1.3.3 Заживление кости

Заживлением называют восстановление начальной целостности. Для хирурга это означает воссоздание жесткости костной структуры. С точки зрения биолога восстановление исходной структуры на микроскопическом уровне может продолжаться годы.

Необходимым условием для заживления является наличие адекватной способности кости к биологической реакции. Биомеханические условия регулируют активность клеток посредством медиаторов как химической, так и электрической природы.

Рис. 1.36 Сосудистые повреждения, вызванные различными пластинами.

А Пластины с гладкой поверхностью и желобками, использованные Jorger and Vattolo в их работе по сравнению изменений кровообращения и перестройки гаверсовой системы. Желобки уменьшают зону контакта с костью, не ослабляют пластину механически, поскольку находятся между отверстиями, т.е. там, где пластина имеет резервы прочности.

B Для оценки кровообращения in vivo использовали синий дисульфин. При использовании пластин с бороздками на поперечных срезах большеберцовых костей овец выявлялось значительно лучшее кровоснабжение.

Рис. 1.37  Нарушения кровоснабжения и возникающая в результате него перестройка гаверсовой системы.

А Через 12 недель определяется значительная разница в процессах перестройки. Кость под обычной гладкой пластиной имеет признаки пороза. Зона остеопороза, которая при высокой скорости перестройки может приводить к образованию секвестров, достигает периостальной поверхности кости, где контакт с пластиной препятствует реваскуляризации.

B При наличии желобков на пластинах признаки остеопороза выражены значительно меньше и он не достигает поверхности кости, фиксированной пластиной.

С При определенных условиях признаки остеопороза могут буквально отсутствовать, как, например, в случае, если пластина наложена в качестве наружного фиксатора, т.е. на расстоянии от костной поверхности (Tepic and Prediery 1989).

1.3.3.1 Основные условия

Заживление перелома не может проходить без адекватной биологической активности; живые плюрипотентные клетки должны иметь возможность достичь зоны повреждения. Эти клетки нуждаются в хорошем кровоснабжении для питания и, по всей видимости, они служат для замещения других клеток. Можно с достаточной уверенностью сказать, что неповрежденные, с биологической точки зрения, клетки, окружающие перелом, являются плюрипотентными и способны формировать новую костную ткань. В связи с этим, основным является вопрос о том, достаточно ли стимулированы эти клетки для формирования прочного регенерата между фрагментами. Адекватное кровоснабжение восстановительных тканей является решающим.

1.3.3.2 Типы сращения

С развитием стабильной внутренней фиксации было отмечено появление нового типа сращения. Сначала на рентгенограммах наблюдали „healing by primary пйегйюп'Хзаживление первичным натяжением) (Lane 1913) и „soudure autogene" (Danis 1947,1949), а затем „primary bone healing" (первичное заживление кости) было определено гистологическими методами (Schenkand Willenegger 1963). Термин „первичное заживление" кости был замещен в данной работе термином „прямое заживление кости" для избегания ошибок и предупреждения неправильного толкования. Это прямое заживление основывается на процессе ангиогенного образования кости (Krompecher 1967). Различные типы заживления выделены здесь в связи с тем, что они имеют непосредственное значение для выбора наиболее рационального метода лечения.

1.3.3.3 Спонтанное (непрямое) сращение кости

Оно состоит из трех элементов (рис. 1.38):

1. Грануляционная ткань формируется сначала вокруг фрагментов, а позже и между ними. Это предшественник костной мозоли.

Щель перелома затем расширяется вследствие резорбции поверхности на концах фрагментов, например, при использовании блокированных (нескользящих) шин. Образование кости проходит через ряд различных стадий от грануляционной ткани до кортикальной кости (непрямое образование кости).

Рентгенологически процесс непрямого сращения (заживления) кости характеризуется появлением периостальной костной мозоли, расширением щели перелома с последующи-мее заполнением новообразованной костью, которая сначала выглядит в виде облака и затем постепенно приобретает более равномерную и плотную структуру. Последнее достигается за счет процесса внутреннего ре моделирования гаверсовых систем, что может продолжаться несколько лет.

Рис. 1.38 Типы заживления.

А Спонтанное заживление (непрямое заживление). Рентгенограмма кортикального слоя кости после поперечного перелома без фиксации. Образование значительной костной мозоли, сращение начинается (на этом снимке) с глубокого слоя надкостницы (Rahn 1987 ).

B Прямое (или первичное) заживление. Косой перелом, стабильно фиксированный стягивающим шурупом и пластиной, сросся путем внутреннего ремоделирования. Рентгенологическая картина и гистологический срез при таком типе заживления не выявляют существенного образования периостальной или эндостальной костной мозоли, характерных для зоны перелома. Как видно при гистологическом исследовании, прямое заживление протекает без рассасывания поверхностей концов фрагментов: т.е. контактное заживление (сращение). Этот рисунок показывает исключительно точную адаптацию, достигнутую в экспериментальных условиях ( Tepic and Prediery 1989). В реальности контактные зоны встречаются относительно редко и поэтому не оказывают большого влияния на прочность зоны заживления.

1.3.3.4 Прямое (или первичное) заживление кости

Прямое заживление кости минует различные стадии, характерные для непрямого сращения и начинается непосредственно со внутреннегоремоделирования (рис. 1.39) в зонах контакта (контактное заживление) (рис. 1.39а), или заполнения стабильных щелей пластинчатой костью с последующим ремоделированием или „закупоркой" щели (заживление щели) (рис. 1.39Ь). Площадь непосредственного контакта в пределах перелома находится в прямой зависимости от величины приложенной компрессии (Ashhurst 1986). В реальной ситуации эта зона включает в себя лишь небольшой участок (несколько процентов) общей площади поперечного сечения.

В случае прямого заживления на рентгенограмме не видно мозоли значительных размеров и, в частности, вблизи линии перелома. Рассасывания концов фрагментов не происходит. Внутренняя перестройка гаверсовых систем, соединяющая концы фрагментов, является процессом, приводящим к образованию прочного сращения. Прямое заживление не ускоряет сращения. Отсутствие резорбции концов фрагментов может иметь исключительную важность в тех случаях, когда использованы нескользящие шины. Рентгенологическая картина прямого заживления перелома характеризуется отсутствием образования периостальной костной мозоли. Щель перелома на самомделе не расширяется, однако так может казаться вследствие интенсивного процесса ремоделирования вблизи ее поверхности. Поэтому хирург руководствуется, в основном, отсутствием признаков осложнений, таких, как образование периостальной костной мозоли, которая указывает на нестабильность и рассасывание концов фрагментов (укорочение). Формирование мозоли само по себе не является нежелательным, однако ее появление в условиях, требующих отсутствия укорочения концов фрагментов является признаком критической нестабильности.

1.3.3.5 Псевдоартроз

Процесс сращения кости может прерваться (рис. 1.3), когда нарушены одно или оба составных звена:

Условия соответствия допустимым деформациям.

Способность к биологической реакции.

В первом случае наблюдается гипертрофический псевдоартроз (рис. 1.5а). Лечение (рис. 1.5Ь) в этом случае должно быть направлено на коррекцию механической нестабильности путем использования внутренней шины. Во втором случае возникает ареактивный, или атрофический, псевдоартроз. Лечение в этом случае заключается в индуцировании образования кости путем трансплантации живого костного фрагмента, а также обеспечении механической стабильности.

Рис. 1.39 Элементы прямого, или первичного, заживления кости.

А Контактное заживление: изначальное прямое заживление кости и окончательное заживление во всех случаях происходят за счет ремоделирования (перестройки) гаверсовой системы. В случае контактного заживления это ремоделирование является единственным процессом, приводящим к заживлению. Гистологический срез выявляет наличие „головки сверла" („Cutter head"), т.е. конца остеона, где остеокласты и остеобласты в старой (не-кротизированной) кости исчезают и подвергаются замещению аналогичной тканью и жизнеспособной костью (Perren and Cordey 1980).

B Остеон: гистологическая картина остеона, пронизывающего кость слева направо (Rahn and Perren 1975).

С Остеон: схематическая диаграмма. Видны головка сверла (cutter head) на острие справа с остеокластами и коническая поверхность с остеобластами слева (Perren at al. 1981).

D Заживление щели перелома: в условиях стабильности (вследствие тесного контакта) щель перелома заполняется непосредственно костной тканью такого же строения, но отличной от изначальной пластинчатой кости ориентацией, т.е. происходит заживление щели перелома. Следующим этапом этого процесса является перестройка ткани, находящейся между фрагментами, когда она приобретает структуру и ориентацию, аналогичные оригинальной пластинчатой кости по направлению от фрагмента к фрагменту и/или от щели перелома к концам фрагментов („Plugging" (англ.) = законопачивание, скрепление шипами) (Perren and Cordey 1980).

1.3.3.6 Клиническая актуальность различных типов сращения

Различные типы заживления кости представляют большой научный интерес. Врач, занимающийся лечением перелома, может возразить, что единственной целью лечения является образование прочного сращения правильно репетированной кости с сохранением функции сустава (предупреждая, таким образом, осложнения со стороны мягких тканей). Важным различием между прямым и непрямым заживлением является отсутствие укорочения концов фрагментов при прямом сращении. Подобное укорочение допускается для скользящей шины, такой, как интрамедуллярный гвоздь. Фиксация с использованием интрамедуллярного гвоздя не требует абсолютной стабильности. Компрессионная фиксация простого перелома стягивающими шурупами в сочетании с нейтрализационной пластиной не выдерживает даже минимальной нестабильности. Пластины, которые вследствие своей формы (волнообразные пластины) или вследствие специальной конструкции (LC-DCP — динамическая компрессионная пластина ограниченного контакта) имеют минимальный контакт с костью, не нарушают кровоснабжения фрагментов. Так называемый биологический поддерживающий остеосинтез(„биологическая фиксация", см. стр. 2) не предполагает абсолютной межфрагментарной стабильности и не нуждается в ней; кроме того, он расширяет показания к использованию пластин.

1.3.3.7 Механизмы, оказывающие влияние на сращение кости

Заживление перелома может протекать различными путями. В настоящее время четко доказано, что нестабильность приводит к образованию периостальной костной мозоли, рассасыванию концов фрагментов и непрямому образованию кости путем дифференцировки мягкотканного регенерата. В условиях устойчивого стабильного контакта кость срастается изнутри с образованием минимальной мозоли или при ее отсутствии, без рассасывания концов фрагментов и по типу прямого образования кости. Конкретный вид перелома определяет, какой тип сращения имеет большее преимущество.

к оглавлению                    далее