Новый метод хирургического лечения больных с дефектами костной ткани

проф. Самодай В.Г., «Воронежская Государственная медицинская академия им. Н.Н.Бурденко», Брехов В. Л., к.м.н., «Верхнехавская центральная районная больница», Шустов А. В., «Верхнехавская центральная районная больница», Бадеев Ю.В., «Верхнехавская центральная районная больница», Бадеева И.А., «Верхнехавская центральная районная больница».

\

За последние десятилетия рост числа травм опорно-двигательного аппарата стремительно возрастает, и всё больший процент занимают травмы, вызванные высокоэнергетическими и комбинированными факторами. Связано это, в первую очередь, с бурными темпами общественно – экономического развития социума, его урбанизации. Как известно, травма, в основном бытовая и автодорожная выросла в 4-5 раз и прочно удерживает лидирующие позиции в структуре заболеваемости и смертности (первое место среди мужчин трудоспособного возраста и третье в общей структуре – после сердечно – сосудистых и онкологических заболеваний).

Естественно, что костная ткань, подвергшаяся подобному воздействию, кардинальным образом изменяет свои репаративные возможности. Как известно, травматическая болезнь развивается на организменном уровне и никоим образом не способствует оптимальному процессу репаративного гистогенеза в обширных дефектах кости.

Самая большая проблема современной реконструктивной хирургии есть проблема максимально полного восстановления структуры и функций поврежденных клеток, тканей и органов. Современные знания о возможностях репаративного остеогенеза находятся в стадии развития и очень далеки от каких-либо окончательных выводов и аксиом.

Десятки лет продолжаются экспериментальные и клинические исследования механизмов репаративной регенерации кости, а вопросы, поднятые первыми исследователями остеогенеза более ста лет назад, продолжают оставаться дискуссионными и во многом неразрешенными

Только с середины 50-х г.г. XX века наметились, а в настоящее время достаточно оформились две основные тенденции стимуляции остеогенеза у больных с обширными дефектами тканей и несращениями переломов.

1.Одной из этих тенденций является создание всё более надёжных в физико-техническом плане имплантатов и современных технологий их применения, обеспечивающих приемлемый уровень иммобилизации повреждённой кости.

В этом смысле травматология и ортопедия являются очень специфическими разделами медицины, так как врачам-травматологам - ортопедам приходится иметь дело с фиксацией ткани, имеющей особые биомеханические свойства. Можно сказать, что нет такой области медицины, где было бы так важно знание и понимание свойств материалов, из которых состоят имплантаты.

Современные требования к имплантатам, как известно, включают в себя:

1) Максимальная устойчивость к воздействию агрессивных биологических жидкостей;

2) Биомеханические свойства, сходные с таковыми у живой костной ткани;

3) Позитивное влияние, а лучше - стимуляцию процессов кондукции и индукции кости.

Имплантаты с подобными свойствами достаточно хорошо известны травматологам-ортопедам и в своей повседневной практике мы их используем всё чаще и чаще.

В последнее время появились артефициальные материалы, обладающие остеокондуктивными свойствами, такие как «углерод-углеродистые» материалы, композитные материалы на основе никелида титана и металлокерамические имплантаты. Однако, весь спектр искусственных материалов и имплантатов, изготовленных из них, демонстрируют лишь то, что универсального материала для имплантации его человеку ещё не получено. Складывается впечатление, что предел применения современных имплантатов, как инновационный, так и технологический, достаточно близок. В любом случае, применение методов АО, ЧКДО и им подобных не может само по себе считаться достаточным для полноценной репарации костной ткани, подвергшейся высокоэнергетическому разрушению с образованием значительных тканевых дефектов.

Тем не менее, надо сказать, что работы по созданию новых имплантатов ведутся во всех ведущих медицинских центрах и, наверное, исходя из социально - экономических соображений, будут вестись всегда.

Примером такого имплантата может служить углерод-углеродистый материал ГАРГО.

Материал «ГАРГО» был разработан во ФГУП «ЦНИИ материалов», (г.С.-Петербург), и обладает следующими свойствами:

Углерод-углеродный композиционный материал включает в себя углеродные волокна, связанные в единый материал углеродной матрицей. Материал термически устойчив (до 3500⁰С), прочность при сжатии – более 40 МПа, при изгибе – более 20 МПа, модуль упругости – более 29 ГПа. Общая пористость – 11-22%об., открытая пористость – 6-15%об.

Что, кстати, особенно важно для имплантатов, материал «ГАРГО» химически абсолютно инертен.

На кафедрах хирургического профиля ВГМА им. Н.Н. Бурденко и в Санкт-Петербургском НИИ «Фтизиатрии» была проведена определённая работа, имевшая своей целью улучшение результатов хирургического лечения больных с дефектами костной ткани путем внедрения в практику метода стимуляции остеогенеза углерод-углеродистыми имплантатами «ГАРГО».

В указанных клиниках проведена определённая работа по хирургическому лечению 77 больных с нарушенной консолидацией, находившихся на лечении в хирургических отделениях Санкт-Петербургского НИИ «Фтизиатрии» и Воронежской областной клинической больницы за период с 2004 по 2010 годы, из них 73 случая – с применением углерод-углеродистых имплантатов «ГАРГО» у больных со значительными остеомиелитическими дефектами, как результатом туберкулёзного спондилита.

Нами было прооперировано 4 пациента с обширными костными дефектами, которым были выполнены оперативные вмешательства с использованием в качестве стимулятора остеогенеза ГАРГО, импрегнированного факторами роста. Хорошие и удовлетворительные результаты в обеих клиниках были достигнуты более чем в 83 % случаев.

2.Ещё одной современной тенденцией влияния на репарацию костной и хрящевой тканей является создание новых технологий применения биологически активных веществ, инициирующих регенеративные процессы, таких, например, как КМБ (костные морфогенетические белки), комплекс факторов роста в БоТП и некоторые другие.

В «ЦИТО им. Приорова Н.Н», в «НИИ гриппа» АН РФ и других ведущих российских научных учреждениях уже десятки лет ведутся экспериментальные работы по созданию композитных материалов (одним из компонентов которых являются искусственные факторы роста), в настоящее время испытываемых на биологических моделях и добровольцах.

Наша клиника занимается изучением, созданием и применением комплексов факторов роста последние семь лет.

Первые публикации о возможности поддержания в живом состоянии фрагментов биологической ткани in vitro появились 90 лет назад, но рутинное культивирование отдельных клеток стало возможным менее 50 лет назад. Успешное поддержание процесса деления клеток млекопитающих зависит от компонентов среды культивирования. Традиционно среда для культивирования состоит из питательных веществ и витаминов в забуференном солевом растворе. Ключевым компонентом является сыворотка животных, то есть чужеродный белок. Без такой добавки наибольшая часть культивируемых клеток не будут воспроизводить собственную ДНК и, следовательно, не будут пролиферировать.

Позже был изолирован полипептид с молекулярной массой 30 кД, секретируемый тромбоцитами, обладающий митогенными свойствами.

Он-то и был впервые назван фактором роста, произведенным тромбоцитами ( PDGF ).

Сейчас факторами роста называют группу белковых молекул, индуцирующих синтез ДНК в клетке. Как самостоятельный класс веществ, факторы роста были окончательно выделены и первично классифицированы в 1960 -70 гг. в лабораториях Нобелевских лауреатов 1986г. Ритой Леви-Монтальчини и Стэнли Коэном.

Надо сказать, что спектр воздействий на клетки этих молекул гораздо шире, чем предполагалось вначале.

Сегодня нам известно многое об их структуре и некоторых функциях.

Так, некоторые белки этой группы в зависимости от типа клеток- респондентов могут индуцировать дифференцировку и подавлять пролиферацию. Кроме того, к ним относят регуляторные полипептиды, модулирующие подвижность клеток, но не обязательно влияющие на деление клеток. Главное отличие факторов роста от белковых гормонов – это апокринный механизм действия. По данным мировой литературы, в крупнейших биомедицинских лабораториях мира уже получены препараты БМП (костного морфогенетического белка) и начато их промышленное производство.

В то же время всё чаще стали появляться сообщения, что факторы роста, инициирующие, в частности, образование белков группы БМП могут воздействовать и на хромосомный аппарат клетки, вызывая её неконтролируемый рост. Таким образом, можно сделать вывод, что только эволюционно сбалансированный комплекс факторов роста, содержащийся, например, в А-гранулах тромбоцитов, наилучшим образом стимулирует процесс репаративного остеогенеза.

Исходя из вышеизложенного, мы считаем, что главными условиями применения биологически активных веществ в лечении обширных дефектов тканей являются:

1) Видоспецифичность;

2) Онкогенная безопасность;

3) Иммунологическая толерантность;

4) Возможность дозирования;

5) Доступность широкого производства и широкого клинического применения;

6)Невысокая экономическая составляющая (например, стоимость BMP - 7 достигает € 3.000 за одну действующую единицу).

Как следствие этих теоретических предпосылок, на кафедре травматологии и ортопедии ВГМА и на базе травматологического отделения Воронежской областной клинической больницы было пролечено более 50 пациентов с использованием комплекса факторов роста, содержащегося в богатой тромбоцитами аутоплазме. Разрешите привести клинический пример.

Предложенный метод стимуляции репаративного остеогенеза находится на начальной стадии широкого внедрения в практику и, на наш взгляд, имеет самые широкие перспективы стать одним из наиболее оптимальных для решения проблемы лечения больных с замедленной консолидацией кости и ложными суставами.

Однако, опять же на наш взгляд, в настоящий момент наиболее перспективным является широкое внедрение в практику универсальных углерод-углеродистых имплантов типа ГАРГО, имеющих не только оптимальные фиксационные и остеокондукционные свойства, но и имеющие возможность выполнять функции так называемых «контейнеров», депонирующих длительное время такие вещества, как гидроксиапатиты и лиофилизат факторов роста.

Хотелось бы обратить внимание на тот факт, что лиофилизат БоТП впервые получен на кафедре травматологии и ортопедии ВГМА под руководством проф. Самодая В.Г.

К сегодняшнему дню получены достаточно обнадёживающие результаты и у нас есть все основания надеяться, что прообраз универсального имплантата, пусть ещё и несовершенного, будет получен.

В заключение хотелось бы отметить, что современные возможности лечения обширных дефектов кости и несращений ограничены не только лишь нашими знаниями о сущности процессов, но и материально - экономической базой, на которой эти самые знания и развиваются.

Пределов в познании законов природы, как известно, не существует, но мы надеемся, что совместными усилиями нам удастся хотя бы немного продвинуться в своём понимании законов репаративного остеогенеза и использовать их в лечении наших пациентов.