Ультраструктурные изменения костной ткани при огнестрельных ранениях и пути их коррекции
Диссертация - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие диссертации по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
руется почти полное исчезновение черепицеподобной укладки кристаллов апатита. Коллагеновые волокна лишаются апатитовых темплат, происходит обнажение нитей тропоколлагена и регистрируется расширение до 72-75 нм периодов главных и узких участков (в норме 65-67 нм) (рис. 24).
Рис. 23. АСМ интактной затылочной кости. Размер скана 2000 нм. Изображение поверхности минерализованных коллагеновых волокон с четко выраженной D-периодичностью (период 65-67 нм) и выступающими главными участками в виде ступенек высотой в пределах 100 нм
Рис. 24. АСМ в области входного пулевого отверстия затылочной кости. Размер скана 10 000 нм. Демонстрируется участок с неполной дезинтеграцией коллагеновых волокон. Стрелкой указано коллагеновое волокно с сохраненной D-периодичностью
При исследовании структуры коллагеновых волокон на протяжении обнаруживаются многочисленные очаги истончения и прореживания нанофибрилл, а также объёмные очаги дезинтеграции структур D-периодичности (рис. 25).
Рис. 25. АСМ затылочной кости. Размер скана 10 000 нм. Изображение структуры рельефа поверхности минерализованных коллагеновых волокон теменной кости в области пулевого входного отверстия. Демонстрируется участок полной дезинтеграции коллагеновых волокон
При этом в зоне огнестрельного перелома определяется замусоривание свободного пространства интерстиция костного матрикса обломками аморфизированной минеральной фазы и обрывками разрушенных коллагеновых волокон (рис. 26).
Рис. 26. АСМ затылочной кости. Размер скана 20 000 нм. Демонстрируется участок полной дезинтеграции коллагеновых волокон и замусоривание обломками аморфной фазы костного матрикса в области входного пулевого отверстия
При огнестрельных переломах регистрируется значительное увеличение адгезионных сил твердой фазы костного матрикса с 16,0 до 53,0 нН. В области же неструктурированной фазы костных образцов, анатомически соответствующей свободному пространству нанощелей, расположенных между коллагеновыми волокнами и нанокристаллами апатита, наблюдалось практически двукратное увеличение адгезионной силы (с 25,4 до 41,0 нН).
Полученные локальным микроинденсированием данные, свидетельствуют об увеличении толщины гидратной оболочки нанокристаллов гидроксиапатита и накоплении в расширенных порах компактного вещества более вязкой воды с повышенным уровнем сил межмолекулярного взаимодействия.
3.4 Изучение морфологии огнестрельных переломов методом рентген-структурного анализа
Анализ данных, полученных с помощью рентген-структурного анализа, показал, что для контрольных образцов костных тканей интактных костей, а также образцов, взятых из областей, отдаленных на 5-10 см от раневого канала, основной кристаллической фазой гидроксиапатита является его гексагональная модификация - Ca5(PO4)3(OH). Кроме того, в образцах присутствует моноклинная модификация апатита - Ca10(PO4)6(OH)2 в количестве 8 2 объемных процента и около 20 объемных процентов аморфной фазы.
В пробах взятых непосредственно вблизи входного и выходного отверстий раневого канала моноклинная модификация гидроксиапатита практически отсутствует и значительно возрастает доля аморфной фазы. По мере удаления от этой области возрастает количество моноклинной модификации и падает содержание фазы аморфной.
Указанные обстоятельства, и, прежде всего, аморфизация твердой фазы свидетельствуют о проявлении размерных эффектов нанообъектов, обусловленных, в данном случае, уменьшением диаметра нанокристаллов апатита.
3.5 Изучение морфологии огнестрельных переломов методом микротвердометрии
По данным микротвердометрии твердость наружной кортикальной пластинки теменной кости в норме колеблется в пределах 61,1 кг/мм2, губчатого вещества - 51,8 кг/мм2 и внутренней кортикальной пластинки - 51,6 кг/мм2. Указанные показатели свидетельствуют о том, что наружная кортикальная пластинка теменных костей в сравнении с подлежащими анатомическими слоями более хрупкая. При исследовании образцов теменной кости в области входного раневого канала обнаружено существенное снижение показателя микротвердости наружной кортикальной пластинки до 47,70,9кг/мм2 (в интактной кости - 61,11,6кг/мм2). При этом показатели микротвердости губчатого вещества и внутренней кортикальной пластинки сохраняются в пределах контрольных значений, составляя 51,0 кг/мм2 и 50,6 кг/мм2, соответственно.
По данным микротвердометрии зоны огнестрельного перелома диафизов длинных трубчатых костей регистрируется падение показателей во всех макроанатомических зонах (таблица 4). Так, в наружной кортикальной пластинке показатель снижается с 59,21,0 кг/мм2 в контроле - до 51,5 1,3 кг/мм2 в зоне, прилегающей к раневому каналу; в губчатом веществе, соответственно: с 61,21,2 кг/мм2 до 50,70,9 кг/мм2 и во внутренней кортикальной пластинке - с 67,11,0 кг/мм2 до 57,20,8 кг/мм2. В целом снижение показателей колеблется в пределах 20% во всех анатомических отделах трубчатой кости. На отдалении до 10 см также регистрируются тенденции снижения показателей твердости, но преимущественно в кортикальных пластинках. Так в наружной кортикальной пластинке показатель микротвердости снизился до 54,41,8 кг/мм2 (в контроле 59,21,0 кг/мм2), в губчатом веществе удерживался в пределах контрольных значений - 59,41,8 кг/мм2 (в контроле 61,21,2 кг/мм2). Более заметно изменение показателя микротвердости во внутренней кортикальной пла