CHANGES OF THE SUPERFICIAL PERONEAL NERVE IN RELATION TO THE FREQUENCY OF HIGH-FRACTIONAL AUTODISTRACTION IN ORTHOPEDIC LENGTHENING OF THE TIBIA IN DOGS WITH A DAILY RATE OF 3 MM

全文:

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.

作者简介

T. Varsegova

G. A. Ilizarov Russian Scientific Center for Restorative Traumatology and Orthopedics

Email: varstn@mail.ru
Clinical and Experimental Laboratory of Reconstructive and Restorative Microsurgery and Surgery of the Hand

N. Shchudlo

G. A. Ilizarov Russian Scientific Center for Restorative Traumatology and Orthopedics

Email: nshchudlo@mail.ru
Clinical and Experimental Laboratory of Reconstructive and Restorative Microsurgery and Surgery of the Hand

M. Shchudlo

G. A. Ilizarov Russian Scientific Center for Restorative Traumatology and Orthopedics

Email: m.m.sch@mail.ru
Clinical and Experimental Laboratory of Reconstructive and Restorative Microsurgery and Surgery of the Hand

A. Yemanov

G. A. Ilizarov Russian Scientific Center for Restorative Traumatology and Orthopedics

Clinical and Experimental Laboratory of Reconstructive and Restorative Microsurgery and Surgery of the Hand

参考

补充文件