Экспериментальное моделирование комбинированного и последовательного применения чрескостного и интрамедуллярного блокируемого остеосинтеза

Обоснование. Внедрение методик комбинированного и последовательного применения чрескостного и интрамедуллярного блокированного остеосинтеза при удлинении конечностей требует экспериментального исследования особенностей дистракционного регенерата. Для мелких животных (в частности кроликов) необходимы специальные модели.

Цель. Разработать экспериментальные модели последовательного и комбинированного применения чрескостного и интрамедуллярного остеосинтеза при удлинении конечностей и обосновать их эффективность.

Методы. Сравнительное исследование проведено на 30 кроликах породы Советская шиншилла. В основных группах исследовали экспериментальные модели последовательного (ЭМ-1) и комбинированного (ЭМ-2) применения чрескостного и интрамедуллярного остеосинтеза с сохранением аппарата в периоде фиксации для имитации блокирования. Для сравнения моделировали последовательное (модель сравнения 1 – МС-1) и комбинированное (модель сравнения 2 – МС-2) применение чрескостного и интрамедуллярного остеосинтеза с демонтажем аппарата по окончании дистракции. Контролем был регенерат, сформированный по классическому методу Илизарова. Рентгенограммы выполняли в динамике, КТ- и морфологические исследования – по окончании периода фиксации.

Результаты. Отмечено, что в группах ЭМ-1 и МС-1 формировались однотипные по структуре регенераты, как и в группах ЭМ-2 и МС-2. При последовательных методиках преобладала веретенообразная форма регенерата, отмечено формирование выраженного периостального компонента. Мощные кортикальные пластинки, по данным морфологических исследований, формируются из периостальной и интермедиарной зон. При комбинированных методиках кортикальные пластинки формируются более тонкими и преимущественно из периостального компонента, форма регенерата ближе к веретенообразной. В группах сравнения суммарное время оперативных вмешательств было на 25–50 % больше, в 50 % случаев отмечена потеря длины или деформация регенерата.

Заключение. Разработанные модели последовательного и комбинированного применения чрескостного и интрамедуллярного остеосинтеза при удлинении конечностей с сохранением фиксации аппаратом для имитации блокирования зарекомендовали себя как надёжные с точки зрения фиксации и простые в применении на мелких лабораторных животных. 

1. Ерофеев С.А. Особенности репаративного остеогенеза и управление дистракционным остеогенезом при чрескостном остеосинтезе. В кн.: Основы чрескостного остеосинтеза. М.: БИНОМ; 2014; 1: 220-250.

2. Kusec V, Jelic M, Borovecki F, Kos J, Vukicevic S, Korzinek K. Distraction osteogenesis by Ilizarov and unilateral external fixators in a canine model. Int Orthop. 2003; 27(1): 47-52. doi: 10.1007/s00264-002-0391-z

3. Hvid I, Horn J., Huhnstock S, Steen H. The biology of bone lengthening. J Child Orthop. 2016; 10(6): 487-492. doi: 10.1007/s11832-016-0780-2

4. Pithioux M, Roseren F, Jalain C, Launay F, Charpiot P, Chabrand P, et al. An efficient and reproducible protocol for distraction osteogenesis in a rat model leading to a functional regenerated femur. J Vis Exp. 2017; (128): 56433. doi: 10.3791/56433

5. Aleksyniene R, Thomsen JS, Eckardt H, Bundgaard KG, Lind M, Hvid I. Parathyroid hormone PTH(1–34) increases the volume, mineral content, and mechanical properties of regenerated mineralizing tissue after distraction osteogenesis in rabbits. ActaOrthop. 2009; 80: 716-723. doi: 10.3109/17453670903350032

6. Lybrand K, Bragdon B, Gerstenfeld L. Overview of biological mechanisms and applications of three murine models of bone repair: closed fracture with intramedullary fixation, distraction osteogenesis, and marrow ablation by reaming. Curr Protoc Mouse Biol. 2015; 5(1): 21-34. doi: 10.1002/9780470942390.mo140166

7. Еманов А.А., Митрофанов А.И., Борзунов Д.Ю., Колчин С.Н. Экспериментально-клиническое обоснование комбинированного остеосинтеза при замещении дефектов длинных костей (предварительное сообщение). Травматология и ортопедия России. 2014; 1(71): 16-23. doi: 10.21823/2311-2905-2014-0-1-16-23

8. Brunner UH, Cordey J, Schweiberer L, Perren SM. Force required for bone segment transport in the treatment of large bone defects using medullary nail fixation. Clin Orthop Relat Res. 1994; (301): 147-155.

9. Caton J, Rubini J, Panisset JC, Fau D, Guichet JM, Arlot M, et al. L’allongement progressif des membres par clou mécanique centro-médullaire d’allongement: étude expérimentale chez le mouton. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2001; 87(3): 237-247.

10. Yamaguchi K, Fujita Y, Funayama A, Kanaji A, Susa M, Toyama Y, et al. Experimental assessment of a novel intramedullary nail for callus distraction by the segmental bone transport method. JOrthop Sci. 2014; 19(2): 323-331. doi: 10.1007/s00776-013-0516-9

11. Wendelburg KM, Lewis DD, Sereda CW, Reese DJ, Wheeler JL. Use of an interlocking nail-hybrid fixator construct for distal femoral deformity correction in three dogs. Vet Comp Orthop Traumatol. 2011; 24(3): 236-245. doi: 10.3415/VCOT-10-05-0076

12. Council Directive 86/609/EEC of 24 November 1986 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions of the Member States regarding the protection of animals used for experimental and other scientific purposes. Official Journal L. 1986; (358): 1-28.

13. National Research Council. Guide for the care and use of laboratory animals. Washington, DC: The National Academies Press; 1996.

14. Соломин Л.Н. Метод унифицированного обозначения чрескостного остеосинтеза. В кн.: Основы чрескостного остеосинтеза. М.: БИНОМ; 2014; 1: 45-55.

15. Попков Д.А., Ерофеев С.А., Чиркова А.М. Удлинение голени с использованием интрамедуллярного напряженного армирования (экспериментальное исследование). Гений ортопедии. 2005; (4): 81-91.

16. Щепкина Е.А., Лебедков И.В., Соломин Л.Н., Нетылько Г.И. Экспериментальное обоснование комбинированного и последовательного применения чрескостного и интрамедуллярного блокируемого остеосинтеза. Достижения Российской травматологии и ортопедии: Материалы ХI Всероссийского съезда травматологов-ортопедов. СПб.: Издательство ВВМ; 2018; I: 354-357.

17. Lin CC, Huang SC, Liu TK, Chapman MW. Limb lengthening over an intramedullary nail. An animal study and clinical report. Clin Orthop Relat Res. 1996; (330): 208-216. doi: 10.1097/00003086-199609000-00028

18. Степанов М.А., Кононович Н.А., Горбач Е.Н. Репаративная регенерация костной ткани при удлинении конечности методикой комбинированного дистракционного остеосинтеза. Гений ортопедии. 2010; (3): 89-94.

19. Щепкина Е.А., Соломин Л.Н., Нетылько Г.И., Лебедков И.В., Кулеш П.Н. Способ моделирования последовательного применения чрескостного и интрамедуллярного блокируемого остеосинтеза: Пат. 2593583 Рос. Федерация; МПК G09B (2006.01). Патентообладатель ФГБУ РНИИТО им. Р.Р. Вредена. № 2015129138/14; заявл. 16.07.2015; опубл. 10.08.2016. Бюл. № 22.