Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по ветеринарии

Динамический морфо-сонографический контроль репаративной регенерации тканей в условиях хирургической травмы

Автореферат докторской диссертации по ветеринарии

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 |

 

Шакирова Фаина Владимировна

Динамический морфо-сонографический контроль репаративной регенерации тканей в условиях хирургической травмы

а Специальность 06.02.04 - ветеринарная хирургия

аа Специальность 06.02.01 - диагностика болезней и терапия животных, патология, онкология и морфология животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора ветеринарных наук

Москва - 2011

Работа выполнена на кафедре ветеринарной хирургии ФГОУ ВПО Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина

Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор, азаслуженный ветеринарный врач РФ

Тимофеев Сергей Владимирович

доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки аРФаа Слесаренко Наталья Анатольевна

Официальные оппоненты:

доктор ветеринарных наук, профессораа Семенов Борис Степанович

доктор ветеринарных наук, профессораа Анников Вячеслав Васильевич

доктор биологических наук, профессор аМатвейчук Игорь Васильевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Российский университет дружбы народов

Защита диссертации состоится л___ _________ 2011 г. в л___ часов на заседании диссертационного совета Д 220.042.02. при ФГОУ ВПО Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина (Россия, 109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23, телефон 3779383).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина (Россия, 109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23, телефон 3779383).

Автореферат разослан л__ ______ 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совет аСотникова Л. Ф.

Актуальность проблемы. Совершенствование классических и разработка новых методов, позволяющих прогнозировать такие важные процессы, как воспаление и регенерация, остаются актуальными и в настоящее время

(Антоньев А.А.,1975; Лаврищева Г.И.,1981; Ватников Ю.А.,2007), поскольку их течение, как известно, определяет исход многих, если не большинства заболеваний. Поэтому успехи в этой области в значительной степени могут способствовать прогрессу науки и практической ветеринарии. Проблема регуляции и прогнозирования воспаления является также важной социальной проблемой (Саранча С.Д.,1976; Золотов А.С., 2005; Адамян Р.Т.,2006).

Переломы костей, преимущественно конечностей, встречаются достаточно часто. При увеличении количества переломов повышаетсяа степень травматизации костной и окружающих тканей вследствие воздействия факторов, обладающих высокой скоростью и большим потенциалом физической силы. При таких условиях травмированный участок представляет собой сильный очаг раздражения, который, постоянно воздействуя на нервную систему, вызывает ее функциональное истощение и влечет за собой целый ряд расстройств местного и общего характераа (Осипиенко А.В.,1991; Петренко Р.А.,2001; Самошкин И.Б.,2008).

В настоящее время в ветеринарной практике при лечении повреждений опорно-двигательного аппарата в основном используют различные варианты чрескостного и накостного остеосинтеза. Преимуществом чрескостного внеочагового остеосинтеза является минимальная травматичность, точная репозицияа фрагментов кости, жесткая стабильная и управляемая их фиксация на любом этапе заживления, максимальное сохранение опорной и двигательной функции конечности.

Современные многочисленные лабораторные и клинические приемы позволяют судить о частных нарушениях процесса заживления ран, однако каждый из методов контроля имеет лишь ограниченное значение, и только совокупность примененных методик дает достаточно полную информацию о характере изменений в развитии раневого процесса. Это диктует необходимость поиска и разработки комплексного подхода к исследованию процессов репаративной регенерации тканей.

Одним из критериев оценки жизнедеятельности тканей является характер их васкуляризации, поэтому информация о ней необходима. аСонография - динамично развивающийся метод (Цурупа Д.И.,1976; Чуловская И.Г.,2005). Его достоинства заключаются в возможности применения в реальном масштабе времени (Догра В.,1999; Нелли Юджин,2007), полипозиционном сканировании зоны травмы и сравнение поврежденного сегмента с контралатеральным участкома (Домницкая Т.М.,1997; Wilson D.J.,1995). С помощью сонографии возможно получение информации о состоянии мягких тканей (Caruso G.,1997; Gallarbo E.A.,2001), а применение режимов цветового доплеровского картирования (ЦДК) и энергетической допплерографии (ЭД) позволяют определять топографию, состояние и параметры кровотока в магистральных и периферических сосудах (Rubin J.M.,1999; Meuwly J.Y.,2002).а

В отечественной и зарубежной литературе мы не нашли исчерпывающего ответа о состоянии микроциркуляции и информации о сосудах микроциркуляторного русла, являющихся определяющими в заживлении ушитых операционных ран. Большинство авторов указывает на роль сонографии в диагностике и динамики развития опухолей, в оценке состояния костей с острым и хроническим остеомиелитом (M.Schulte,1996). Имеются работы, указывающие на использование сонографии для анализа репаративного костеобразования при удлинении конечностей, а также характера репаративного процесса в зоне перелома, при патологиях суставов. Однако состояние микроциркуляции в зоне ушитой операционной раны в доступной нам литературе практически не освещено.

Проведенный анализ литературных данных о репарации костей в динамике свидетельствует о том, что методика ультразвукового сканирования мягких тканей в зоне ушитой операционной раны ранее не применялась, отсутствуют данные о критериях их визуализации, а также сосудах микроциркуляторного русла. Не исследованы возможности сонографии при динамическом контроле за репаративным процессом при заживлении ран.

Исходя из вышеизложенного, цель настоящего исследования - научно обосновать и разработать объективные диагностические морфо-сонографические критерии оценки посттравматического процесса у экспериментальных животных.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Установить морфологические корреляционные связи между изменениями в костной и мягких тканях зоны перелома в условиях чрескостного остеосинтеза.
2. Оценить влияние биомеханического фактора на процессы дифференцировки регенеративной мозоли.
3. Оценить возможности сонографического исследования для определения состояния регионарной гемодинамики в области лапаратомной раны, как объективного критерия течения репаративного процесса
4. Установить зависимость между морфологическими и сонографическими характеристиками состояния процессов регенерации в тканях в области ушитой операционной раны передней брюшной стенки.
5. Разработать методику сонографии в режиме цветового допплеровского картирования и энергетического допплеровского картирования для оценки прогноза течения репаративных процессов в тканях в области операционной раны у экспериментальных животных.
6. Экспериментально изучить влияние препарата Травматин и Травма гель на заживление мягких тканей и обосновать целесообразность их применения в послеоперационном периоде.

Научная новизна исследований.

?аа Определена корреляционная взаимосвязь между репаративной регенерацией мягких и костной тканей в зоне перелома в условиях чрескостного остеосинтеза.

?аа Установлены закономерности и прогностические критерии течения репаративного остеогенеза, основанные на цитоморфологических показателях кожной раны (рубца) топографически сопряженной с костной травмой.

?аа Показано, что разработанный способ внешней стержневой фиксации длинных трубчатых костей у плотоядных обеспечивает стабильную жесткую фиксацию - это позволяет добиться качественной репозиции фрагментов кости и активации процессов ангиогенного остеогенеза.

?аа Установлены возможности применения эхографии с использованием цветового и энергетического допплеровского картирования, позволяющей оценить микрогемоциркуляцию в регенерате для изучения динамики раневого процесса в раннем послеоперационном периоде.

?аа С учетом установленных клинико-морфологических параллелей разработана методика применения Травматина и Травма геля с целью оптимизации процесса регенерации тканей в области ушитой раны в ранний послеоперационный период.

Теоретическая и практическая значимость работы.

На основании комплексного методического подхода, включающего хирургические, клинико-морфологические, гематологические, биохимические, биомеханические, сонографические методы научно обоснованы положения о возможности прогнозирования репаративной регенерации тканей в области чрескостного остесинтеза. В результате морфологических исследований разработан алгоритм оценки состояния кожной раны (рубца) вне зоны перелома в целях контроля, прогнозирования и корректирования консолидации отломков при переломах длинных трубчатых костей. Изучены процессы репаративной регенерации, протекающие в области костной травмы и параоссальных мягких тканей и их корреляционные морфологические связи, определяющие направление регенераторного процесса.

Разработана методика ультразвукового исследования с применением допплерографии, являющейся высокоинформативной в профилактике послеоперационных осложнений. Выявленные морфосонографические корреляции являются базовыми при разработке методов коррекции послеоперационной терапии.

Связь исследований с научной программой.

Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательской работы в соответствии с планом НИР МВА и Б им. К.И. Скрябина.

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены на:

-аа ХIV Московском конгрессе по болезням мелких домашних животных (Москва, 2006 г.);

-аа Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам Агропромышленного комплекса, КГАВМ (г. Казань 2008г.);

-а ХVII Московском конгрессе по болезням мелких домашних животных (Москва, 2009 г.);

-а Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам Агропромышленного комплекса, КГАВМ (г. Казань 2009г.);

-а I Всероссийской межвузовской конференции по ветеринарной хирургии, МВА и Б (г. Москва, 2010г.);

-а 2-й специализированной конференции практикующих врачей (Домашний Zоопарк), Казань, 2010.

Основные положения, выносимые на защиту.

? Разработанные критерии визуального контроля структурного состояния и качества окружающих мягких тканей и костной мозоли позволяют объективно оценивать процесс консолидации отломков.

? Цитоморфологические показатели кожной раны в области перелома - прогностические критерии течения репаративного остеогенеза

? Сонографическое исследование в режиме серой шкалы и в режиме цветовой и энергетической допплерографии позволяет получить исчерпывающую информацию о состоянии мягких тканей.

? Сонографические данные, подтвержденные морфологическими исследованиями, являются объективными критериями в диагностике послеоперационных осложнений.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 200 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований (результаты исследований и их обсуждение), выводов, рекомендаций по практической реализации научных выводов, списка литературы, включающего 387 источника (315 отечественных и 72 зарубежных изданий). Диссертация иллюстрирована 86 рисунками и 6 таблицами.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы и методы исследований. Работа выполнена в 2005-2010 г.г. на кафедре ветеринарной хирургии ФГОУ ВПО Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина.

Настоящие исследования предприняты с целью выяснения вопроса о связи восстановительных процессов в коже, подкожной клетчатке и костной ткани в зоне перелома с клиническим течением раневого процесса.

Условия эксперимента соответствовали Хельсинской декларации (1997г.). Объектом исследования служили 50 половозрелых беспородных собак с экспериментально вызванными переломами костей голени. Животных подбирали по принципу аналогов с учетом массы тела и возраста (масса в среднем составляла 15-30 кг, возраст от 1 года до 3,5 лет.). Экспериментально моделировали костную травму - поперечный диафизарный перелом костей голени. Всем животным был проведен чрескостный остеосинтез стержневым аппаратом внешней фиксации.

Комплексный методический подход включал в себя клинические, гематологические, биохимические, рентгенографические, сонографические, морфологические, биомеханические исследования и статистический анализ полученных цифровых данных.

Морфологический состав крови и биохимические показатели сыворотки крови анализировали до операции, на 1-е, 7-е, 14-е, 21-е, 30-е, 45-е и 50-е сутки после операции. Для морфологических и биохимических исследований кровь брали из подкожной вены голени.

Морфологический состав крови (эритроциты и лейкоциты) и содержание гемоглобина изучали по общепринятым методикам. Определение концентрации кальция в сыворотке крови проводили фотометрическим методом с о-крезолфталеиннкомплекнсоном, общего белка биуретовым методами. Концентрацию фосфора определяли фотометрическим тестом, измерением в ультрафиолетовом диапазоне с использованием реагентов фирмы HUMAN (Германия). Концентрацию щелочной фосфатазы - реакцией Р-нитрофинилфосфата (PNPP). Все полученные данные подвергали вариационно-статистической обработке с применением ЭВМ и критерия Стьюдента.

Оперативные вмешательства проводили под потенцированным обезболиванием с соблюдениема правил асептики и антисептики. Всем собакам выполняли остеотомию большеберцовой кости с последующим остеосинтезом. Операцию осуществляли после внутримышечного введения 2 % раствора рометара (в дозе 0.15-0.2 мл на 1 кг массы тела животного) с местным применением инфильтрационной анестезии 0.5%-ным раствором новокаина. В качестве нейролептанальгезирующего средства использовали золетил.а Оперативный доступ выполняли с медиальной стороны голени в средней трети большеберцовой кости, проводя линейный разрез размером 5-6 см. Тупым способом и послойно выполняли доступ к кости, максимально щадя мягкие ткани. После тщательного гемостаза осуществляли полную поперечную остеотомию костей голени без смещения фрагментов, нарушая целостность a. nutritia.

Технику операции определяли с учетом локализации перелома, степени нарушения целостности кости и окружающих тканей, соматических признаков, возраста и общего состояния аживотных.

Рентгенографические исследования проводили с использованием аппарата Арман-1 на 1-е, 10-е, 20-е, 30-е, 40-45-е сутки после операции и после снятия аппарата. Рентгенографию выполняли в боковом положенииа в стандартных проекциях.

Реактивные морфологические преобразования в зоне перелома выявляли гистологическими методами исследования. В целях унифицирования данных выполняли клиновидный дефект в зоне перелома с последующим иссечениема мягких тканей единым слоем на 1, 5, 10, 20, 30 сутки после операции.

Полученный материал фиксировался в 10% нейтральном формалине и подвергали обработке по классическим методам. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином и по методу Ван Гизона, подвергали светооптическому изучению и морфометрии с использованием микроскопа Nikon. Исследования и микрофотосъемку подготовленного материала проводили на микроскопе Leica DMLS, фотографическая насадка Leica 60. Морфометрию изучаемых структур осуществлялиа по методике Г.Г. Автандилова (1990). Для сравнения числовых данных, представленных ав графиках, были проведены преобразования этих чисел к общему виду. Среднюю величину высчитывали путем сложения чисел и деления их на количество сроков. Путем деления данных, определяющих количество клеток на полученную величину, получалиа сравниваемые числа (Рокицкий П.Ф.,1967).

При помощи морфометрической сетки (Стефанов С.Б., 1974; Автандилов Г.Г., 1973) проводили измерение площадей, занимаемых структурами костной и мягких тканей в зоне перелома. При исследовании костной ткани учитывали площади травматического отека, гематомы, лейкоцитарно-некротических масс, грануляционной ткани, соединительной ткани и т.д. При изучении площади, принадлежащей структурам мягких тканей, обращали внимание на степень выраженности травматического отека, гематомы, грануляционной, соединительной, жировой и эпителиальной тканей. При оценке клеточного состава операционной раны - учитывали количество эритроцитов, нейтрофилов, макрофагов, фибробластов, площадей, занимаемых жировой клетчаткой и эпителием.

С целью выяснения вопроса о связи восстановительных процессов в коже с клиническим течением раневого процесса нами оценено в эксперименте влияние препарата Травматин на заживление линейных ран.

аВ эксперименте было использовано 50 кошек (возраст от 2 до 5 лет), разделенныха на две группы по 25 животных в каждой.

Животным 1-й группы в послеоперационный период в первые 5 суток на операционную рану накладывали салфетки, пропитанные 70 спиртом.

Животным 2-й группы в этот же срок на операционную рану наносили Травма гель и внутримышечно вводили Травматин в дозе 0,5мл. Оперативное вмешательство и иссечение мягких тканей проводили под общим потенцированным обезболиванием. Операционные раны наносили в области вентральной брюшной стенки по белой линии. Раны ушивали прерывисто-узловатыми швами длиной 5-6 см.

С целью экспериментального обоснования целесообразности применения данного препарата была изучена динамика репаративного процесса в мягких тканях через 12 часов и на 1, 3, 10, 20-е и 30 сутки после операции. С этой целью было предпринято экспериментальное моделирование раны. В послеоперационный период производили полнослойное удаление кожи, подкожной клетчатки и частично мышц. Ткани из зоны повреждения для проведения гистологического исследования иссекали поперечно по отношению к ране с таким расчетом, чтобы в дальнейшем при изготовлении гистологических срезов можноа было с обеих сторон провести их структурный анализ. Производили маркировку участков повреждения (апикальный, дистальный).

Полученный материал фиксировали в 10%-ном растворе формалина с последующей обработкой по стандартной методике.

Полученные парафиновые срезы толщиной 6-8 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону, пикросириусом красным.

Анализ общей морфологической картины осуществляли с использованием светового микроскопа (Jenamed - 2), поляризационного микроскопа "Polmyа A" (Польша) путем количественной оценки величины рефракции макромолекул.

Ультрасонографические исследования апроводили на ультразвуковом сканере ALOKAа SSD-3500 линейным датчиком 7.5 МГц в режиме серой шкалы, энергетического и цветового допплеровского картирования кровотока. Всего было проведеноа 26 исследований.

Для изучения регионарной гемодинамики в зоне репаративной регенерации применяли методику ультрасонографического исследования посредством цветовой и энергетической допплерографии. С этой целью было обследовано 12 животных, находящихся на различных сроках лечения (1 сутки, 3 суток после операции). В послеоперационный период 6 животным (контрольная группа) на операционную рану накладывали спиртово-высыхающую повязку, остальным 6 кошкам наносили Травма гель. Анализировали: состояние кожи и подкожной клетчатки, параметры периферической гемодинамики в зоне репаративной регенерации, а также изменения со стороны окружающих тканей, наличие отека и асептического воспаления. Сканирование проводили в реальном масштабе времени.

Во время исследования животным придавали спинное положение. Первоначально проводили общую сонографическую оценку поврежденной области. В режиме серой шкалы анализировали состояние мягких тканей вокруг шва и в зоне повреждения, определяли толщину передней брюшной стенки по ходу послеоперационной раны. С помощью цветового и энергетического допплеровского картирования проводили оценку ангиоархитектоники травмированной области: диаметр, протяженность, извитость периферических сосудов по ходу послеоперационного шва, а также интенсивность кровотокаа в мягких тканях передней брюшной стенки в качестве показателя восстановительного процесса.

Биомеханический метод был направлен на выяснение параметра степени жесткости использованной конструкции. С этой целью нами была модифицирована схема изгиба жестко защемленной с одного конца балки кругового сечения (рис. 1).

Рис.1. Расчетная схема нагружения стержня аппарата.

Величина смещения fконца жестко защемленной балки при действии на ее конеца нагрузки Р определяется по формуле:

f = (Р х l3) / (3 x Е х J),

где Р - нагрузка на конец балки, l - длина балки, Е - модуль упругости материала балки, J - момент инерции поперечного сечения балки.

При оперативном лечении переломов, в зависимости от массы тела животного, применяли стержни диаметром 4, 5 и 6 мм, изготовленные из титана марки ВТ-8. Если животное имело массу до 20 кг, то использовались стержни O 4-5 мм. При этом расстояние от места крепления стержня в аппарате до кости составляло 2,0-2,5 см. При массе животного 35-40 кг применяли стержни ?5-6 мм, расстояние от аппарата до кости при этом составляло 3,5-4,0 см.

Расчеты были проведены для стержней O 5 и 6 мм. В случае стержня O 5 мм исходные данные для расчета были следующие. Величина Р, то есть нагрузка на конец стержня аппарата составляла 20 : 4 = 5 кг. Расстояние l от точки крепления стержня в аппарате до кости - 2,5 см. Модуль упругости титана ВТ-8 Е = 1,33х10 кг/см?. Момент инерции круглого стержня J = 0,785xr = 0,0020 см. Подставив эти исходные значения в вышеприведенную формулу, было установлено, что величина смещения конца стержня аппарата будет равна 0,21 мм.

При использовании стержня O 6 мм исходные данные были следующие: Р = 40: 4 = 10 кг, l = 4,0 cм, J = 0,785xr~ = 0,0081 см~, Е = 1,33x10 кг/см?. При этих исходных данных величина смещения конца стержня составляла 0,25 мм.

Проведенные вычисления позволили сделать вывод о том, что конструкцию аппарата в рассматриваемом диапазоне нагрузок можно считать практически жесткой.

Рис.2. Аппарат в сборе.

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 |

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по ветеринарии