Експериментальне дослідження виконано на 59 білих щурах лінії Вистар, дорослого віку. Об‘єкт моделювання – 44 тварини, котрі були поділені на три серії експериментів: I серія – репаративний остеогенез в умовах стабільного остеосинтезу (17 тварин); II серія – репаративний остеогенез в умовах нестабільного остеосинтезу (10 тварин); III серія – репаративний остеогенез в умовах початково стабільного остеосинтезу та інфікування Staph. aureus №209 (17 тварин). Контролем служили для I та II серії – 7 інтактних тварин, для III серії – 6 інтактних тварин. Тварин було виведено із експерименту на 14, 21 и 45 добі після операції. Дві тварини, які загинули під час проведення експерименту по причинам, що не були із ним пов‘язані, при обчисленні матеріалу до уваги не бралися. В тканинах регенерату, який було виділено із зони перелому, встановлювали: колаген (по оксіпроліну) за методом Stegeman’a; неколагенові білки (по тирозину), глікопротеїди (по гексозаміну) за методом Boas, протеоглікани (по гексуроновим кислотам). Статистична обробка цифрового матеріалу проведена за методом Фішера-Стьюдента.
Клінічна характеристика обстежених хворих та оцінка чинників ризику розвитку дисрегенерації та формування переломів, що не зрослися. Проведене всім хворим комплексне обстеження встановило наявність можливих чинників ризику.
Чинники, що негативно впливали на стан кісткової тканини: 8 хворих (22,9%) I підгрупи (гіпотиреоз, цироз печінки з порушенням функції, цукровий діабет); 13 хворих (25,5%) II підгрупи (ендокринопатії, цироз печінки з порушенням функції, синдром оперованого шлунку, довгий прийом глюкокортикоїдів).
Крім того, серед 9 пацієнтів I підгрупи, що були обстежені за допомогою денситометру, остеопороз був виявлений у 2 пацієнтів, остеопенія 2-3 ступенів у 5 пацієнтів, а серед 16 пацієнтів II підгрупи остеопороз діагностовано у 7 пацієнтів, остеопенія 2-3 ступенів – у 5 пацієнтів.
Чинники, пов‘язані з травмою: травма високої інтенсивності (I підгрупа – 54,3% випадків, II підгрупа – 66,8% випадків), оскольчастий характер перелому (I підгрупа – 57,2% випадків, II підгрупа – 45,1% випадків), відкритий характер перелому (I підгрупа – 31,4% випадків, II підгрупа – 50,98% випадків).
Чинники, пов‘язані з лікуванням: застосування методу постійного скелетного витягу при оскольчастому характері перелому (I підгрупа – 5,7% випадків, II підгрупа – 13,7% випадків); порушення технології накісткового остеосинтезу, що призвело на нестабільності у системі “кістка-імплантат” (I підгрупа – 11,4% випадків, II підгрупа – 7,8% випадків); посттравматичний остеомієліт (підгрупа – 11,6%, II підгрупа – 23,5%).
Для проведення заключного етапу математичного аналізу та встановлення статистично значущих чинників ризику розвитку дисрегенерації із всіх можливих чинників, які було виявлено на попередньому етапі факторного аналізу, вибрано слідуючи характеристики: причина травми, вид перелому, строк після травми, вік пацієнту, локалізація травми. Проведена статистична обробка результатів факторного аналізу встановила значущість для розвитку дисрегенерації причини травми (тобто травми високої інтенсивності) (критерій Крускала-Уоллиса – χ2=0,362, Н=0,651; χ2<H), а також оскольчатого виду перелому (за методом довіреного інтервалу можна стверджувати, з вірогідністю 95%, що при оскольчатом виді перелому може розвинутись гіпертрофічний вид дисрегенерації). Обчислення критерію Манна-Уітні заперечує значущість для розвитку дисрегенерації локалізації травми (р<0,620), стать пацієнту (p<0,309) и характер перелом (відкритий чи закритий) (p<0,370).
Вивчення показників, що зіставляють біохімічну констеляцію (сіалові кислоти, глікопротеїди та хондроїтінсульфати, активність лужної фосфатази), показало обґрунтованість виділення тільки гіпертрофічного та гіпотрофічного видів дисрегенерації, при цьому гіпертрофічний вид дисрегенерації характеризувався помірним підвищенням вмісту хондроїтінсульфатів, сіалових кислот, глікопротеїдів та активності лужної фосфатази у сироватці крові; гіпотрофічний вид – значним підвищенням вмісту сіалових кислот, підвищенням вмісту хондроїтінсульфатів, незначно підвищеним рівнем лужної фосфатази.
Було встановлено достовірність залежності зіставляючих біохімічної констеляції від розвитку дисрегенерації, строку, що пройшов після травми, та наявності супутньої патології (за критерієм Крускала-Уоллеса та коефіцієнту кореляції Спірмена).
Рентгенологічна оцінка зон дисрегенерації хворих дала змогу виділити
різні види дисрегенерації, на підставі особливостей, що виявлялися.
При цьому перелом, що уповільнено зростається характеризувався відсутністю ознак як мозолеутворення, так і формування склерозуючих пластинок, котрі запаюють кістково-мозковий канал на кінцях фрагментів.
Гіпертрофічний вид дисрегенерації – утворення значної мозолі, яка не забезпечувала повного з‘єднання кінців фрагментів, погана візуалізація лінії перелому, слабо виражені дистрофічні зміни кінців фрагментів.
Оліготрофічний вид – відсутність ознак формування мозолі, хороша візуалізація лінії перелому, незначно виражені дистрофічні зміни кінців фрагментів (остеосклероз або остеопороз, зміна форми кінців фрагментів)
Гіпотрофічний вид – повна відсутність ознак мозолеутворення, хороша візуалізація лінії перелому; формування, внаслідок крайового остеолізу, дефекту між кінцями фрагментів; значно виражені дистрофічні зміни кінців фрагментів (остеосклероз, остеопороз).
Дисрегенерація с дефектом кісткової тканини – відсутність фрагменту діафізу (як внаслідок первинної травми, так і після резекції), кінці фрагментів атрофічні.
На підставі даних рентгенологічного обстеження хворі I та II підгруп розділені з урахуванням класифікації Rosen‘а (1993) (табл.).
Аналіз рентгенологічної картини зони дисрегенерації виявив присутність локального остеопорозу фрагментів серед пацієнтів I підгрупи у 74,3% випадків, а серед пацієнтів II підгрупи – у 49,0% випадків.
Найбільш значні порушення було визначено при гіпотрофічному виді дисрегенерації, при наявності кісткового дефекту, після довгострокової відсутності функціонального навантаження сегменту.
Аналіз рентгенологічної картини зони дисрегенерації виявив присутність локального остеопорозу фрагментів серед пацієнтів I підгрупи у 74,3% випадків, а серед пацієнтів II підгрупи – у 49,0% випадків.
Таблиця.
Розподіл хворих в залежності від видів дисрегенерації
| Види дисрегенерації | I підгрупа (n=35) | II підгрупа (n=51) | Загальна кількість випадків (n=86) |
| Уповільнене зрощення перелому | 3 (8,6%) | 7 (13,7%) | 10 (11,6%) |
| Гіпертрофічний вид | 20 (57,1%) | 6 (11,8%) | 26 (30,2%) |
| Оліготрофічний вид | 4 (11,4%) | 19 (37,3%) | 23 (26,8%) |
| Гіпотрофічний вид | 5 (14,3%) | 17 (33,3%) | 22 (25,6%) |
| Дисрегенерація з дефектом кісткової тканини | 3 (8,6%) | 2 (3,9%) | 5 (5,8%) |
Найбільш значні порушення було визначено при гіпотрофічному виді дисрегенерації, при наявності кісткового дефекту, після довгострокової відсутності функціонального навантаження сегменту.
Морфологічна оцінка біопсійного матеріалу із зони дисрегенерації дозволила підтвердити правомочність виділення різних видів дисрегенерації. При цьому були встановлені такі характерні ознаки:
переломи, що уповільнено зрощуються – значна тенденція до перестроювання кісткових уламків, однак поля остеогенезу формувалися лише поблизу кісткових фрагментів;
гіпертрофічний вид дисрегенерації – розширення областей остеогенезу, що перемежаються з простяжними участками колагенволокністої тканини, при цьому виявлявся високий ступінь кісткоутворення в кісткових уламках;
оліготрофічний вид дисрегенерації – формування великих зон хондроїду та зниження остеогенних потенцій, що проявляється утворенням колагенволокністої тканини;
гіпотрофічний вид дисрегенерації – в регенераті переважно колагенволокніста тканина різного ступеня зрілості, поля остеогенезу відсутні.
Біохімічна оцінка составу неорганічного матрикса регенерату показала підвищення при будь-якому виді дисрегенерації синтезу вуглеводвміщуючих компонентів (оцінено по гексозамінам), що вказує на формування тканини неостеогенного характеру (колагенволокністої та хрящової) та зниження синтезу колагенових та неколагенових білків (по рівню вмісту оксипроліну та тирозину). Вказані зміни свідчили про розвиток дисрегенерації. Однією з головних характерних рис гіпотрофічного виду дисрегенерации було значне зниження як біосинтезу колагену, так і утворення колагенових фібрил.
Проведене експериментальне дослідження основних структурних компонентів органічного матрикса кісткового регенерату в різних умовах перебігу репаративного остеогенезу дозволило встановити вплив стабільності фіксації фрагментів та інфікування Staph. aureus на рівень органічних компонентів кісткового регенерату. В умовах стабільного остеосинтезу виражена інтенсифікація накопичення макромолекул органічного матрикса нормалізувалася к 45 добі, що свідчило про формування зрілого кісткового регенерату. В умовах нестабільного остеосинтезу мало місце надмірне накопичення усіх органічних компонентів у регенераті, що було свідоцтвом формування тканин неостеогенного характеру та незавершеності процесу кісткоутворення, тобто розвитку дисрегенерації. Репаративний остеогенез в умовах стабільного остеосинтезу та інфікування Staph. aureus характеризувався високим вмістом вуглевод-білкових компонентів у регенераті зі значним зсувом у часі процесів їх накопичення та пролонгацією остеорепарації; первинно стабільний остеосинтез у цих умовах сприяв оптимізації умов перебігу остеогенезу, котра, однак, перебігала по гіпотрофічному типу.