Способ моделирования травматического остеомиелита

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть применено для моделирования травматического остеомиелита. Способ позволяет создать адекватную модель инфицированной костной раны, поддержать остеомиелитический процесс столь длительное время, которое необходимо для изучения и объективной оценки процесса, получить средства и методы его лечения и дает возможность нанесения экспериментальной травмы на конечность животного, испытывающую минимальную статическую нагрузку при движении животного. Способ включает нарушение целостности кости и введение через отверстие в костномозговой канал активатора и инфицирующего материала. Для поддержания воспалительного процесса активатор вводят через сквозное отверстие под углом 60 град к оси канала, при этом в качестве активатора используют хирургическую спицу Киршнера, а инфицирующий материал вводят в место пересечения спицы и оси костномозгового канала через дополнительное отверстие в кортикальном слое кости. 1 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть применено при изучении воспалительных процессов костной ткани.

Известен способ моделирования травматического остеомиелита, в котором грубо механически нарушают целостность кости и вводят инфицирующий материал в зону сформированного ишемического некроза (авт. свид. СССР № 629547, 829101). При этом костномозговой канал герметизируют и на конечность накладывают давящую гипсовую повязку.

Известен способ моделирования инфицированной костной раны, состоящий в нанесении открытого перелома большеберцовой кости и через сутки его инфицирования путем орошения раны суспензией золотистого стафилококка (см., например, “Комплексное лечение больных посттравматическим остеомиелитом длинных трубчатых костей”, Н.П.Грицай, дис., с. 104-178, 1992).

Данными способами моделируется кратковременный, острый остеомиелит, сопровождающийся глубокими нарушениями гемодинамики и иммунологической защиты, которые существенно влияют на последующее экспериментально-клиническое течение остеомиелита, приводят к развитию разных по тяжести патологических состояний, что существенно осложняет получение однотипных результатов и препятствует объективной оценке искусственного воспроизведения остеомиелитического процесса. Как известно экспериментальные животные (кролики и особенно крысы) обладают высокой сопротивляемостью инфекции, а достоверность результатов значительно повышается в случае, когда животное в послеоперационном периоде нагружает оперированную конечность. В известных способах на конечность накладывают давящую гипсовую повязку, и животное не может нагружать конечность. Повреждения кости животных должны быть идентичными у подопытных и контрольных животных, что в известных способах практически невозможно достигнуть.

Для моделирования длительного, бурно протекающего остеомиелитического процесса, сопровождающегося свищами, и возможности его поддержания столь длительное время, которое необходимо для изучения и объективной оценки процесса, для получения средств и методов его лечения известен способ моделирования трубчатой длинной кости путем использования физических факторов для нарушения целостности кости путем воздействия постоянным электрическим током силой 50 мкА и напряжением 1,5 В (пат. РФ №2049434).

Наиболее близким способом моделирования остеомиелита к заявляемому объекту относится способ моделирования травматического остеомиелита путем нарушения целостности кости и введения через отверстие в костномозговой канал активатора и инфицирующего материала (пат. РФ № 2129735). В качестве активатора в данном способе используют полую трубку с глухим концом, которую вводят вдоль костномозгового канала. Однако указанный способ не гарантирует стандартность повреждения тканей, следовательно, не всегда обеспечивает типичную картину проявления заболевания. Кроме того, развитие заболевания у экспериментального животного по данному техническому решению отличается от развития заболевания у человека.

Цель изобретения - создание адекватной модели инфицированной костной раны, возможность поддержания остеомиелитического процесса столь длительное время, которое необходимо для изучения и объективной оценки процесса, возможность получения средств и методов его лечения, возможность нанесения экспериментальной травмы на конечность животного, испытывающую минимальную статическую нагрузку при движении животного.

Поставленная цель достигается за счет использования способа моделирования травматического остеомиелита путем нарушения целостности кости и введения через отверстие в костномозговой канал активатора и инфицирующего материала. Для поддержания воспалительного процесса активатор вводят через сквозное отверстие под углом 60 град к оси канала, при этом в качестве активатора используют хирургическую спицу Киршнера, а инфицирующий материал вводят в место пересечения спицы и оси костномозгового канала через дополнительное отверстие в кортикальном слое кости.

Практическая реализация способа иллюстрируется следующим экспериментальным наблюдением.

Материалом для исследования служили локтевые кости кроликов. Операция (под гексеналовым наркозом) выполнялась на передней лапке животного, так как статическая нагрузка при передвижении животного в большей степени распределяется на задние конечности. Послойно обнажали диафиз локтевой кости, затем при помощи двухмиллиметрового сверла под углом 60 град создавали сквозной канал, в который вводили хирургическую спицу Киршнера для поддержания воспалительного процесса в костномозговом канале. Затем вблизи от сформированного ранее канала двухмиллимметровым сверлом просверливали дополнительное отверстие в кортикальном слое кости, слепо оканчивающееся в костномозговом канале. В отверстие вводили 0,1 мл взвеси патогенных микроорганизмов (смесь золотистого стафилококка и неспорообразующих анаэробов в концентрации 10 миллиардов/мл. Далее рану послойно ушивали. Морфологические исследования проводили методами световой и сканирующей электронной микроскопии.

В результате исследования было показано, что введение микробной взвеси на поверхность спицы в центре канала вызывает развитие воспаления, захватывающего мягкие ткани в области, затронутой оперативным вмешательством. В тоже время регистрируются патологические изменения костных структур, как следствие развития инфекционного процесса в костной ране и близлежащих участках костномозгового канала.

На 14-е сутки в области оперативного вмешательства определяется очаг гнойного расплавления мягких тканей. Он ограничен валом грануляционной ткани, по периферии которой наблюдается фиброз. В области инфильтрата на периостальной и эндостальной поверхностях кости появляются разрастания грубоволокнистой костной ткани, частично служащие стенками патологического очага. В раневом канале также обнаруживается грануляционная ткань и грубоволокнистые костные структуры. Близлежащий участок диафиза частично некротизирован и расплавляется или резорбируется. Одновременно происходит его замещение структурами костной мозоли.

В костномозговой полости в области введения микроорганизмов отмечаются очаги гнойного расплавления и некроза костного мозга. Эти участки четко отграничены слоем грануляционной ткани, фиброзной оболочкой и костными структурами, что характерно для остеомиелитической капсулы. Трабекулы грубоволокнистой кости распространяются на большую часть эндостальной поверхности, прилежащей к отверстию раневого канала.

На 21-е сутки эксперимента периостально расположенный патологический очаг сохраняется. Резорбция пластинчатой костной ткани диафиза продолжается. За счет этого нарушается целостность стенок раневого канала. Массивная костная мозоль определяется на периостальной и эндостальной поверхностях диафиза.

В костномозговом канале трабекулы грубоволокнистой кости перекрывают его просвет, отделяя область с патологическими изменениями от здорового костного мозга. В отграниченном ими пространстве располагается грануляционная, фиброзная ткани и отдельные мелкие очаги воспалительной инфильтрации.

В месте, соответствующем зоне оперативного вмешательства, на периостальной поверхности лучевой кости развивается костная мозоль, трабекулы которой нередко сливаются с аналогичными структурами, растущими со стороны локтевой кости, что обуславливает возникновение синостоза между ними.

На 42-е сутки эксперимента в результате активной перестройки трабекулы диафиза локтевой кости сближаются между собой, что приводит к образованию более плотной его структуры, соответствующей ранее существующему компактному слою кости. В области раневого канала стенка диафиза частично представлена лишь отдельными трабекулками. При этом во многих местах отмечены проявления процесса ремоделирования, итогом которого является постоянная перестройка грубоволокнистой костной ткани в пластинчатую. В костномозговом канале распологаются красный костный мозг и проходящие в его толще трабекулы костной мозоли. Синостоз между локтевой и лучевой костями сохраняется.

Признаки активного воспалительного процесса в кости и окружающих ее мягких тканях отсутствуют на 50-е сутки.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где показана схема выполнения предложенного способа: 1 - сквозной канал, 2 - хирургическая спица Киршнера, 3 - дополнительное отверстие, 4 - костномозговой канал.

Способ моделирования инфицированной костной раны осуществляется следующим образом.

Выделяют переднюю лапу подопытного животного (кролика, крысы и т.д.), на которой послойно обнажают диафиз локтевой кости. Сверлят под углом 60 градусов сквозной канал 1 через продольную ось кости. В канал 1 вводят хирургическую спицу 2 Киршнера, используемую в качестве активатора, поддерживающего воспалительный процесс костной ткани и в костномозговом канале. Отступя приблизительно 5 мм от середины отверстия 1, сверлят дополнительное отверстие 3 в кортикальном слое кости, которое слепо оканчивается в костномозговом канале 4. В костномозговой канал 4 через отверстие 3 вводят взвесь патогенных микроорганизмов (например, золотистого стафилококка), рану послойно ушивают и приступают к исследованию.

Использование заявляемого способа моделирования позволяет получить легко воспроизводимый процесс остеомиелита у всех экспериментальных животных без значительных оперативных вмешательств. Способ воспроизводим в 100% случаев, достаточно прост, доступен в исполнении, дешев, готов для широкого применения в научно-исследовательских лабораториях.

Формула изобретения

Способ моделирования травматического остеомиелита путем нарушения целостности кости и введение через отверстие в костно-мозговой канал активатора и инфицирующего материала, отличающийся тем, что для поддержания воспалительного процесса активатор вводят через сквозное отверстие под углом 60° к оси канала, при этом в качестве активатора используют хирургическую спицу Киршнера, а инфицирующий материал вводят в место пересечения спицы и оси костно-мозгового канала через дополнительное отверстие в кортикальном слое кости.

РИСУНКИ

Рисунок 1