WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Динамический морфо-сонографический контроль репаративной регенерации тканей в условиях хирургической травмы

Автореферат докторской диссертации по ветеринарии

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
Страницы: | 1 | 2 | 3 |
 

Шакирова Фаина Владимировна

Динамический морфо-сонографический контроль репаративной регенерации тканей в условиях хирургической травмы

                             Специальность 06.02.04 – ветеринарная хирургия

               Специальность 06.02.01 – диагностика болезней и терапия животных,                                  патология, онкология и морфология животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора ветеринарных наук

Москва – 2011

Работа выполнена на кафедре ветеринарной хирургии ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина»

Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор,              заслуженный ветеринарный врач РФ

Тимофеев Сергей Владимирович

доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки  РФ   Слесаренко Наталья Анатольевна

Официальные оппоненты:

доктор ветеринарных наук, профессор               Семенов Борис Степанович

доктор ветеринарных наук, профессор               Анников Вячеслав Васильевич

доктор биологических наук, профессор              Матвейчук Игорь Васильевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов»

Защита диссертации состоится «___» _________ 2011 г. в «___» часов на заседании диссертационного совета Д 220.042.02. при ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина» (Россия, 109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23, телефон 3779383).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина» (Россия, 109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23, телефон 3779383).

Автореферат разослан «__» ______ 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета                                Сотникова Л. Ф.

Актуальность проблемы. Совершенствование классических и разработка новых методов, позволяющих прогнозировать такие важные процессы, как воспаление и регенерация, остаются актуальными и в настоящее время

(Антоньев А.А.,1975; Лаврищева Г.И.,1981; Ватников Ю.А.,2007), поскольку их течение, как известно, определяет исход многих, если не большинства заболеваний. Поэтому успехи в этой области в значительной степени могут способствовать прогрессу науки и практической ветеринарии. Проблема регуляции и прогнозирования воспаления является также важной социальной проблемой (Саранча С.Д.,1976; Золотов А.С., 2005; Адамян Р.Т.,2006).

Переломы костей, преимущественно конечностей, встречаются достаточно часто. При увеличении количества переломов повышается  степень травматизации костной и окружающих тканей вследствие воздействия факторов, обладающих высокой скоростью и большим потенциалом физической силы. При таких условиях травмированный участок представляет собой сильный очаг раздражения, который, постоянно воздействуя на нервную систему, вызывает ее функциональное истощение и влечет за собой целый ряд расстройств местного и общего характера  (Осипиенко А.В.,1991; Петренко Р.А.,2001; Самошкин И.Б.,2008).

В настоящее время в ветеринарной практике при лечении повреждений опорно-двигательного аппарата в основном используют различные варианты чрескостного и накостного остеосинтеза. Преимуществом чрескостного внеочагового остеосинтеза является минимальная травматичность, точная репозиция  фрагментов кости, жесткая стабильная и управляемая их фиксация на любом этапе заживления, максимальное сохранение опорной и двигательной функции конечности.

Современные многочисленные лабораторные и клинические приемы позволяют судить о частных нарушениях процесса заживления ран, однако каждый из методов контроля имеет лишь ограниченное значение, и только совокупность примененных методик дает достаточно полную информацию о характере изменений в развитии раневого процесса. Это диктует необходимость поиска и разработки комплексного подхода к исследованию процессов репаративной регенерации тканей.

Одним из критериев оценки жизнедеятельности тканей является характер их васкуляризации, поэтому информация о ней необходима.  Сонография – динамично развивающийся метод (Цурупа Д.И.,1976; Чуловская И.Г.,2005). Его достоинства заключаются в возможности применения в реальном масштабе времени (Догра В.,1999; Нелли Юджин,2007), полипозиционном сканировании зоны травмы и сравнение поврежденного сегмента с контралатеральным участком  (Домницкая Т.М.,1997; Wilson D.J.,1995). С помощью сонографии возможно получение информации о состоянии мягких тканей (Caruso G.,1997; Gallarbo E.A.,2001), а применение режимов цветового доплеровского картирования (ЦДК) и энергетической допплерографии (ЭД) позволяют определять топографию, состояние и параметры кровотока в магистральных и периферических сосудах (Rubin J.M.,1999; Meuwly J.Y.,2002). 

В отечественной и зарубежной литературе мы не нашли исчерпывающего ответа о состоянии микроциркуляции и информации о сосудах микроциркуляторного русла, являющихся определяющими в заживлении ушитых операционных ран. Большинство авторов указывает на роль сонографии в диагностике и динамики развития опухолей, в оценке состояния костей с острым и хроническим остеомиелитом (M.Schulte,1996). Имеются работы, указывающие на использование сонографии для анализа репаративного костеобразования при удлинении конечностей, а также характера репаративного процесса в зоне перелома, при патологиях суставов. Однако состояние микроциркуляции в зоне ушитой операционной раны в доступной нам литературе практически не освещено.

Проведенный анализ литературных данных о репарации костей в динамике свидетельствует о том, что методика ультразвукового сканирования мягких тканей в зоне ушитой операционной раны ранее не применялась, отсутствуют данные о критериях их визуализации, а также сосудах микроциркуляторного русла. Не исследованы возможности сонографии при динамическом контроле за репаративным процессом при заживлении ран.

Исходя из вышеизложенного, цель настоящего исследования – научно обосновать и разработать объективные диагностические морфо-сонографические критерии оценки посттравматического процесса у экспериментальных животных.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

  1. Установить морфологические корреляционные связи между изменениями в костной и мягких тканях зоны перелома в условиях чрескостного остеосинтеза.
  2. Оценить влияние биомеханического фактора на процессы дифференцировки регенеративной мозоли.
  3. Оценить возможности сонографического исследования для определения состояния регионарной гемодинамики в области лапаратомной раны, как объективного критерия течения репаративного процесса
  4. Установить зависимость между морфологическими и сонографическими характеристиками состояния процессов регенерации в тканях в области ушитой операционной раны передней брюшной стенки.
  5. Разработать методику сонографии в режиме цветового допплеровского картирования и энергетического допплеровского картирования для оценки прогноза течения репаративных процессов в тканях в области операционной раны у экспериментальных животных.
  6. Экспериментально изучить влияние препарата «Травматин» и «Травма гель» на заживление мягких тканей и обосновать целесообразность их применения в послеоперационном периоде.

Научная новизна исследований.

?         Определена корреляционная взаимосвязь между репаративной регенерацией мягких и костной тканей в зоне перелома в условиях чрескостного остеосинтеза.

?         Установлены закономерности и прогностические критерии течения репаративного остеогенеза, основанные на цитоморфологических показателях кожной раны (рубца) топографически сопряженной с костной травмой.

?         Показано, что разработанный способ внешней стержневой фиксации длинных трубчатых костей у плотоядных обеспечивает стабильную жесткую фиксацию – это позволяет добиться качественной репозиции фрагментов кости и активации процессов ангиогенного остеогенеза.

?         Установлены возможности применения эхографии с использованием цветового и энергетического допплеровского картирования, позволяющей оценить микрогемоциркуляцию в регенерате для изучения динамики раневого процесса в раннем послеоперационном периоде.

?         С учетом установленных клинико-морфологических параллелей разработана методика применения Травматина и Травма геля с целью оптимизации процесса регенерации тканей в области ушитой раны в ранний послеоперационный период.

Теоретическая и практическая значимость работы.

На основании комплексного методического подхода, включающего хирургические, клинико-морфологические, гематологические, биохимические, биомеханические, сонографические методы научно обоснованы положения о возможности прогнозирования репаративной регенерации тканей в области чрескостного остесинтеза. В результате морфологических исследований разработан алгоритм оценки состояния кожной раны (рубца) вне зоны перелома в целях контроля, прогнозирования и корректирования консолидации отломков при переломах длинных трубчатых костей. Изучены процессы репаративной регенерации, протекающие в области костной травмы и параоссальных мягких тканей и их корреляционные морфологические связи, определяющие направление регенераторного процесса.

Разработана методика ультразвукового исследования с применением допплерографии, являющейся высокоинформативной в профилактике послеоперационных осложнений. Выявленные морфосонографические корреляции являются базовыми при разработке методов коррекции послеоперационной терапии.

Связь исследований с научной программой.

Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательской работы в соответствии с планом НИР МВА и Б им. К.И. Скрябина.

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены на:

-         ХIV Московском конгрессе по болезням мелких домашних животных (Москва, 2006 г.);

-         Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам Агропромышленного комплекса, КГАВМ (г. Казань 2008г.);

-        ХVII Московском конгрессе по болезням мелких домашних животных (Москва, 2009 г.);

-        Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам Агропромышленного комплекса, КГАВМ (г. Казань 2009г.);

-        I Всероссийской межвузовской конференции по ветеринарной хирургии, МВА и Б (г. Москва, 2010г.);

-        2-й специализированной конференции практикующих врачей (Домашний Zоопарк), Казань, 2010.

Основные положения, выносимые на защиту.

?             Разработанные критерии визуального контроля структурного состояния и качества окружающих мягких тканей и костной мозоли позволяют объективно оценивать процесс консолидации отломков.

?             Цитоморфологические показатели кожной раны в области перелома - прогностические критерии течения репаративного остеогенеза

?             Сонографическое исследование в режиме серой шкалы и в режиме цветовой и энергетической допплерографии позволяет получить исчерпывающую информацию о состоянии мягких тканей.

?             Сонографические данные, подтвержденные морфологическими исследованиями, являются объективными критериями в диагностике послеоперационных осложнений.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 200 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований (результаты исследований и их обсуждение), выводов, рекомендаций по практической реализации научных выводов, списка литературы, включающего 387 источника (315 отечественных и 72 зарубежных изданий). Диссертация иллюстрирована 86 рисунками и 6 таблицами.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы и методы исследований. Работа выполнена в 2005-2010 г.г. на кафедре ветеринарной хирургии ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина».

Настоящие исследования предприняты с целью выяснения вопроса о связи восстановительных процессов в коже, подкожной клетчатке и костной ткани в зоне перелома с клиническим течением раневого процесса.

Условия эксперимента соответствовали Хельсинской декларации (1997г.). Объектом исследования служили 50 половозрелых беспородных собак с экспериментально вызванными переломами костей голени. Животных подбирали по принципу аналогов с учетом массы тела и возраста (масса в среднем составляла 15-30 кг, возраст от 1 года до 3,5 лет.). Экспериментально моделировали костную травму – поперечный диафизарный перелом костей голени. Всем животным был проведен чрескостный остеосинтез стержневым аппаратом внешней фиксации.

Комплексный методический подход включал в себя клинические, гематологические, биохимические, рентгенографические, сонографические, морфологические, биомеханические исследования и статистический анализ полученных цифровых данных.

Морфологический состав крови и биохимические показатели сыворотки крови анализировали до операции, на 1-е, 7-е, 14-е, 21-е, 30-е, 45-е и 50-е сутки после операции. Для морфологических и биохимических исследований кровь брали из подкожной вены голени.

Морфологический состав крови (эритроциты и лейкоциты) и содержание гемоглобина изучали по общепринятым методикам. Определение концентрации кальция в сыворотке крови проводили фотометрическим методом с о-крезолфталеин­комплек­соном, общего белка биуретовым методами. Концентрацию фосфора определяли фотометрическим тестом, измерением в ультрафиолетовом диапазоне с использованием реагентов фирмы «HUMAN» (Германия). Концентрацию щелочной фосфатазы - реакцией Р-нитрофинилфосфата (PNPP). Все полученные данные подвергали вариационно-статистической обработке с применением ЭВМ и критерия Стьюдента.

Оперативные вмешательства проводили под потенцированным обезболиванием с соблюдением  правил асептики и антисептики. Всем собакам выполняли остеотомию большеберцовой кости с последующим остеосинтезом. Операцию осуществляли после внутримышечного введения 2 % раствора рометара (в дозе 0.15-0.2 мл на 1 кг массы тела животного) с местным применением инфильтрационной анестезии 0.5%-ным раствором новокаина. В качестве нейролептанальгезирующего средства использовали золетил.  Оперативный доступ выполняли с медиальной стороны голени в средней трети большеберцовой кости, проводя линейный разрез размером 5-6 см. Тупым способом и послойно выполняли доступ к кости, максимально щадя мягкие ткани. После тщательного гемостаза осуществляли полную поперечную остеотомию костей голени без смещения фрагментов, нарушая целостность a. nutritia.

Технику операции определяли с учетом локализации перелома, степени нарушения целостности кости и окружающих тканей, соматических признаков, возраста и общего состояния  животных.

Рентгенографические исследования проводили с использованием аппарата «Арман-1» на 1-е, 10-е, 20-е, 30-е, 40-45-е сутки после операции и после снятия аппарата. Рентгенографию выполняли в боковом положении  в стандартных проекциях.

Реактивные морфологические преобразования в зоне перелома выявляли гистологическими методами исследования. В целях унифицирования данных выполняли клиновидный дефект в зоне перелома с последующим иссечением  мягких тканей единым слоем на 1, 5, 10, 20, 30 сутки после операции.

Полученный материал фиксировался в 10% нейтральном формалине и подвергали обработке по классическим методам. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином и по методу Ван Гизона, подвергали светооптическому изучению и морфометрии с использованием микроскопа Nikon. Исследования и микрофотосъемку подготовленного материала проводили на микроскопе Leica DMLS, фотографическая насадка Leica 60. Морфометрию изучаемых структур осуществляли  по методике Г.Г. Автандилова (1990). Для сравнения числовых данных, представленных  в графиках, были проведены преобразования этих чисел к общему виду. Среднюю величину высчитывали путем сложения чисел и деления их на количество сроков. Путем деления данных, определяющих количество клеток на полученную величину, получали  сравниваемые числа (Рокицкий П.Ф.,1967).

При помощи морфометрической сетки (Стефанов С.Б., 1974; Автандилов Г.Г., 1973) проводили измерение площадей, занимаемых структурами костной и мягких тканей в зоне перелома. При исследовании костной ткани учитывали площади травматического отека, гематомы, лейкоцитарно-некротических масс, грануляционной ткани, соединительной ткани и т.д. При изучении площади, принадлежащей структурам мягких тканей, обращали внимание на степень выраженности травматического отека, гематомы, грануляционной, соединительной, жировой и эпителиальной тканей. При оценке клеточного состава операционной раны – учитывали количество эритроцитов, нейтрофилов, макрофагов, фибробластов, площадей, занимаемых жировой клетчаткой и эпителием.

С целью выяснения вопроса о связи восстановительных процессов в коже с клиническим течением раневого процесса нами оценено в эксперименте влияние препарата Травматин на заживление линейных ран.

 В эксперименте было использовано 50 кошек (возраст от 2 до 5 лет), разделенных  на две группы по 25 животных в каждой.

Животным 1-й группы в послеоперационный период в первые 5 суток на операционную рану накладывали салфетки, пропитанные 70° спиртом.

Животным 2-й группы в этот же срок на операционную рану наносили «Травма гель» и внутримышечно вводили «Травматин» в дозе 0,5мл. Оперативное вмешательство и иссечение мягких тканей проводили под общим потенцированным обезболиванием. Операционные раны наносили в области вентральной брюшной стенки по белой линии. Раны ушивали прерывисто-узловатыми швами длиной 5-6 см.

С целью экспериментального обоснования целесообразности применения данного препарата была изучена динамика репаративного процесса в мягких тканях через 12 часов и на 1, 3, 10, 20-е и 30 сутки после операции. С этой целью было предпринято экспериментальное моделирование раны. В послеоперационный период производили полнослойное удаление кожи, подкожной клетчатки и частично мышц. Ткани из зоны повреждения для проведения гистологического исследования иссекали поперечно по отношению к ране с таким расчетом, чтобы в дальнейшем при изготовлении гистологических срезов можно  было с обеих сторон провести их структурный анализ. Производили маркировку участков повреждения (апикальный, дистальный).

Полученный материал фиксировали в 10%-ном растворе формалина с последующей обработкой по стандартной методике.

Полученные парафиновые срезы толщиной 6-8 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону, пикросириусом красным.

Анализ общей морфологической картины осуществляли с использованием светового микроскопа (Jenamed - 2), поляризационного микроскопа "Polmy  A" (Польша) путем количественной оценки величины рефракции макромолекул.

Ультрасонографические исследования  проводили на ультразвуковом сканере ALOKA  SSD-3500 линейным датчиком 7.5 МГц в режиме «серой» шкалы, энергетического и цветового допплеровского картирования кровотока. Всего было проведено  26 исследований.

Для изучения регионарной гемодинамики в зоне репаративной регенерации применяли методику ультрасонографического исследования посредством цветовой и энергетической допплерографии. С этой целью было обследовано 12 животных, находящихся на различных сроках лечения (1 сутки, 3 суток после операции). В послеоперационный период 6 животным (контрольная группа) на операционную рану накладывали спиртово-высыхающую повязку, остальным 6 кошкам наносили Травма гель. Анализировали: состояние кожи и подкожной клетчатки, параметры периферической гемодинамики в зоне репаративной регенерации, а также изменения со стороны окружающих тканей, наличие отека и асептического воспаления. Сканирование проводили в реальном масштабе времени.

Во время исследования животным придавали спинное положение. Первоначально проводили общую сонографическую оценку поврежденной области. В режиме «серой» шкалы анализировали состояние мягких тканей вокруг шва и в зоне повреждения, определяли толщину передней брюшной стенки по ходу послеоперационной раны. С помощью цветового и энергетического допплеровского картирования проводили оценку ангиоархитектоники травмированной области: диаметр, протяженность, извитость периферических сосудов по ходу послеоперационного шва, а также интенсивность кровотока  в мягких тканях передней брюшной стенки в качестве показателя восстановительного процесса.

Биомеханический метод был направлен на выяснение параметра степени жесткости использованной конструкции. С этой целью нами была модифицирована схема изгиба жестко защемленной с одного конца балки кругового сечения (рис. 1).

Рис.1. Расчетная схема нагружения стержня аппарата.

Величина смещения fконца жестко защемленной балки при действии на ее конец  нагрузки Р определяется по формуле:

f = (Р х l3) / (3 x Е х J),

где Р - нагрузка на конец балки, l - длина балки, Е - модуль упругости материала балки, J - момент инерции поперечного сечения балки.

При оперативном лечении переломов, в зависимости от массы тела животного, применяли стержни диаметром 4, 5 и 6 мм, изготовленные из титана марки ВТ-8. Если животное имело массу до 20 кг, то использовались стержни O 4-5 мм. При этом расстояние от места крепления стержня в аппарате до кости составляло 2,0-2,5 см. При массе животного 35-40 кг применяли стержни ?5-6 мм, расстояние от аппарата до кости при этом составляло 3,5-4,0 см.

Расчеты были проведены для стержней O 5 и 6 мм. В случае стержня O 5 мм исходные данные для расчета были следующие. Величина Р, то есть нагрузка на конец стержня аппарата составляла 20 : 4 = 5 кг. Расстояние l от точки крепления стержня в аппарате до кости - 2,5 см. Модуль упругости титана ВТ-8 Е = 1,33х10 кг/см?. Момент инерции круглого стержня J = 0,785xr = 0,0020 см. Подставив эти исходные значения в вышеприведенную формулу, было установлено, что величина смещения конца стержня аппарата будет равна 0,21 мм.

При использовании стержня O 6 мм исходные данные были следующие: Р = 40: 4 = 10 кг, l = 4,0 cм, J = 0,785xr~ = 0,0081 см~, Е = 1,33x10 кг/см?. При этих исходных данных величина смещения конца стержня составляла 0,25 мм.

Проведенные вычисления позволили сделать вывод о том, что конструкцию аппарата в рассматриваемом диапазоне нагрузок можно считать практически жесткой.

Рис.2. Аппарат в сборе.

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
Страницы: | 1 | 2 | 3 |
 





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.