НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПАТОЛОГІЇ, ОНКОЛОГІЇ І

РАДІОБІОЛОГІЇ ім. Р.Є.КАВЕЦЬКОГО

ПРОЦЕНКО ВОЛОДИМИР ВІКТОРОВИЧ

УДК: 616.71-006-089.844

ХІРУРГІЧНЕ ЛІКУВАННЯ ХВОРИХ НА ПУХЛИНИ КІСТОК

З ВИКОРИСТАННЯМ КЕРАМІЧНИХ ІМПЛАНТАТІВ НА ОСНОВІ

ГІДРОКСИЛАПАТИТУ ТА ТРИКАЛЬЦІЙФОСФАТУ

(клініко-експериментальне дослідження)

14.01.07 - онкологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Українському науково-дослідному інституті онкології та радіології МОЗ України.

Науковий керівник - заслужений діяч науки і техніки України,

доктор медичних наук, професор

Толстоп'ятов Борислав Оксентійович

Український науково-дослідний інститут

онкології та радіології МОЗ України,

завідувач науково-дослідного відділення

пухлин опорно-рухового апарату

Офіційні опоненти: - доктор медичних наук, професор

М'ясоєдов Дмитро Володимирович,

Київська медична академія післядипломної

освіти ім.П.Л.Шупика МОЗ України,

завідувач кафедри онкології

- доктор медичних наук, професор

Шляховенко Володимир Олексійович,

Інститут експериментальної патології,

онкології і радіобіології ім. Р.Є.Кавецького

НАН України, завідувач відділу ензимології

Провідна установа - Національний медичний універсітет

ім. О.О.Богомольця МОЗ України,

кафедра онкології, м.Київ.

Захист відбудеться 25 жовтня 2000 року о 15 годині 00 хвилин

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.155.01 в Інституті експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є.Кавецького

НАН України (03022,Київ,вул.Васильківська, 45).

З дисертацією можно ознайомитися в бібліотеці ІЄПОР ім. Р.Є.

Кавецького НАН України (03022,Київ,вул.Васильківська, 45).

Автореферат розісланий 19 вересня 2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

к.м.н. Н.В.Бородай

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Доброякісні пухлини та пухлиноподібні захворювання кісток займають друге місце в світі по частоті зустрічаємості серед патології кісток.

Актуальність проблеми сучасної онкоортопедії полягає в тому, що при неадекватному лікуванні хворих на цю патологію в 50% випадків відбувається злоякісне перетворення.

Основним методом лікування доброякісних пухлин та пухлиноподібних захворювань кісток є хірургічний: видалення пухлини з наступним заповненням кісткового дефекту трансплантатом чи імплантатом.

Використання при кістково-пластичних операціях ауто- та алотрансплантатів має як свої переваги так і недоліки: так аутотрансплантати можливо використовувати у дітей тільки після 5 років, необхідне ще одне оперативне втручання, збільшується час оперативного лікування, а в деяких випадках донорської тканини необхідно у великій кількості (Волков М.В.,1985, Крисюк А.П., Лучко Р.В., 1998). Алотрансплантати в ряді випадків не відповідають технічним можливостям операції (форма, розміри, щільність, біохімічні властивості), вони можуть утримувати в собі накопичені за період життя донорів важкі метали (свинець, кадмій, ртуть), а також радіоактивні ізотопи (Sr, Cs) та можуть бути інфековані внаслідок наявності у донора латентної вірусної інфекції, яка передається реципієнту (вірусний гепатит В,С; СНІД; герпесвірусні інфекції). В деяких випадках їх застосування супроводжується імунологічною реакцією відторгнення трансплантату, результатом чого є розвиток післяопераційних ускладнень, частота яких складає від 12% до 50% (в середньому 20-30%)(Зацепин С.Т.,1984, Корж А.А., Талышинский Р.Р., 1973).

Штучні матеріали, які на даний час використовуються при пластичних операціях на кістках, також не зовсім відповідають вимогам імплантації, зокрема часто спостерігається нагноювання імплантатів, корозія металу та зниження тривких властивостей конструкцій. Перелічені недоліки обумовлюють необхідність подальших пошуків матеріалів, які б поєднували тривкість з біологічною інертністю.

За данними деяких досліджень одним з таких матеріалів є керамічний на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату, імплантати з якого відіграють роль матеріалу, що остеобласти та ферментні системи організму використовують для побудови нової кісткової тканини (Грунтовский Г.Х., Малышкина С.В.,1999, Дубок В.А., Ульянчич Н.В.,1998, Daculsi G., Passuti N., Martin S.,1989). Кальційутримуюча кераміка, маючи різноманітні фізико-хімічні властивості (пористість та щільність), на даний час є найбільш оптимальним варіантом для заміщення кісткових дефектів різноманітної локалізації та величини.

Дані літератури (Безруков В.М., Григорьян А.С.,1996, Nakajama T.,1995, Oonichi H.,1991) свідчать про ефективність застосування закордонних зразків керамічних імплантатів на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату при кістковій патології в різних галузях медицини (стоматології, нейрохірургії, ортопедії).

Проте нова модифікація вітчизняного керамічного матеріалу на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату при кістково-пластичних операціях в онкоортопедії ще не використовувалась, не визначені клініко-рентгенологічні особливості перебігу захворювання у онкологічних хворих, не вивчено місцевий та загальний вплив кераміки на організм хворого, не вивчена морфологічна перебудова кісткової тканини в місці імплантації кераміки, не визначені строки медичної реабілітації та відновлення функції кінцівки у хворих з гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами та пухлиноподібними захворюваннями кісток після проведених кістково-пластичних операцій, не розроблені покази та протипокази до використання вітчизняної кераміки при цих операціях.

Є підстави вважати, що використання вітчизняного керамічного матеріалу при кістково-пластичних операціях, після видалення гігантоклітинної пухлини, доброякісних пухлин та пухлиноподібних захворювань кісток призведе до зменшення післяопераційних ускладнень, скорочення строків медичної реабілітації та відновлення функції кінцівки у прооперованих хворих.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації входить до основного плану досліджень Українського науково-дослідного інституту онкології і радіології за 1997-2000 р.р., які проводяться у відділенні пухлин опорно-рухового апарату по проблемі лікування пухлин кісток згідно науково-дослідної роботи 1997-2001р.р. за темою "Розробка лікувальних заходів, спрямованих на профілактику рецидивів і метастазів пухлин опорно-рухового апарату з використанням полімерних матеріалів і модуляторів цитостатичної дії" (№ держреєстрації 0197 U012980).

Мета дослідження: покращення результатів кістково-пластичних операцій при лікуванні хворих на гігантоклітинну пухлину, доброякісні пухлини та пухлиноподібні захворювання кісток за допомогою використання вітчизняного керамічного матеріалу на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату.

Завдання дослідження:

1.Вивчити ефективність використання керамічних імплантатів при кістково-пластичних операціях в експериментальних умовах.

2.Розробити методи використання керамічних імплантатів в лікуванні хворих гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами і пухлиноподібними захворюваннями кісток.

3.Визначити покази та протипокази до кістково-пластичних операцій з використанням керамічних імплантатів у хворих гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами та пухлиноподібними захворюваннями кісток.

4.Дослідити особливості остеорепарації у хворих при імплантації керамічного матеріалу на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату в порожнину кістки, після видалення гігантоклітинної пухлини, доброякісних пухлин та пухлиноподібних захворювань кісток, використовуючи морфологічні і радіоізотопні методи дослідження.

5.Вивчити вплив керамічного матеріалу на мінеральний обмін в організмі хворого, після проведених кістково-пластичних операцій.

6.Проаналізувати віддалені результати хірургічного лікування хворих гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами і пухлиноподібними захворюваннями кісток з використанням керамічного матеріалу на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату, визначити терміни медичної реабілітації цих хворих.

Об'єкт дослідження. Хворі на первинну гігантоклітинну пухлину, доброякісні пухлини та пухлиноподібні захворювання кісток, яким виконані кістково-пластичні операції з використанням керамічного матеріалу на основі гідроксилапатиту (ГА) та трикальційфосфату (ТКФ). Архівний, клініко-рентгенологічний та морфологічний матеріал. Експериментальні тварини, яким імплантували або вводили досліджуваний керамічний матеріал.

Предмет дослідження. Керамічний матеріал на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату.

Методи дослідження. Клінічні, рентгенологічні, радіоізотопні, морфологічні, статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше показано, що застосування вітчизняного керамічного матеріалу на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату є ефективним при кістково-пластичних операціях в онкоортопедії, після видалення гігантоклітинної пухлини, доброякісних пухлин (хондробластома, остеохондрома, енхондрома, остеоїд-остеома) та пухлиноподібних захворювань (солітарна кісткова кіста, аневрізмальна кісткова кіста, фіброзна дисплазія, еозинофільна гранульома) кістки. Розроблені методи кістково-пластичних операцій при лікуванні хворих гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами та пухлиноподібними захворюваннями кісток з використанням вітчизняних керамічних імплантатів. Вперше визначені покази та протипокази до кістково-пластичних операцій в онкоортопедії з використанням керамічних імплантатів на основі ГА та ТКФ.

Практичне значення отриманих результатів. На підставі комплексу проведених експериментально-клінічних досліджень рекомендується значно розширити спектр медичного використання вітчизняного керамічного матеріалу на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату, який завдяки особливостям своєї хімічної будови та остеоіндуктивної дії, доцільно використовувати як лікувальний засіб, призначений для стимуляції репаративного остеогенезу. При цьому встановлено відсутність будь-яких побічних ефектів при його використанні, як під час, так і після кістково-пластичних операцій. Показана доцільність внутрішньокісткової імплантації вітчизняного керамічного матеріалу, після видалення гігантоклітинної пухлини, доброякісних пухлин та пухлиноподібних захворювань кісток. Продемонстровано клінічний ефект та економічну доцільність використання вітчизняного керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ при лікуванні хворих на гігантоклітинну пухлину, доброякісні пухлини та пухлиноподібні захворювання кісток, що сприяє зниженню відсотка ускладнень, скороченню термінів медичної реабілітації хворих та скороченню тривалості середнього ліжко-дня.

Впровадження результатів дослідження. Розроблено рекомендації про використання керамічних імплантатів на основі ГА та ТКФ при кістково-пластичних операціях після видалення новоутворень кісток (інформаційний лист № 85-99 від 1999 р. МОЗ України). Основні положення і висновки дисертації впроваджені в лікувальну практику Рівненського обласного онкологічного диспансеру, травматологічного відділення Чернівецької обласної лікарні, травматологічного відділення Кіровоградської обласної лікарні, травматологічного відділення Центрального військового шпиталю прикордонних військ України, що підтверджується актами впровадження.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проведені експериментальні кістково-пластичні операції на лабораторних тваринах. Проведено клінічне обстеження хворих, відбір хворих для проведення кістково-пластичних операцій, розподіл хворих на основну та контрольну групи. Самостійно виконано 95% кістково-пластичних операцій з використанням керамічного матеріалу. Проведена статобробка та аналіз отриманих результатів, підготовлені публікації.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідались на 18-ій науковій конференції молодих вчених та спеціалістів УНДІОР (Київ, 1998); Всеукраїнській науковій конференції з проблем ортопедії та травматології присвяченій 100-річчю з дня народження проф.М.П.Новаченка (Харків,1998); Всеукраїнській науково-практичній конференції ортопедів-травматологів (Євпаторія, 1998); Всеукраїнській науковій конференції ортопедів-травматологів (Ялта, 1999); 2-му з’їзді онкологів держав СНД (Київ, 2000); пленумі української асоціації ортопедів-травматологів (Дніпропетровськ, 2000); засіданні 10-ої української школи з міжнародною участю "Біологія і патологія опорно-рухового апарату" (Харків, 2000).

Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи викладений у 9 публікаціях, у тому числі в 8 статтях у провідних фахових журналах (2 з них самостійні), та в 1 тезах у матеріалах вітчизняних та міжнародних конгресів, конференцій та з'їздів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, аналізу і узагальнень результатів досліджень, висновків, списку використаних літературних джерел і 1 додатку. Повний обсяг дисертації 153 сторінки. Текст ілюстровано 33 малюнками та 20 таблицями, що займають 36 сторінок тексту. Список літератури складається з 150 джерел вітчизняної та зарубіжної літератури і займає 15 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження.

Характеристика керамічного матеріалу на основі

гідроксилапатиту та трикальційфосфату

Трикальційфосфат – Са (РО ) є структурним аналогом - -вітлокіта, молярне співвідношення Са:Р дорівнює 1,5. ТКФ нестабільний у водному середовищі та стає апатитним у фізіологічному оточені.

Гідроксилапатит – Са (РО ) (ОН) в організмі існує у вигляді різноманітних кристалічних модифікацій, які стабілізовані оточеними живими системами та складають основу усього скелету. У гідроксилапатита молярне співвідношення Са:Р дорівнює 1,67.

В Україні в лабораторних умовах керамічний матеріал на основі ГА та ТКФ синтезований шляхом водно-електролітного осадження (виробник "КЕРГАП"). Параметри розробленого матеріалу повністю відповідають міжнародним стандартам ASTM F 1185-88 та ASTM F 1088-87. Наказом МОЗ України №269 від 28.08.96 року гідроксилапатит (фірмова назва КЕРГАП) введено в державний реєстр медичних виробів, котрі дозволені до застосування в медичній практиці в Україні за №310/96.

Експериментальні дослідження керамічного матеріалу

на основі ГА та ТКФ

В експериментальних умовах на лабораторних тваринах ( 28 кролів та 10 щурів) була проведена оцінка пористих та щільних зразків (гранули, порошок, блочки) керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ при імплантації в ділянку кістки. Кістково-пластичні операції на лабораторних тваринах були проведені з метою вивчення біосумістності та біоактивності керамічного матеріалу, а також закономірностей взаємозв'язку ремоделювання кісткової тканини і перебудови керамічного матеріалу.

З метою дослідження впливу керамічного матеріалу на реакції клітинного та гуморального імунітету, були проведені дослідження зразків керамічного матеріалу ( Кергап-М та Остеогель-7) на лабораторних тваринах (20 морських свинок та 40 мишей) шляхом постановки реакції дегрануляції повних клітин (РДПК), реакції специфічного лізису лейкоцитів (РСЛЛ), реакції гіперчутливості уповільненого типу (РГУТ) та реакції трансплантат проти хазяїна (РТПХ).

В експериментальних умовах була досліджена антимікробна активність керамічного матеріалу in vitro в відношенню до 4-х штамів бактерій: St. aureus, Bac. Subtilis, E. coli, Ps. Aeruginosa і одного штаму дріджоподібного гриба C. albicans та мікробіологічна чистота керамічних імплантатів.

Клінічне дослідження хворих на гігантоклітинну пухлину, доброякісні пухлини та пухлиноподібні захворювання кісток, яким проведені кістково-пластичні операції з використанням керамічних імплантатів на основі гідроксилапатиту та трикальційфосфату

Клінічна частина роботи грунтується на результатах лікування 335 хворих гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами (хондробластома, остеохондрома, остеоїд-остеома, енхондрома, хондроміксоїдна фіброма) та пухлиноподібними захворюваннями (аневрізмальна кісткова кіста, солітарна кісткова кіста, фіброзна дисплазія, еозинофільна гранульома) кістки, які знаходились на лікуванні у відділенні пухлин опорно-рухового апарату УНДІОР.

Всі хворі були розподілені на дві групи: основну (ОГ - 85 пацієнтів), яким були виконані кістково-пластичні операції з використанням керамічного матеріалу на основі гідроксилапатиту і трикальційфосфату та контрольну (КГ - 250 пацієнтів), яким були виконані кістково-пластичні операції з використанням алотрансплантатів.

До ОГ увійшли 34 хворих гігантоклітинною пухлиною кістки, 14- аневрізмальною кістковою кістою, 12 - енхондромою, 10 - хондробластомою, 8-фіброзною дисплазією, 2- остеохондромою, 2 - хондроміксоїдною фібромою, 1-остеоїд-остеомою, 1-солітарною кістковою кістою, 1-еозинофільною гранульомою.

До КГ увійшли 150 хворих гігантоклітинною пухлиною, 28 - енхондромою, 26 - аневрізмальною кістковою кістою, 22 - фіброзною дисплазією, 15 - хондробластомою, 9 - остеохондромою. При обстежені хворих ОГ виявлені різноманітні анатомо-функціональні порушення з боку опорно-рухового апарату: великі ділянки ураження кістки в діафізі, епіфізі та метафізі, переломи кісток, руйнування суглобної поверхні кістки, контрактури суглобів та інше.

Показами до використання керамічних матеріалів є гігантоклітинна пухлина, доброякісні пухлини та пухлиноподібні захворювання кісток з підтвердженням діагнозу морфологічно. З метою верифікації процесу обов'язково виконувалась трепан-біопсія ураженої пухлиною кістки, а при неможливості виконання трепан-біопсії - проводилась відкрита біопсія з обов'язковим цитологічним та гістологічним дослідженням отриманого матеріалу.

Для проведення кістково-пластичних операцій застосований вітчизняний керамічний матеріал на основі гідроксилапатиту (ГА) та трикальційфосфату (ТКФ) у вигляді порошку, гранул, щільної (нерезорбтивної) та пористої кераміки.

Ми використовували наступні марки керамічного матеріалу: КЕРГАП-М у вигляді дрібнодисперсного порошку з розмірами гранул до 60 мкм, КЕРГАП-70 - від 60 до 80 мкм, КЕРГАП-90 - від 80 до 100 мкм, КЕРГАП-150 - від 100 до 250 мкм, КЕРГАП-300 - від 250 до 400 мкм, КЕРГАП-500 - від 400 до 600 мкм, КЕРГАП-700 - від 600 до 800 мкм, КЕРГАП-Гр1 - від 800 до 1000 мкм, КЕРГАП-Гр2 - від 1000 до 2000 мкм, КЕРГАП-Гр3 - від 2000 до 2500, КЕРГАП-Гр4 - від 2500 до 4000 мкм та керамічний матеріал у вигляді пасти - КЕРГАП-остеогель.

Перед використанням керамічний матеріал підлягав обов'язковій стерилізації в сухожаровій шафі при 180 С.

Після передопераційної підготовки з урахуванням гістологічної верифікації процесу, хворому проводилось оперативне втручання: крайова резекція, внутрішньокісткова резекція або екскохлеація пухлини з електрокоагуляцією стінок порожнини кістки. При гігантоклітинній пухлині, хондробластомі, фіброзній дисплазії, еозинофільній гранульомі проводилась внутрішньокісткова резекція кістки; при аневрізмальній або солітарній кістковій кісті - екскохлеація вмісту порожнини кістки з електрокоагуляцією стінок порожнини; при остеоїд-остеомі та остеохондромі - крайова резекція кістки; при великих дефектах кісток (кістка повністю зруйнована) - сегментарну резекцію кістки з заміною її модельним імплантатом. Прооперована кінцівка іммобілізувалась гіпсовою лонгетою або металевою шиною.

Усім хворим в післяопераційному періоді обов'язково проводили комплекс реабілітаційних заходів, які складались з лікувальної фізичної культури та масажу.

До, а також після операції кожному хворому обов'язково проводились лабораторні та біохімічні дослідження: загальний аналіз крові та сечі, дослідження крові на вміст іонів кальцію та фосфору, а також аналіз крові на лужну фосфатазу.

З метою вивчення резорбції кераміки в порожнині кістки усім хворим, як до так і після операції, обов'язково проводили рентгенологічне дослідження ураженої кістки. У 10 хворих в різні терміни після операції була виконана біопсія з метою вивчення морфологічних змін в місці імплантації.

З метою вивчення стану репаративного кісткоутворення після проведених кістково-пластичних операцій з використанням керамічного матеріалу, застосовувались радіоізотопні методи дослідження.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Результати експериментального дослідження

керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ.

При експериментальному дослідженні керамічного матеріалу на біосумісність та біоактивність, проводилось патоморфологічне вивчення гістологічного матеріалу за допомогою електронного мікроскопу. Вивчались ділянки кісткової та хрящової тканини, оточуючі керамічний матеріал, та на відстані від імплантатів. Встановлено, що післяопераційна рана після імплантації керамічного матеріалу загоювалась первинним натягом; клітини, характерні для процесу запалення - нейтрофільні лейкоцити та лімфоцити, виявлені в невеликій кількості біля імплантатів лише в ранні строки (до 7 діб), а через 1 місяць і в подальші строки спостереження ознаків запалення біля імплантатів не виявлено. Електронномікроскопічний аналіз ділянок кісткової тканини, прилеглої безпосередньо до керамічних імплантатів, в ранні строки показав, що в своєї більшості в цих ділянках переважали крупні остеобласти та остеоцити, а також відбувалась проліферація ендотеліоцитів та формування кровоносних капілярів. При мікроскопічному досліджені зони імплантації керамічного матеріалу виявлено, що в зоні дефекту в ранні строки спостерігались крупні фрагменти кераміки, оточені остеогенною тканиною, яка перемежалася з новоутворенною пластинкою кісткової тканини, а кісткові трабекули формувались безпосередньо на поверхні кераміки. Поряд з тривалістю активного процесу остеогенезу, який супроводжується ангіогенезом в зоні імплантації встановлено значне зменшення об'єму керамічного матеріалу з плином часу, що говорить про активну його біодеградацію. Через рік після імплантації застосованих нами керамічних матеріалів - проведено біохімічне дослідження з метою вивчення впливу на мінеральний обмін (Са, Р, лужна фосфатаза), обмін важливих метаболітів органічних компонентів сполучених тканинно-білкових з'єднань, глікозамінгліканів, а також вплив керамічного матеріалу на загальний соматичний статус тварин. Отримані дані свідчать про те, що тривале знаходження керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ не приводить до суттєвих змін метаболічного статусу експериментальних тварин. Таким чином, результати дослідження біологічної реакції кісткової тканини на імплантацію біоактивної кераміки показали, що досліджувані матеріали (ГА та ТКФ) не чинять місцевого токсичного впливу, щільно адгезують з кістковою тканиною, кісткова тканина утворюється безпосередньо на керамічному матеріалі, що є свідченням їх біосумістності. Досліджувані матеріали стимулюють процеси остеогенезу, проявляючи високу біоактивність. Дистрофічних змін кісткової тканини в зоні імплантації не знайдено.

При експериментальному досліджені морфометричних змін в місці імплантації керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ виявлені особливості перебудови кісткової тканини в умовах імплантації біоактивної кераміки. Встановлено, що біодеградація керамічного матеріалу залежить від особливостей організації кістки (губчата чи компактна кісткова тканина), віку лабораторних тварин, кровопостачання кісткової тканини та фізико-хімічних і біологічних властивостей керамічного матеріалу: біосумістності (характер контакту), технологічних особливостей (фізико-хімічні властивості), структури кераміки (щільна чи пориста), об'єму імплантату. Всі ці фактори призводять до ремоделювання кісткової тканини та біодеградації кераміки.

Таким чином, експериментальними дослідженнями доведено, що використання при реконструктивно-відновних операціях біологічно активних та біодеградуючих керамік потребує дотримання диференційованих взаємозв'язків між специфічними особливостями імплантаційного матеріалу та покладених на нього функцій (опорна чи функція заміщення). Так, при імплантації швидко розсмоктуваної кераміки деградація випереджає процес остеогенезу, наслідком чого є дестабілізація імплантату та утворення великих вогнищ фіброзної тканини. Це важливо враховувати при використанні керамічних імплантатів у найбільш навантажених ділянках скелету: хребтовому стовбурі, щелепно-лицевій області. При використанні повільно деградуючого керамічного матеріалу в ділянках з швидким темпом оновлення кістки, утворений кістковий регенерат, який проникає в пори кераміки, замуровує її залишки, перешкоджає тим самим подальшій резорбції імплантату.

При вивченні алергенності препаратів Кергап-М та Остеогель-7 в дозі 150 мг/кг на морських свинках встановлено, що ці препарати не індукують розвитку активної шкіряної анафілаксії (діаметр забарвленної плями в ділянці тестуючої ін'єкції не перевищував 2 мм як у піддослідних, так і у контрольних тварин) і не викликають достовірного підвищення дегрануляції повних клітин та специфічного лізису лейкоцитів. У всіх піддослідних тварин досліджувані показники залишались у межах фізіологічних норм. При вивчені впливу препарату Остеогель-7 на гуморальну ланку імунітету встановлено, що препарат не викликає змін рівня гемаглютининів в сироватці крові та числа антитілоутворюючих клітин в селезінці мишей, імунізованих еритроцитами барана, тобто не має впливу на гуморальний імунітет. При дослідженні впливу препарату Остеогель-7 на Т-клітинну ланку імунітету встановлено, що препарат не впливає на формування реакції гіперчутливості уповільненого типу до еритроцитів барана, оскільки препарат в жодній з досліджених доз не викликав зміни реакції гіперчутливості уповільненого типу. Вплив Остеогелю-7 на реакцію трансплантат проти хазяїна вивчали тільки в дозі 1000 мг/кг. При дослідженні встановлено, при дії Остеогелю-7 на організм мишей індекс РТПХ у піддослідних тварин не відрізняється від контролю. Таким чином, показано що препарат Остеогель-7 не впливає і на реакції трансплантаційного імунітету. На основі проведених експериментальних досліджень можна констатувати, що Кергап-М та Остеогель-7 не виявляють сенсибілізуючого впливу, а Остеогель-7 не має ще й імуномодулюючої активності, тобто є імунологічно інертним препаратом.

При досліджені протимікробної активності по відношенню до вивчаємих штамів бактерій встановлено, що суспензія керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ в фосфатному буфері (рН 7,0) не виявляє такої активності. Зразки керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ не утримують грибів та патогенних бактерій, що відповідає міжнародним стандартам.

Результати лікування хворих на пухлини кісток, яким проведені кістково-пластичні операції з використанням керамічних імплантатів.

Після операції загальний стан хворих відповідав обсягу операції. Хворі скаржилися на помірний набряк м'яких тканин та незначний біль в області післяопераційного поля. У більшості пацієнтів відмічалась субфебрильна температура в перші три доби після операції. З 85 прооперованих хворих, у 83 хворих загоєння післяопераційної рани відбувалось первинним натягом, відновлення функції кінцівки спостерігалось через 3-10 місяців. У 2-х хворих відмічено нагноєння післяопераційних ран в ранньому післяопераційному періоді, що склало 2,350,02 %.

У прооперованих пацієнтів, яким виконані кістково-пластичні операції з використанням пористого та щільного керамічного матеріалу на основі ГА і ТКФ, в післяопераційному періоді та в процесі реабілітації не відмічено будь-яких порушень з боку керамічних імплантатів (виходження гранул керамічного матеріалу з порожнини кістки, зміщення керамічних блоків, переломів кісток в місці імплантації). У двох випадках, де відмічено нагноєння імплантаційного матеріалу після комбінованої пластики, імплантаційний комплекс був видалений, а інфекційний процес куповано консервативним шляхом (антибіотикотерапією).

Результати лікування порівнювали з контрольною групою (КГ) хворих, яким були виконані кістково-пластичні операції з використанням алотрансплантатів за даними архівного матеріалу. У контрольній групі було зафіксовано 68 ускладнень. З них, у ранньому післяопераційному періоді 30 ускладнень, в пізньому - 38 ускладнень, що становить 27,22,8%.

Усім хворим після виконаного оперативного втручання в ранньому післяопераційному періоді була проведена іммобілізація гіпсовою лонгетою. Строки іммобілізації кожного пацієнта були індивідуальними в залежності від використаного виду кераміки, дефекту ураження кістки, локалізації пухлини, а також контрольних рентгензнімків.

Комплексне відновне лікування в післяопераційному періоді, який умовно було поділено на три етапи, включало: лікувальний масаж та ЛФК. З урахуванням проведеного комплексу реабілітаційних заходів у всіх хворих як у

ранньому післяопераційному періоді, так і на інших етапах реабілітації, в різні строки після оперативного втручання відмічено повне відновлення опорної та рухової функції кінцівок у 83 пацієнтів (100%).

Показники загоєння післяопераційної рани без ускладнень є об'єктивним критерієм для встановлення тривалості середнього ліжко-дня, який в ОГ склав (24,35,7) дня, а в КГ (35,32,9) дня, тобто знизився в середньому на 10-12 днів.

Середні строки реабілітації хворих після алотрансплантації склали 11 місяців, а середні строки реабілітації хворих після імплантації керамічного матеріалу склали 8,3 місяця. Відмічено скорочення строків медичної реабілітації хворих в середньому на 2-3 місяця, при умові комплексного лікування (ЛФК, масаж) в післяопераційному періоді. Все це свідчить про ефективність застосування керамічних матеріалів при кістково-пластичних операціях в плані економічних витрат.

При визначенні біохімічних показників крові (Са та Р, коефіцієнт співвідношення Са:Р, лужна фосфатаза), а також сечі (Са та Р), як після операції, так і при контрольних обстеженнях було показано, що вони практично відповідали показникам в контрольній групі.

В нормі показники крові складали: Са - 2,25-2,75 ммоль/л, Р - 0,65-1,60 ммоль/л; у хворих до операції вони становили: Са - 2,360,29 ммоль/л, Р - 1,480,42 ммоль/л, а після операції: Са - 2,460,31 ммоль/л, Р - 1,490,45 ммоль/л. Коефіцієнт співвідношення Са:Р в крові в нормі становить 1,5-2,0; до операції становив 1,690,39; після операції 1,770,52.

При біохімічному визначенні показників лужної фосфатази, отримані такі результати. Показники лужної фосфатази в крові в нормі складали: 740-2290 нмоль/сл; до операції становили - 1074242 нмоль/сл; після операції - 1103401 нмоль/сл.

При біохімічному визначенні показників сечі (Са та Р): в нормі Са сечі становить 2,5-7,5 ммоль/добу, Р - 12,9-42,0 ммоль/добу; до операції - Са 2,671,08 ммоль/добу, Р - 31,947,02 ммоль/добу; після операції Са - 3,740,59 ммоль/добу, Р - 33,727,12 ммоль/добу.

Таким чином, проведені біохімічні дослідження крові та сечі показали відсутність впливу керамічного матеріалу на основі ГА і ТКФ на мінеральний обмін в організмі хворого, що свідчить про ефективність функціонування систем зв'язування та утилізації керамічного матеріалу в місці його імплантації.

Після кістково-пластичних операцій на рентгенограмах досліджувались: місце з'єднання біоматеріалу та кістки; рентгенологічна щільність матеріалу сама по собі; наслідки розлому чи фрагментації матеріалу; біодеградація керамічного матеріалу. Перехідні зони модифікувалися передчасно з утворенням світлих зон, що оточували кераміку після імплантації радіопроникаючою тканиною, спостерігаємою з перших місяців після операції. Однорідність кісткова тканина-кераміка на межі кістка-імплантат спостерігалася на 3-му місяці. Жодної світлої зони з рентгенологічною секвестрацією імплантату не було виявлено впродовж спостереження. При спостереженні за імплантатами, еволюція їх була варіабільною в залежності від локалізації та дефекту заповнення, але достатньо стереотипною.

З перших місяців контури блоків та контури гранул були чіткими, що було важливою ознакою того, що кераміка недостатньо гомогенна, щоб стати більш компактною. Не спостерігалось жодного випадку перелому від надмірного навантаження при широких резекціях стегнової кістки чи її еволюційного остеолізу.

З часом кераміка біодеградувала в порожнині кістки та заміщувалася новоутворенною кістковою тканиною, що спостерігалося на рентгенограмах при контрольних рентгенобстеженнях. Біодеградація керамічного матеріалу відбувалась в залежності від застосованого матеріалу і об'єму порожнини кістки, отриманого після видалення пухлини. При порожнинах до 10 куб.см, повна резорбція керамічного матеріалу у формі пасти спостерігалась через 1-1,5 місяці після операції, при застосуванні гранул керамічного матеріалу закінчена перебудова відмічалась через 6-9 місяців. При застосуванні блочків та штифтів з щільної кераміки судити про процес резорбції неможливо, тому що рентгенологічно змін керамічного матеріалу не спостерігалось.

Враховуючи, що рентгенологічно неможливо судити про процеси, які відбуваються на ранніх та пізніх стадіях репаративного остеогенезу, а методика денситометрії та кольорової дешифровки рентгенограмм в першу чергу залежить від фізико-хімічних умов обробки плівки і тому не може бути достатньо об'єктивною, для оцінки впливу керамічного матеріалу на інтенсивність процесу остеорепарації необхідно проводити дослідження морфологічних змін у кістці.

При морфологічному дослідженні змін в місці імплантації керамічного матеріалу встановлено, що ультраструктурні прояви процесів взаємодії імплантаційних зразків керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ змінюються в залежності від слідуючих факторів: характеру кісткової тканини, в якій проведена резекція пухлини, технічних характеристик імплантата (порошок, гранули, блок), часу після проведеної операції.

Основні закономірності такої взаємодії, а саме - резорбція імплантату, заміщення імплантованого матеріалу новоствореною кістковою тканиною та формування нової кісткової тканини, зберігаються у всіх досліджуваних випадках і відбуваються одночасно, синхронно. В одних ділянках(препаратах), особливо в більш ранні терміни (1,5 місяця) після операції, переважають безладно розташовані, обширні накопичення некротичних мас (детриту), зруйнованих спонгіозних масивів імплантату та дуже щільних безформених мінералізованих конгломератів новоутвореної кісткової тканини. Зони деструкції тканини, некрозу клітин та деградації балок керамічних імплантатів, проростають міцними пучками волокнистої (колагенової) тканини. Безформені вогнища закостеніння виникають, як правило на міцних колагенових пучках поряд з острівками імплантату, або чергуються з ними. В інших ділянках, особливо в більш пізні строки (3-6 місяців) гранули ГА та ТКФ практично скрізь оточені густими накопиченнями волокнистої та колагенової тканини з різноманітною орієнтацією пучків, які складаються з відносно тонких волокон з поперековою покресленістю. Зони контакту колагенових масивів з керамічним матеріалом утримують багаточисельні вогнища мінералізації. Накопичення остеобластів спостерігаються всередині імплантованих мас керамічного матеріалу. Поряд з остеобластами межують великі багатоядерні остеокласти. Навколо остеокластів спостерігаються ділянки з ознаками резорбції керамічного матеріалу. Через 6-12 місяців тканина в препаратах представлена широкими масивами грубих і товстих колагенових волокон та гомогенним остеоїдним матриксом, а також вогнищами мінералізації. Зустрічаються зони з розпушеною новоутвореною колагеновою тканиною, в порах колагенових масивів виявляють великі активні остеобласти. В цих зонах відбувається активна проліферація ендотеліоцитів та формування кровоносних капілярів. Ці дані свідчать про активні, синхронно протікаючі процеси резорбції керамічних імплантатів з ГА та ТКФ, з хаотичним заміщенням їх колагеновими масами, що підлягають мінералізації (закостенінню), проліферацією клітинних елементів, колагено- і остеогенезу (остеобластів і остеокластів), а також насиченням новоутвореної тканини ендотеліальними клітинами, які утворюють кровоносні капіляри, та формуванням зрілої кісткової тканини з канальцями різноманітної ширини у ній. За нашими спостереженнями основною відмінністю на 45 добу після операції є наявність в зоні остеорепарації в присутності керамічного матеріалу з ГА та ТКФ зрілих функціонально активних остеобластів. Основна їх маса розташована в периваскулярних просторах. Для терміну 3-6 місяців після операції характерна нерівномірність малюнку зони остеорепарації, що виражається в мозаїчності структури новоутвореної кісткової тканини. Це пов'язано, з завершенням процесів, описаних для більш ранніх стадій, внаслідок того, що зона дозрівання кістки межує з реакцією фіброваскулярної тканини на матеріал імплантату. Слід відмітити, що ділянки кісткового дефекту, безпосередньо прилеглі до імплантату, регенерують значно швидше. В 9-ти місячний строк після операції, спостерігається нормально протікаюча перебудова кісткової тканини. В 12-ти місячний строк після операції перебудова кісткової тканини стає більш чіткою. При досліджені біопсійного матеріалу хворого з імплантованим пористим керамічним блочком процеси резорбції керамічного матеріалу протікають повільніше і в 6-ти місячний строк видно значну кількість гідроксилапатиту, але пори заповнені кістковою тканиною.

З метою найбільш об'єктивного контролю за процесами репаративного остеогенезу на ранніх його стадіях, проводилось дослідження інтенсивності мінералізації остеоутворення. Для створення стандартизації схеми дослідження при різноманітних варіантах локалізації пухлини були проведені радіоізотопні дослідження у 30 пацієнтів. Щоб уникнути суперечливих результатів при вивченні інтенсивності мінералізації остеоутворення, які могли бути пов'язані з відбором різних відділів скелету, подальші роботи проводились за наступною методикою: порівнювався сегмент скелету в місці проведення імплантації керамічного матеріалу та симетричний протилежний сегмент.

У всіх хворих, яким проводились радіоізотопні методи дослідження була, виявлена чітка закономірність накопичення Тс-перфотеха в області імплантації гідроксилапатиту, яке досягало максимуму на 14-15 добу, поступово знижуючись в пізні строки. При дослідженні реєструвалися імпульси випромінювання радіофармпрепаратами, що свідчило про процеси репаративного остеогенезу в місці імплантації керамічного матеріалу на основі ГА і ТКФ.

Як показали отримані результати дослідження інтенсивності мінералізації остеоутворення у більшості хворих, яким в процесі лікування з приводу гігантоклітинної пухлини, доброякісних пухлин та пухлиноподібних захворювань кісток імплантувався керамічний матеріал на основі ГА і ТКФ, більш сприятливі умови для процесу остеорепарації були виявлені в ранні строки після імплантації.

На представлених в роботі остеосцінтіграмах у пацієнтів основної групи не спостерігалося високих пікових підйомів вмісту ізотопу в порожнині кістки на 14-15 добу, коли накопичення Тс-перфотеха в зоні було найвищим. Середня кількість імпульсів в присутності керамічного матеріалу на основі ГА і ТКФ склала на 7 день - 17515,2%, на 14 день - 18735%, на 21 день - 17911,13%, що говорить про фізіологічний перебіг регенерації кістки.

Таким чином, отримані нами дані дозволяють зробити висновок про те, що керамічний матеріал на основі ГА та ТКФ є ефективним засобом в лікуванні хворих з гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами та пухлиноподібними захворюваннями кісток, як стимулятор репаративного остеогенезу на ранніх його стадіях, що відповідає так званому первинному типу загоєння кістки, що спостерігається морфологічно.

Найближчі та віддалені результати.

При аналізі результатів оперативного лікування хворих на гігантоклітинну пухлину, доброякісні пухлини та пухлиноподібні захворювання кісток ми в кожному конкретному випадку враховували об'єм враженого сегменту та локалізацію пухлини відносно суглобної поверхні кістки. На віддалений результат впливає дотримання етапного лікування хворих після виписки з клініки (масаж, ЛФК). При аналізі отриманих результатів після кістково-пластичних операцій з використанням керамічних імплантатів на основі ГА та ТКФ, їх поділили на найближчі – до 1 місяця, та віддалені – більше 3 років після операції. Оцінку результатів проводили по 2-бальній системі: позитивні та негативні. До позитивних результатів відносили протікання післяопераційного періоду без ускладнень з боку керамічного матеріалу та повне відновлення функції кінцівки. До негативних результатів відносили ускладнення з боку керамічного імплантату або неповне відновлення функції кінцівки.

При досліджені контрольної групи хворих (250 пацієнтів) з гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами та пухлиноподібними захворюваннями кісток (архівний матеріал), яким були виконані кістково-пластичні операції з застосуванням алотрансплантатів, в ранньому післяопераційному періоді (до 2 тижнів) ускладнення були виявлені у 30 випадках (12%). Основним ускладненням в ранньому післяопераційному періоді є нагноєння післяопераційної рани, в пізньому післяопераційному періоді (більше 2 тижнів) ускладнення були виявлені у 38 випадках (15,2%). Основними ускладненями в пізньому післяопераційному періоді були: відторгнення алотрансплантату, переломи кісток в місці трансплантації, переломи алотрансплантату, вогнища остеомієліту в кістці. З 250 прооперованих хворих, ускладнення були виявлені в 68 випадках, що становить (27,2%).

В дослідній групі з 85 хворих гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами та пухлиноподібними захворюваннями кісток, після проведених кістково-пластичних операцій з застосуванням керамічних імплантатів на основі ГА та ТКФ ускладнення виявлені у 2-х випадках (2,35%). В одному випадку відбулося нагноєння післяопераційної гематоми в ранньому післяопераційному періоді, запальний процес було усунуто консервативно (антибіотикотерапія). В другому випадку також відбулося нагноєння післяопераційної рани в ранньому післяопераційному періоді після пластики керамікою та металоостеосинтезу на тлі патологічного перелому. Запальний процес було усунуто видаленням металевої пластини разом з керамічним матеріалом, з подальшим проведенням санації порожнини кістки і курсами антибіотикотерапії. Аналіз найближчих результатів лікування (до 1 місяця після операції) 85 хворих, яким проведені кістково-пластичні операції з використанням керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ визначив, позитивні результати у 83 хворих, негативні у 2 хворих.

Позитивні результати отримані у хворих, яким проводилось комплексне лікування на етапах медичної реабілітації при відсутності рецидивів пухлин, та коли хворі регулярно займались розробкою рухів у суглобі.

Віддалені результати (більше 3-х років після операції) проаналізовані у 44 хворих, показали відсутність ускладнень з боку оперованої кінцівки.

Аналіз найближчих та віддалених результатів хірургічного лікування хворих з гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами та пухлиноподібними захворюваннями кісток показав, що використання при кістково-пластичних операціях керамічного матеріалу на основі ГА та ТКФ дозволяє відновити функцію кінцівки, призводить до зменшення, порівняно з алотрансплантацією, відсотка ускладнень в післяопераційному періоді, а також скорочення ліжко-дня на 10-12 днів та скорочення строків медичної реабілітації в середньому на 2-3 місяці.

Враховуючи все вищезгадане та відсоток ускладнень при кістково-пластичних операціях після видалення гігантоклітинної пухлини, доброякісних пухлин та пухлиноподібних захворювань кісток можна зробити висновок, що більш небезпечним для імплантації є керамічний матеріал на основі ГА та ТКФ.

ВИСНОВКИ

1.Встановлено, що керамічні імплантати, за даними експериментального дослідження, не впливають на реакції клітинного та гуморального імунітету, отже не спроможні індукувати реакції індивідуальної непереносності та імунологічного відторгнення на відміну від алотрансплантатів, а також є біоактивним матеріалом, який стимулює репаративний остеогенез та супроводжується ангіогенезом.

2.Розроблені методи кістково-пластичних операцій з використанням керамічних імплантатів на основі ГА та ТКФ в лікуванні хворих на гігантоклітинну пухлину, доброякісні пухлини та пухлиноподібні захворювання кістки.

3.Показана доцільність проведення пластичних операцій з використанням керамічного матеріалу хворим гігантоклітинною пухлиною, доброякісними пухлинами та пухлиноподібними захворюваннями кістки, а також при переломах кістки на тлі доброякісних пухлин та пухлиноподібних захворювань кістки.

Протипоказами для проведення такого лікування є місцевий запальний процес кістки та м'яких тканин.

4.Об'єктивними критеріями ефективності процесів ремоделювання кісткової тканини та