ИЗМЕНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО МАЛОБЕРЦОВОГО НЕРВА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЧАСТОТЫ ВЫСОКОДРОБНОЙ АВТОДИСТРАКЦИИ ПРИ ОРТОПЕДИЧЕСКОМ УДЛИНЕНИИ ГОЛЕНИ У СОБАК С СУТОЧНЫМ ТЕМПОМ 3 мм

Полный текст

Удлинение конечностей методом дистракционного остеосинтеза применяется в мировой ортопедии для решения проблем посттравматического или врождённого укорочения конечностей либо субъективно низкого роста. Одно из направлений перспективного развития метода - поиск оптимального режима высокодробной автоматической дистракции с повышенным суточным темпом. Удлинение голени у собак по 3 мм/сут за 180 включений автодистрактора позволило ускорить процесс формирования дистракционного костного регенерата и сократить период пребывания конечности в аппарате по сравнению с темпом 1 мм/сут [4]. Строение периферических нервов в этих условиях было изучено [2, 4], однако задача выяснения влияния дробности дистракции на их структурную адаптацию при удлинении с темпом 3 мм/сут не ставилась. Цель данного исследования - анализ гистологических изменений поверхностного малоберцового нерва в зависимости от частоты высокодробной автодистракции при ортопедическом удлинении голени собак с суточным темпом 3 мм. Материал и методы. Эксперименты выполнены на 18 взрослых беспородных собаках, которым через 5 сут после закрытой флексионной остеоклазии берцовых костей удлиняли голень с помощью аппарата Илизарова с автоматическим приводом в течение 10 сут: 9 собакам по 3 мм/сут за 120 приемов (1-я группа, разовое удлинение 0,025 мм); 9 собакам по 3 мм/сут за 180 приемов (2-я группа, разовое удлинение 0,017 мм). Общая величина удлинения голени составила 15-17%. Содержание, операции и эвтаназию животных осуществляли в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», утверждённых приказом МЗ СССР № 755 от 12 августа 1977 г. и Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации о гуманном обращении с животными. После эвтаназии препарировали седалищный нерв, общий малоберцовый ствол и его ветви с целью макроскопического выявления возможных механических повреждений инъекционными иглами либо элементами чрескостной фиксации. Участки поверхностного малоберцового нерва оперированной и контралатеральной конечностей иссекали на уровне дистракционного костного регенерата через 10 сут дистракции, через 30 сут фиксации голени в аппарате и через 30 сут после снятия аппарата. Контролем также служили поверхностные малоберцовые нервы 5 интактных собак. Материал фиксировали в смеси 2% растворов глутар-и параформальдегидов на фосфатном буфере (рН 7,4) с добавлением 0,1% пикриновой кислоты, дополнительно фиксировали в 1% растворе тетраоксида осмия с 1,5% красной кровяной солью и заливали в аралдит. Поперечные полутонкие срезы окрашивали метиленовым синим и основным фуксином. Полноцветные изображения (30-40 полей зрения, об. 100) оцифровывали с помощью стереомикроскопа AxioScope. A1 и цифровой камеры AxioCam (Carl Zeiss MicroImaging GmbH, Германия). Методом точечного счёта с помощью тестовой решетки равноудаленных точек [8], используя программу «Adobe Photoshop 3.0», рассчитывали объемную плотность пучков нервных волокон, сосудов, адипоцитов, коллагеновых волокон эпиневрия и прочих его компонентов. Используя программу «ВидеоТесТ Мастер-Морфология, 4.0», определяли общую площадь поперечного среза нервного ствола и суммарную площадь пучков нервных волокон, средние диаметры миелиновых нервных волокон - МВ, их аксонов, толщину миелиновой оболочки. Определяли численную плотность эндоневральных микрососудов на 1 мм2 площади пучка и долю реактивно-деструктивно-измененных МВ (%). Сохранность МВ оценивали также полуколичественным методом, используя разработанную авторами шкалу (табл. 1) Значимость различий оценивали с помощью парного двухвыборочного t-теста, критериев Вилкоксона и Пагуровой для независимых выборок, используя программу AtteStat, версия 1.0 [3] в электронных таблицах Microsoft Excel 97. Результаты исследования. Признаков механических повреждений седалищного или общего малоберцового нерва инъекционными иглами или элементами чрескостной фиксации ни в одном из опытов выявлено не было. Не обнаружено также и признаков внешнего сдавления поверхностного малоберцового нерва на протяжении фасциального канала. В конце дистракции в эпиневрии поверхностного малоберцового нерва у животных 1-й и 2-й групп изменения были однотипны: по сравнению с контралатеральным нервом увеличено количество сосудистых пучков, наряду с этим определялась частичная или полная облитерация просветов некоторых артерий. Вблизи жировых долек обнаруживались клетки с многочисленными вакуолями. Частота встречаемости активированных фибробластов и содержание фуксинофильных коллагеновых волокон были увеличены. Для 1-й группы животных были характерны участки утолщения и расслоения периневрия, а также дезинтеграция некоторых (преимущественно внутренних) его клеточных слоёв (рис. 1, а) и деструктивные изменения эндоневральных кровеносных сосудов. Во 2-й группе, несмотря на вакуольную дистрофию отдельных клеток периневрия, он сохранял целостность и тонколамеллярное строение (см. рис. 1, б). Эндоневрий удлиняемого нерва отличался от интактного повышенным содержанием фибробластов и шванновских клеток, расширенными капиллярами. В последующие сроки опыта содержание коллагеновых волокон, фибробластов и клеток с многочисленными вакуолями в эпиневрии уменьшалось. В течение всего эксперимента у собак как 1-й, так и 2-й группы отмечались индивидуальные различия в выраженности деструктивных изменений МВ (см. рис. 1, в, г). В конце дистракции в нервах оперированных конечностей у животных 1-й группы в эпиневрии значимо (Р<0,01) увеличивалась доля коллагеновых волокон и кровеносных сосудов по сравнению с таковой в контралатеральной конечности, а доля адипоцитов уменьшалась (рис. 2, а). У животных 2-й группы изменения доли адипоцитов и коллагеновых волокон в эпиневрии были менее выражены, а доля кровеносных сосудов значимо не менялась. В конце периода фиксации (см. рис. 2, б) у животных обеих групп доля коллагеновых волокон в эпиневрии оставалась значимо (Р<0,01) увеличенной по сравнению с показателями у интактных животных и в контралатеральных нервах и наблюдалась тенденция к уменьшению доли адипоцитов в нерве оперированной конечности и в контралатеральном нерве по сравнению с таковой у интактных животных. Во 2-й группе была обнаружена тенденция к увеличению доли эпиневральных кровеносных сосудов, но значимо (Р<0,01) была уменьшена объемная доля пучков нервных волокон. После снятия аппарата большинство параметров были сопоставимы с таковыми у интактных животных, но в 1-й группе оставалась значимо сниженной доля адипоцитов. Относительная разница суммарной площади пучков нервных волокон подопытного и контралатерального нервов у животных 1-й группы в конце дистракции составила -17,3% (Р<0,05), в конце периода фиксации в аппарате -5,1% (Р<0,05), после снятия аппарата +10,1% (Р<0,05). У собак 2-й группы аналогичные параметры составили -24,9 (Р<0,05), -30,7 (Р<0,05) и - 0,9% соответственно. Численная плотность эндоневральных кровеносных сосудов у собак 1-й группы во все сроки опыта значимо не уменьшалась. У собак 2-й группы в конце дистракции этот параметр был увеличен (Р<0,05) на 40,9%, в конце фиксации - уменьшен (Р<0,05) на 17,4%, а после снятия аппарата значимо не увеличивался. Частота признаков аксональной и валлеровской дегенерации МВ в исследованных выборках в исследуемые сроки опыта составила 15±7, 14±4 и 9,8±2,4% в 1-й группе, а во 2-й группе - 37±17, более 50 и 9,4±2,1%, однако в 1-й группе встречались чаще леммоциты в виде лент Бюнгнера и поля с тканевым детритом. Результаты полуколичественной оценки сохранности МВ в сравниваемых группах животных представлены в табл. 2. Средние морфометрические характеристики сохранившихся и регенерирующих МВ в исследуемых экспериментальных группах в конце периода дистракции сопоставимы, но значимо отличаются от таковых интактного нерва (табл. 3). В конце периода фиксации средний диаметр МВ, их аксонов и толщина миелиновых оболочек значимо меньше во 2-й группе, однако после снятия аппарата соотношение противоположно. Обсуждение полученных данных. У пациентов, перенесших операции по удлинению голени в клинике, установлена высокая частота повреждений малоберцового нерва [1, 10, 12]. Предполагается, что наиболее частая их причина - компрессия общего малоберцового нерва на уровне шейки малоберцовой кости, причём с увеличением темпа дистракции вероятность её увеличивается. В данном исследовании мы применяли повышенный темп удлинения, но признаков внешнего сдавления общего и поверхностного малоберцового нервов, которые, как известно, верифицируются макроскопически [11], выявлено не было. В ситуациях, не связанных с непосредственным действием механических факторов (например, при быстром похудении), частота нейропатических изменений малоберцового нерва также выше, чем других нервов, причём их выраженность и исходы индивидуально вариабельны [10]. Эти и полученные нами данные по изменению содержания жировой ткани в эпиневрии требуют дальнейших прицельных исследований. Гистологические изменения передней большеберцовой мышцы [9] и хряща коленного сустава [6] при удлинении голени автодистрактором с суточным темпом 3 мм за 180 и 120 приёмов свидетельствовали о более щадящем характере первого из этих режимов. В большеберцовом нерве при удлинении в режиме 3 мм/сут за 180 приемов дегенеративным изменениям подвергались не более 5% нервных волокон [2] - аналогично автодистракции в режиме 1 мм/сут за 60 приемов, при которой в отличие от режима ручной дистракции 1 мм/сут за 4 приема превалировали процессы вставочного роста эпи-и периневрия [7], а также нервных волокон [5]. В данном исследовании в малоберцовом нерве при удлинении голени в режимах 3 мм/ сут за 120 и 180 приемов массовая деструкция нервных волокон выявлена у 10 животных из 18 (в каждой из групп - у 5 из 9). Известно, что малоберцовый нерв по сравнению с большеберцовым имеет скудное кровоснабжение [14], а также более тонкие пучки нервных волокон и тонкий периневрий. Анализируя литературу по биомеханике нервов, K. S. Topp и B. S. Boyd [13] указывают, что в отличие от эпиневрия, представленного рыхлой соединительной тканью, периневрий - самая прочная структура, но его внутренний слой на границе с эндоневрием является зоной наименьшего сопротивления; растяжение нерва вызывает не только увеличение его длины, но и уменьшение площади поперечного сечения, названное поперечной контракцией; повреждения аксонов нервных волокон в эндоневрии в условиях растяжения появляются задолго до повреждений эпиневрия, их основная причина - увеличение интрафасцикулярного давления [13]. Полученные нами данные не противоречат этой концепции и раскрывают особенности реагирования структуры малоберцового нерва на постепенное перерастяжение in vivo в зависимости от режима высокодробной дистракции голени c повышенным суточным темпом: признаки микротравматизации периневрия обнаружены в 1-й группе (3 мм/сут за 120 приемов), а 2-я группа (3 мм/сут за 180 приемов) отличалась более выраженным и стойким истончением пучков нервных волокон. Таким образом, удлинение голени в режимах 3 мм/сут за 120 приемов и 3 мм/сут за 180 приемов создаёт высокую вероятность деструкции миелиновых нервных волокон в поверхностном малоберцовом нерве. В популяции сохранившихся проводников через 30 сут после окончания дистракции преобладали атрофичные гипомиелинизированные аксоны, но через 60 сут после окончания удлинения голени были значимо большими их средний диаметр и показатель миелинизации.

Об авторах

Татьяна Николаевна Варсегова

Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г. А. Илизарова

Email: varstn@mail.ru
клинико-экспериментальная лаборатория реконструктивновосстановительной микрохирургии и хирургии кисти 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6

Наталья Анатольевна Щудло

Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г. А. Илизарова

Email: nshchudlo@mail.ru
клинико-экспериментальная лаборатория реконструктивновосстановительной микрохирургии и хирургии кисти 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6

Михаил Моисеевич Щудло

Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г. А. Илизарова

Email: m.m.sch@mail.ru
клинико-экспериментальная лаборатория реконструктивновосстановительной микрохирургии и хирургии кисти 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6

Андрей Александрович Еманов

Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г. А. Илизарова

клинико-экспериментальная лаборатория реконструктивновосстановительной микрохирургии и хирургии кисти 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6

Список литературы

Дополнительные файлы