Ультраструктурные изменения костной ткани при огнестрельных ранениях и пути их коррекции
Диссертация - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие диссертации по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
фтами уплотненного матрикса толщиной от 1 до 5-7 мкм (рис. 14).
Рис. 14. Структура поверхности гаверсового канала интактной большеберцовой кости барана
Мембраны костных канальцев со стороны просвета густо пронизаны множеством отверстий диаметром от 100 до 300-450 нм. Поверхность данных наноотверстий имеет сетчатую структуру и состоит из слабо минерализованных нитей коллагена, имеющих слабо выраженную минерализацию.
При этом отмечено, что основная часть данных нитей имеет строго упорядоченное расположение с формированием пространственных структур наподобие винтовой резьбы, имеющих шаг 15-20 нм. Описанные отверстия дают начало наноканалам, которые прогрессивно уменьшаясь в диаметре, направляются вглубь компактного вещества кости (рис. 15).
Рис. 15. Наноканальцы, уходящие вглубь костного матрикса в интактной большеберцовой кости барана
Как показывают данные электронно-микроскопических исследований образцов огнестрельных переломов диафизов трубчатых костей, ведущую роль в разрушении костного матрикса диафиза трубчатых костей играет кавернообразование.
При этом установлено, что данные каверны располагаются на поверхности раневого канала и в глубине компактного вещества и не имеют непосредственной анатомической связи с костными канальцами. На поверхности раневого канала каверны имеют вид лакун с разреженным дном и приподнятыми краями (рис 16).
Рис. 16. Лакуна с приподнятыми краями на поверхности раневого канала большеберцовой кости барана
На отдалении от раневого дефекта кости, в глубине компактного вещества, они имеют вид замкнутых полостей диаметром до 500 мкм, которые образуются путем роста и слияния расширенных пор (рис. 17).
Костный матрикс претерпевает эктазии своей нанопористой структуры с трансформацией нанопор в мезо- и микропоры, диаметрами от 100 нм и более 1500 нм, соответственно (рис. 18).
Рис. 17. Каверна с приподнятыми краями, расположенная в глубине компактного вещества области огнестрельного перелома большеберцовой кости барана
Рис. 18. Слияние микрополостей в крупную каверну в глубине компактного вещества области огнестрельного перелома большеберцовой кости барана
В коллагеновых волокнах, расположенных в очагах разрежения костного матрикса, утрачивается свойственное им чередование широких и узких участков. К обнаженным волокнам агрегируются форменные элементы крови (рис. 19).
Рис. 19. Микропористая трансформация костного матрикса большеберцовой кости барана в зоне огнестрельного перелома
Проведённый энергодисперсионный анализ выявил концентрирование в дне лакун кислорода - 2,4Ат% и железа - 1,9%Ат% (в контроле 0,6Ат% и 0,09Ат%, соответственно), которые выделяются из гемоглобина разрушенных эритроцитов, а также натрия - 1,754% и магния - 0,974% (в контроле 0,027 Ат% и 0,125 Ат%, соответственно). Причиной этого, по-видимому, является тканевой отек. На краях лакун и в области спайновых линий обнаружено повышение содержания кальция - 90,6Ат% (в контроле 79,3 Ат%) и снижение содержания фосфора до 0,3Ат%, (в контроле 19,6Ат%). Приведённые данные локального химического анализа явно показывают, что в периферических участках каверн происходит концентрирование вещества костного матрикса, что может быть обусловлено действием ударной волны. Логично предположить, что в данном случае края лакун являются зонами сжатия распространяющейся ударной волны. Микротрещины, склонные к росту и слиянию, являются наиболее важным структурным элементом деформации костного матрикса в краях лакун костного матрикса трубчатых костей.
3.3 Изучение морфологии огнестрельных переломов методом атомно-силовой микроскопии
Исследования, проведённые методом атомно-силовой микроскопии (АСМ), показали, что в норме в плоских костях толщина минерализованных коллагеновых волокон составляет около 100 нм, и имеется чёткая D-периодичность (рис. 20).
Рис. 20. АСМ интактной затылочной кости. Размер скана 2000 нм. Изображение минерализованных коллагеновых волокон с выраженной D-периодичностью (период 65-67 нм)
На поверхности волокон хорошо выявляются кристаллы гидроксиапатита, имеющие размер 20-25 нм, покрытые гидратной оболочкой и располагающиеся вокруг главных участков коллагена в виде черепицеподобных структур (рис. 21).
Рис. 21. АСМ интактной затылочной кости. Размер скана 10 000 нм. Изображение черепицеподобной укладки кристаллов апатита
Коллагеновые волокна в интактных трубчатых костях покрыты муфтами, образованными агрегированными кристаллами апатита и имеющими укладку в виде зерен. Данные апатитовые агрегаты определенным образом располагаются вокруг главных участков D-периодов коллагеновых волокон, придавая им вид сплюснутых с обеих сторон сфер (рис. 22).
Рис. 22. АСМ интактной трубчатой кости. Размер скана 15 000 нм. Изображение структуры рельефа поверхности минерализованных коллагеновых волокон с четко выраженной D-периодичностью (период 65-67 нм) и непропорционально широкими главными участками за счет отложения кристаллов апатита
В трубчатых костях протяженность апатитовых сфер, расположенных по длиннику коллагеновых волокон, достигает 175 нм, а диаметр 200-250 нм. Главные участки D-периодов выступают в виде ступенек высотой 25-50 нм (рис. 23).
При атомно-силовой микроскопии образцов костей, взятых непосредственно в зоне огнестрельных переломов, регистри