’язок, як показано на схемі. Виконують електрокоагуляцію. Потужність току, що подається на голчастий електрод, - 30-50 Вт, а тривалість електрокоагуляції в кожній точці 2-5 с. Тривалість електрокоагуляції була визначена в експерименті на тваринах (рис. 6).

Рис. 6. Схема виконання операції.

У більшості хворих (19) ця процедура виконувалась амбулаторно, під контролем сонографїї на ультразвуковому апараті (рис. 7).

Рис. 7. Сонографічний контроль положення голчатого електрода

у параостюкових тканинах

а) у горизонтальній проекції;

б) у сагітальній проекції

Доопераційна підготовка включала усунення функціональних блокад та контрактур дуговідросткових суглобів запропонованими нами способами, а після операції пацієнтам призначалась лікувальна гімнастика за запропонованим нами способом, а також фіксація напівжорстким корсетом на 2-3 місяця.

Рис. 8. УЗД – зображення зони міжостюкової зв’язки хворого Н.

а – до АФЗ; б – після АФЗ. Лінією обведені зони фіброзу

Результати клінічної апробації представлено в таблиці 1.

Таблиця 1.

Результати застосування способів АФЗ в різні строки після операції.

Строки обстеження після АФЗ (міс.) | Кількість хворих

N | Середні значення индексів Iosw та Irec | Iosw %
до АФЗ | Iosw %
після АФЗ | Irec %
після АФЗ | 3 | 30 | 47,5 | 4,2 | 91,0 | 6 | 25 | 47,36 | 5,1 | 89,0 | 12 | 10 | 48,8 | 7,6 | 84,3 |

Ультразвукове дослідження розмірів та щільності ділянки новоутвореної фіброзної тканини показало, що через 3 місяці після АФЗ блок фіброзної тканини є безперервним, щільно примикає до остюкових відростків, має площу поперечного перетину близько 2см2.

Рентенометричне дослідження кінематики хребтових сегментів по функціональним спондилограмам до та після АФЗ показало, що артифіціальна фібротизація зв’язок заднього опорного комплексу приводить до зменшення об’єму кутової рухомості (dg) в сегменті L4-L5 до 7,3, тобто на 58,5%, а в сегменті L5-S1 – 6,7 (47,2%). Різниця є статистично вірогідною (?2=11,8; p<0,05).

Величина нестабільності (dХ) в сегменті L4-L5 зменшилась від 3,6мм до 2,2мм (на 61,1%), а в сегменті L5-S1 - від 2,7мм до 1,3мм (на 51,9%), що є також статистично вірогідним (?2=9,7; p<0,05).

Індекс міжхребцевого диску (Id) в сегменті L4-L5 та в сегменті L5-S1 прктично не змінився (табл. 2).

Таблиця 2

Результати рентгенометрії функціональних спондилограм до та після АФЗ

Рентгенометричні

показники | Сегмент | Середні значення | Значення

змінювання

показника | до АФЗ | після АФЗ | Об’єм кутової

рухомості (dg)L4-L517,6° | 10,3° | 7,3° (58,9 %) | L5-S114,2° | 7,5° | 6,7° (47,2 %) | Величина нестабільності

(dХ)L4-L53,6 мм | 1,4 мм | 2,2 мм (61,1 %) | L5-S12,7 мм | 1,3 мм | 1,4 мм (51,9 %) | Індекс диску (Id)L4-L50,318 | 0,319 | 0,001(0,3%)

L5-S10,327 | 0,331 | 0,012(1,2%) |

На рис. 8 наведено поперекові функціональні спондилограми в боковій проекції одного з наших хворих до та після АФЗ.

Рис.8. Функціональні спондилограми хворого К. (і/х №65415)

а) до АФЗ: dg4=12; dg5=18є; dХ4=5мм; dХ5=2мм;

б) через 12 місяців після АФЗ: dg4=4; dg5=6є; dХ4=0мм; dХ5=0мм

Таким чином, розроблені в процесі виконання дисертаційної роботи способи лікування, в тому числі способи АФЗ, суттєво підвищують ефективність лікування дегенеративної нестабільності. Вони є мінімально інвазивними, можуть виконуватись амбулаторно, виключають ризик хірургічних втручань, не потребують значних засобів та часу.

ВИСНОВКИ

1. Однією з найпоширеніших причин больових синдромів при дегенеративних захворюваннях хребта є нестабільність хребтового рухового сегменту, яка не тільки призводить до суттєвої дізабілізації хворих, а й вкрай несприятливо впливає на подальший перебіг захворювання. Біомеханічним субстратом дегенеративної нестабільності є недостатність несучої спроможності, яка реалізується при зовнішніх навантаженнях у надмірні деформації та патологічні переміщення елементів ХРС.

Важливим ланцюгом патогенезу дегенеративної нестабільності є дегенерація та деструкція міжостюкових, надостюкових та попереково-клубових зв’язок.

2. Математичні дослідження за допомогою розробленої кінцево-елементної моделі ХРС довели, що артифіціальна фібротизація міжостюкових зв’язок приводить до зниження напруги у зоні міжхребцевого диску та зменшення деформації ХРС. Площа поперечного перетину новоутвореної фіброзної тканини для надійної стабілізації сегменту повинна бути не менш за 1,8 см2, а ії довжина – не більш 4 мм.

3. Експериментальні біомеханічні дослідження довели, що найменші деформації при короткотривалих навантаженнях, а також при тривалій дії постійного навантаження, були у тих препаратах, де артифіціальна фібротизація зв’язок здійснювалась електрокоагуляцією та введенням клею “Циакрин”. Межа припустимих навантажень збільшується в залежності від часу після формування новоутворенної фіброзної тканини.

4. Гістологічні дослідження препаратів хребтових сегментів щурів після моделювання АФЗ довели, що імплантація клеїв “Циакрин” та БФ-6 у сполучнотканинні елементи поперекового та хвостових відділів хребта, хоча й сприяє їх фібротизації, але викликає деструкцію міжхребцевого диску та кортикальних стінок тіл хребців. Цитотоксичний ефект клеїв не дозволяє використовувати ці матеріали для АФЗ.

Гістологічне вивчення процесу формування новоутворенної фіброзної тканини при експериментальному моделюванні АФЗ на лабораторних тваринах довело, що імплантація демінералізованого кісткового матриксу та кетгуту індукує розвиток фіброзної тканини внаслідок реакції на чужорідні антигени, а, з іншого боку, служить матрицею, яка перетворюється у фіброзну тканину.

Використання електрокоагуляції у ділянці паравертебральних тканин призводить до фібротизації сполучнотканинних елементів заднього опорного комплексу та супроводжується формуванням кістково-фіброзного та фіброзно-хрящового блоків на другий місяць після операції.

Процедури імплантації демінералізованого кісткового матриксу, кетгуту та електрокоагуляція найбільш ефективно сприяють фіброти-зації сполучнотканинних елементів заднього опорного комплексу хребтових сегментів.

5. На підставі математичного та експериментального моделювання доведено, що найбільш перспективними методами формування новоутвореної фіброзної тканини, і як наслідок – і способами лікування дегенеративної нестабільності є імплантація демінералізованого кісткового матриксу, а також електрокоагуляція зруйнованих дегенеративним процесом зв’язок заднього опорного комплексу ХРС.

Розроблено нові способи лікування дегенеративної нестабільності ХРС шляхом артифіціальної фібротизації міжостюкових, попереково-клубових зв’язок та параостюкових м’яких тканин.

Розроблені способи є малоінвазивними, можуть виконуватися амбулаторно, не потребують значних матеріальних втрат. Розроблено також способи передопераційної підготовки та післяопераційного ведення хворих. Ці способи органічно входять до системи малоінвазивного хірургічного лікування дегенеративної нестабільності ХРС.

6. Використання розроблених способів малоінвазивного лікування у всіх, без винятку, пацієнтів привело до усунення клінічних ознак дегенеративної нестабільності. Індекс дізабілітації Oswestry зменшився з 47,5% до 4,2%, а індекс одужання вже через 3 місяця після втручання досягає 91%. Рентгенометричні ознаки дегенеративної нестабільності, а саме обсяг кутової рухомості та передньозаднього зсуву хребців через 3 місяці після втручання суттєво зменшилися (на 58,9% та 61,1% відповідно). Індекс диску практично не змінився. Зазначений ефект зберігався протягом 12 місяців.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Продан А.И., Колесниченко В.А., Стауде В.А., Карпинский М.Ю., Суббота И.А., Лавинский Д.В. Компьютерное моделирование потенциальной эффективности применения склерозирующей терапии при дегенеративной нестабильности поясничных позвоночных сегментов //Ортопедия, травматология и протезирование.- 2002.- №2.- С.137-140.

2. Особистий внесок автора полягає у створені математичної моделі та аналізі отриманих результатів. Продан А.И., Стауде В.А., Карпинский М.Ю., Суббота И.А. Исследование жесткости позвоночных сегментов после “склерозирующей” терапии нестабильности поясничного отдела позвоночника в єксперименте //Ортопедия, травматология и протезирование.- 2002.- №3.- С.74-79.

Особистий внесок автора полягає проведенні біомеханічного експерименту та аналізі отриманих результатів.

3. Продан А.И., Стауде В.А., Бенгус Л.М. Морфологические аспекты экспериментальной фибротизации паравертебральных тканей //Укр. мед. альманах.- 2002.- Т.5, №3.- С.119-122.

Автор особисто провів оперативне втручання на 72 тваринах з метою моделювання артифіціальної фібротизації зв’язок та провів аналіз отриманих результатів.

4. Бенгус Л.М., Стауде В.А. Морфологічна оцінка результатів моделювання фібротизації паравертебральних тканин //Укр. мед. альманах.- 2002.- Т.5, №5.- С.20-24.

Автор особисто провів оперативне втручання на 72 тваринах з метою моделювання артифіціальної фібротизації зв’язок та провів аналіз отриманих результатів.

5. Продан О.І., Стауде В.А. Артіфіціальна фібротизація зв’язок у лікуванні дегенеративної нестабільності поперекових хребцевих сегментів: Попереднє повід. //Вісн. ортопедії, травматології та протезування.- 2004.- №1(40).- С.26-31.

Автор особисто провів артифіціальну фібротизацію у 30 хворих та провів аналіз отриманих клінічних та рентгенологічних результатів.

6. Радченко В.О., Продан О.І., Стауде В.А. Деклараційний патент України 51252 А 7 А61В17/56 Спосіб лікування дегенеративної нестабільності поперекового відділу хребта.- №2002021019 /Заяв. 08.02.2002.; Опубл. 15.11.2002. //Промислова власність.- 2002.- №11.- С.4.43.

Особистий внесок автора полягає у проведенні патентно-інформаційного пошуку, розробці способу лікування дегенеративної нестабільності та його клінічної апробації.

7. Продан О.І., Стауде В.А. Деклараційний патент України 51448 А 7 А61Р1/00 Спосіб лікувальної гімнастики для підвищення тонусу м’язів поперекового відділу хребта.- №2002042629 /Заяв. 02.04.2002.; Опубл. 15.11.2002. //Промислова власніть.- 2002.- Бюл.№11

Особистий внесок автора полягає у проведенні патентно-інформаційного пошуку, розробці способу лікувальної гімнастики та його клінічної апробації.

8. Продан О.І., Радченко В.О., Стауде В.А. Деклараційний патент України №57231 А 7 А61В17/56 Спосіб лікування дегенеративної нестабільності поперекового відділу хребта.- №2002043105 /Заявл. 16.04.2002р.; Опубл. 16.06.2003р. //Промислова власніть.- 2003.- Бюл.№6.

Особистий внесок автора полягає у проведенні патентно-інформаційного пошуку, розробці способу лікування дегенеративної нестабільності та його клінічної апробації.

9. Продан О.І., Стауде В.А., Логвінова Є.Р. Деклараційний патент №59268 А, 7 А61Н1/00, А61Н15/00 Спосіб лікування дегенеративних захворювань хребта, переважно з вираженими міотонічними реакціями.- №20021210422 /Заяв. 23.12.2002; Опубл. 15.08.2003. //Промислова власніть.- 2003.- Бюл.№8.

Особистий внесок автора полягає у проведенні патентно-інформаційного пошуку, розробці способу лікування та його клінічної апробації.

10. Радченко В.О., Стауде В.А., Євдокименко В.І., Стауде Т.М. Деклараційний патент України №67278 А 7 А61В17/56 Спосіб лікування дегенеративної нестабільності поперекового відділу хребта.- №2003087801 /Заявл. 18.08.2003р.; Опубл. 15.06.2004р. //Промислова власніть.- 2004.- Бюл.№6.

Особистий внесок автора полягає у проведенні патентно-інформаційного пошуку, розробці способу лікування дегенеративної нестабільності та його клінічної апробації.

11. Радченко В.О., Стауде В.А., Євдокименко В.І., Стауде Т.М. Деклараційний патент України №67279 А 7 А61В17/56 Спосіб лікування дегенеративної нестабільності поперекового відділу хребта.- №2003087802 /Заявл. 18.08.2003р.; Опубл. 15.06.2004р. //Промислова власніть.- 2004.- Бюл.№6.

Особистий внесок автора полягає у проведенні патентно-інформаційного пошуку, розробці способу лікування дегенеративної нестабільності та його клінічної апробації.

12. Продан О.І., Колесниченко В.А., Стауде В.А., Карпинський М.Ю., Суббота І.А. Біомеханічне обґрунтування малоінвазивних способів склерозуючої терапії при дегенеративній нестабільності поперекових хребтових сегментів //Мат. XX з’їзду хірургів України.- Тернопіль, 2002.- Т.2.- С.119-120.

Особистий внесок автора полягає проведенні біомеханічного експерименту та аналізі отриманих результатів.

13. Продан А.И., Колесниченко В.А., Стауде В.А., Карпинский М.Ю., Суббота И.А. Исследование возможности стабилизации поясничных позвоночных сегментов при дегенеративной нестабильности методом склерозирования мягких тканей //Материалы VI Всерос. конф. по биомеханике “Биомеханика 2002”.- Н.Новгород, 2002.- С.162.

Особистий внесок автора полягає у створені математичної моделі та аналізі отриманих результатів.

14. Продан А.И., Стауде В.А., Карпинский М.Ю., Суббота И.А. Математическое моделирование склерозирующего лечения при нестабильности позвоночных сегментов // Материалы VII съезда травматологов-ортопедов Респ. Беларусь “Современные технологии диагностики, лечения и реабилитации повреждений и заболеваний опорно-двигательной системы.- Минск, 2002.- С.112-114.

Особистий внесок автора полягає у створені математичної моделі та аналізі отриманих результатів.

15. Стауде В.А., Колесниченко В.А. Профилактика и купирование мышечно-тонических проявления при дегенеративной нестабильности поясничных позвоночных сегментов с использованием постизометрической релаксации и лечебной физкультуры //Матеріали І Всеукр. з’їзда фахівців спорт. медицини і ЛФК “Перспективы розвитку спортивної медицини і лікувальної фізкультури XXI століття”.- Одесса, 2002.- С.241-242.

Особистий внесок автора полягає у створенні системи реабілітації при дегенеративній нестабільності поперекового відділу.

16. Продан А.И., Колесниченко В.А., Стауде В.А. Применение малоинвазивных способов склерозирующей терапии при дегенеративной нестабильности поясничных позвоночных сегментов //Матеріали наук.-практ. конф. з міжнар. участю присвяч. 25-річчю каф. травматології і вертебрології ХМАПО.- Харків, 2003.- С.83-84.

Особистий внесок автора полягає у клінічній апробації артифіціальної фібротизації та аналізі результатів.

АНОТАЦІЯ

Стауде В.А. Артифіціальна фібротизація зв’язок в лікуванні дегенеративної нестабільності поперекових хребтових сегментів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.01.21 – травматологія та ортопедія. – Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І.Ситенка АМН України, Харків, 2004.

В дисертації розроблено новий малоінвазивний метод лікування дегенератвної нестабільності – артифіціальна фібротизація зв’язок (АФЗ).

Можливість та доцільність артифіціального підвищення несучої спрможності хребтового рухового сегмента доведено на підставі математичного та експериментального моделювання, а також морфологічного дослідження 72 лабораторних тварин.

При математичному моделюванні методом кінцевих елементів встановлено, що блок фібротизованих між- та надостюкових зв’язок певних геометричних розмірів протидіє зсувним навантаженням, а також сприяє зниженню напруження в зоні міжхребцевого диска.

Експериментальні біомеханічні та морфологічні дослідження виявили, що для досягнення кістково-фіброзного блоку при АФЗ оптимальним є використання електротермічного впливу – електрокоагуляції, а жорсткість хребтових сегментів підвищується в залежності від термінів після моделювання.

Для клінічної апробації розроблена технологія способу АФЗ. Доопераційна підготовка включала усунення функціональних блокад та контрактур дуговідросткових суглобів запропонованими нами способами. Електрокоагуляція осередків міжостюкової, попереково клубової зв’язок та параостюкових тканин проводять за домопогою гольчастого електрода у декількох точках протягом 3–5 сек. Після операції пацієнтам призначалась лікувальна гімнастика за запропонованим нами способом, а також фіксація напівжорстким корсетом на 2-3 місяця. Ефективність розробленого малоінвазивного методу лікування дегенеративної нестабільності доведено з використанням сонографії, клінічних, рентгенологічних (в тому числі рентгенометричних) методів дслідження у 30 хворих.

За даними сонографії площа поперечного перетину новоутвореної фіброзної тканини перевищує 2см2 у всіх хворих. Через 12 місяців після АФЗ індекс дісабілітації Oswestry зменшився з 47,5% до 4,2%, а індекс одужання у середньому дорівнює 91%. Об’єм кутової рухомості через 3 міс. після АФЗ у сегменти L4-L5 зменшився на 58,5%, а у сегментів L5-S1 на 47,2%, а величина нестабільності зменшилась на 61,1% у L4-L5, та на 51,9% у сегменти L5-S1.

АННОТАЦИЯ

Стауде В.А. Артифициальная фибротизация связок в лечении дегенератиной нестабильности поясничных позвоночных сегментов. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.01.21 – травматология и ортопедия. Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко АМН Украины, Харьков, 2004.

В диссертации разработан новый малоинвазивный метод лечения дегенеративной нестабильности поясничных позвоночных сегментов – артифициальная фибротизация связок (АФС).

С целью обоснования возможности и целесообразности артифициального повышения несущей способности позвоночного двигательного сегмента (ПДС) за счет фибротизации над- и межостистых связок прведены экспериментальные исследования.

Математическое моделирование методом конечных элементов позволило установить, что при сдвиговых нагрузках фибротизированная ткань может противодействовать значительной части нагрузок, а также способствует снижению напряжений в зоне межпозвонкового диска. Это, в конечном итоге, уменьшает (понижает) деформируемость в позвоночном сегменте.

Установлено также, что эффект стабилизации достигается в том случае, когда блок новообразованной фиброзной ткани имеет определенные геометрические размеры.

Для экспериментального моделирования артифициальной фибротизации связок (АФС) использовался метод создания очага реактивного воспаления путем введения материалов с антигенными свойствами (штифты из ксенокости, кетгут, деминерализованный костный матрикс), инородных материалов (клеи “Циакрин” и БФ-6), а также применяли электротермическое воздействие, т. е. электрокоагуляцию.

В сроки от 2 до 20 недель живтные выводились из эксперимента, а удаленные анатомические препараты хвостовых позвоночных сегментов исследовались биомеханическими методами и гистологически.

Биомеханические исследования анатомических препаратов хвостового отдела позвоночника лабораторных животных позволили установить, что при использовании всех перечисленных методик артифициальной фибротизации происходит уменьшение деформируемости позвоночных сегментов под воздействием сдвиговых нагрузок, но одним из лучших методов является электрокоагуляция.

Жесткость позвоночных сегментов увеличивается по мере удлинения сроков после моделирования АФС, а модуль упругости менее всего изменяется под воздействием нагрузок при использовании электрокоагуляции.

По мере увеличения сроков после экспериментального моделирования АФС увеличиваются пределы допустимых нагрузок. Величина деформируемости анатомических препаратов не зависит от их геометрических размеров, а характеризует качество выполнения артифициальной фибротизации.

На основании морфологического исследования препаратов позвоночных сегментов лабораторных животных после моделирования артифициальной фибротизации установлено, что использование кетгута, деминерализованного костного матрикса, а также электрокоагуляции приводит к фибротизации соединительнотканных элементов заднего опорного комплекса и сопровождается формированием костно-фиброзного и фиброзно-хрящевого блока уже на второй месяц после операции, а клеи “Циакрин” и БФ-6 прявляют выраженное цитотоксическое действие. На основании данных биомеханических и, особенно, гистоморфологических исследований мы пришли к выводу, что наиболее перспективными способами АФС являются имплантация деминерализованного костного матрикса и электрокоагуляция.

Именно эти методы положены в основу разработанных нами малоинвазивных способов лечения дегенеративной нестабильности артифициальной фибротизации связок заднего опорного комплекса.

При клинической апробации АФС использовали электрокоагуляцию, как наиболее доступный, дешевый и безопасный метод.

Дооперационная подготовка включала устранение функциональных блокад и контрактур дугоотросчатых суставов предложенными нами способами, а после операции пациентам назначалась лечебная гимнастика, по предложенному нами способу, и фиксация полужестким корсетом на 2-3 месяца.

Ультразвуковое исследование размеров и плотности участка новообразованной фиброзной ткани показало, что через 3 месяца после АФС блок фиброзной ткани сплошной, плотно прилегает к остистым отросткам, имеет площадь поперечного сечения около 2 см2.

Рентгенометрическое исследование кинематики позвоночных сегментов по функциональным спондилограммам до и после АФС показало, что артифициальная фибротизация связок заднего опорного комплекса приводит к уменьшению обьема угловой подвижности (dg) в сегменте L4-L5 до 7,3, то есть на 58,5%, а в сегменте L5-S1 – 6,7 (47,2%). Разница статистически достоверна (ч2=11,8; p<0,05).

Величина нестабильности (dХ) в сегменте L4-L5 уменшилась от 3,6мм до 2,2мм (на 61,1%), а в сегменте L5-S1 - от 2,7мм до 1,3мм (на 51,9%), что также является статистически достоверным (ч2=9,7; p<0,05).

Индекс межпозвонкового диска (Id) в сегменте L4-L5 и в сегменте L5-S1 прктически не изменился.

Таким образом, разработанные в процессе выполнения диссертационной работы способы лечения, в том числе способы АФС существенно повышают эффективность лечения дегенеративной нестабильности, особенно у пожилых людей. Они являются минимально инвазивными, могут выполняться амбулаторно, исключают риск хирургических вмешательств, не требуют больших средств и времени.

SUMMERY

Staude V.A. Arbificial ligaments fibrotization in the treatment of degenerative lumbar instability. – Manuscript

Dissertation for search of scientific degree of philosophy doctor of medicine in orthopaedics and traumatology (14.01.21). – Sitenko Institute of Spine and Joint Pathology AMS of Ukrane, Kharkow, 2004.

A new miniinvasive method of degenerative lumbar instability treatment by artificial ligaments fibrotization (ALF) war designed.

Posibility and necessity of artificial increase of vertebral motion segments stiffness was proved by finit-elemet model and experimental biomechanical and histological study. It was confirmed by means of finite-elemet model study that block of fibrotized interspinous and suprospinous ligaments with an appropriate geometry can resist to shearing loads and decrease of intervertebral disc strain.

In the biomechanical and histological study of experimental rat model it was proved that electrotermal treatment (electrocoagulation) is optimal for artificial LF. Vertebral motion segments stiffness increases is firmly correlated with time after LF modeling.

30 patients with proved lumbar degenerative instability were treated by miniinvasive artificial LF. Before invasion functional blocade and zygapophyseal joint contractura were eliminated by specially designed methods. Electrocoagulation of interspinous and iliolumbar ligaments, and paraspinous soft tissue was made with a needle electrod in some points (during 3-5 sec. each). After invasion all patients used specially designed exercises and were supported by orthesis for 2-3 month.

In a 12 month follow-up ultrasonographical meosurement of newly formed fibrous fissue volume was made. It was more than 2sm2 in all patients. Index of disability Oswetry at 12 month after invasion decreased from 47,5%, to 4,2%, the mean index recovery is 91%.

The mean range of sagithal motion in L4-L5 and L5-S1 segments was decreased on 58,5% and on 47,2%.

The mean vertebral translation was decreased on 61,1% in the L4-L5, and on 51,9% in the lumbosacral segment.