Экспериментальная модель нормотрофического ложного сустава большеберцовой кости кролика

Обоснование. Образование ложного сустава – одно из наиболее тяжёлых осложнений переломов костей, которое возникает в результате нарушения консолидации перелома, характеризуется неблагоприятным прогнозом, требует длительного лечения и повторных операций. Небольшое количество репрезентативных моделей ложного сустава затрудняют проведение доклинических исследований перспективных фармакологических субстанций, остеозамещающих материалов и хирургических методов лечения.
Цель исследования. Разработка и валидация экспериментальной модели нормотрофического ложного сустава большеберцовой кости кролика путём создания диастаза между фрагментами, нарушения местной васкуляризации и применения нестабильной фиксации.
Методы. Исследование проводилось на кроликах породы Советская шиншилла. Животные были разделены на две группы: экспериментальная – формирование ложного сустава большеберцовой кости; контрольная – выполнение простого поперечного перелома большеберцовой кости. Ложный сустав формировался путём сегментарной резекции (5 мм) средней трети большеберцовой кости, разведения костных отломков на 5 мм, удаления надкостницы и костного мозга на протяжении 5 мм с последующей ежедневной дестабилизацией перелома в аппарате внешней фиксации. Длительность эксперимента составила 6 недель. Рентгенография области перелома выполнялась еженедельно, мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) и гистологические исследования проводились в конце эксперимента.
Результаты. Выживаемость в эксперименте составила 100 %. По данным еженедельной рентгенографии, консолидация перелома наблюдалась только в контрольной группе и происходила в среднем на 22,8 ± 5,1 сутки, в то время как образование ложного сустава наблюдалось только в опытной группе, и рентгенологические признаки ложного сустава отмечены в среднем на 33,6 ± 3,5 сутки. Формирование ложного сустава к концу эксперимента подтверждено данными МСКТ и гистологическими исследованиями.
Выводы. Разработанная модель нормотрофического ложного сустава большеберцовой кости кролика может быть использована для тестирования в эксперименте различных факторов стимуляции репаративной регенерации и способов лечения ложного сустава.

1. Kurklu M, Yurttas Y, Kose O, Demiralp B, Yuksel HY, Komurcu M. Adjunctive hyperbaric oxygen therapy in the treatment of atrophic tibial nonunion with Ilizarov external fixator: A radiographic and scintigraphic study in rabbits. Acta Orthop Traumatol Turc. 2012; 46(2): 126-131. doi: 10.3944/AOTT.2012.2586

2. Kullmann L, Wouters HW. Model-experiment in congenital pseudarthrosis of the leg. Arch Orthop Unfallchir. 1972; 73(1): 55-65. doi: 10.1007/BF00419071

3. Гюльназарова С.В., Штин В.П. Лечение ложных суставов. Теория и практика метода дистракции. 1992.

4. Bhandari M, Tornetta P 3rd, Sprague S, Najibi S, Petrisor B, Griffith L, et al. Predictors of reoperation following operative management of fractures of the tibial shaft. J Orthop Trauma. 2003; 17(5): 353-361. doi: 10.1097/00005131-200305000-00006

5. Schemitsch EH, Bhandari M, Guyatt G, DW, Swiontkowski M, Tornetta P, et al. Prognostic factors for predicting outcomes after intramedullary nailing of the tibia. J Bone Joint Surg Am. 2012; 94(19): 1786-1793. doi: 10.2106/JBJS.J.01418

6. Mills LA, Aitken SA, Simpson A. The risk of non-union per fracture: current myths and revised figures from a population of over 4 million adults. Acta Orthop. 2017; 88(4): 434-439. doi: 10.1080/17453674.2017.1321351

7. Schmidhammer R, Zandieh S, Mittermayr R, Pelinka LE, Leixnering M, Hopf R, et al. Assessment of bone union/nonunion in an experimental model using microcomputed technology. J Trauma. 2006; 61(1): 199-205. doi: 10.1097/01.ta.0000195987.57939.7e

8. Calori GM, Mazza EL, Mazzola S, Colombo A, Giardina F, Romano F, et al. Non-unions. Clin Cases Miner Bone Metab. 2017; 14(2): 186-188. doi: 10.11138/ccmbm/2017.14.1.186

9. Барабаш А.П., Барабаш Ю.А. Ложные суставы. В: Миронов А.П., Котельников Г.П. (ред.). Ортопедия: национальное руководство; 2-е изд. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2013: 712-743.

10. Горидова Л.Д., Романенко К.К. Несращение плечевой кости (факторы риска). Ортопедия, травматология и протезирование. 2000; (3): 72-76.

11. Bezstarosti H, Metsemakers WJ, van Lieshout EMM, Voskamp LW, Kortram K, McNally MA, et al. Management of criticalsized bone defects in the treatment of fracture-related infection: A systematic review and pooled analysis. Arch Orthop Trauma Surg. 2021; 141(7): 1215-1230. doi: 10.1007/s00402-020-03525-0

12. Ekholm EC, Hietaniemi K, Maatta A, Vuorio E, Paavolainen P, Penttinen RP. Extended expression of cartilage components in experimental pseudoarthrosis. Connect Tissue Res. 1995; 31(3): 211-218. doi: 10.3109/03008209509010812

13. Лукин А.В. Ошибки и осложнения при оперативном лечении несращений костей. Вестник хирургии им. И.И. Грекова. 1991; (5): 127-129.

14. Hermansson L, Bodin L, Wranne L. Upper limb deficiencies in Swedish children – A comparison between a population-based and a clinic-based register. Early Hum Dev. 2001; 63(2): 131-144. doi: 10.1016/s0378-3782(01)00163-3

15. Wang JW, Weng LH. Treatment of distal femoral nonunion with internal fixation, cortical allograft struts, and autogenous bone-grafting. J Bone Joint Surg Am. 2003; 85(3): 436-440. doi: 10.2106/00004623-200303000-00006

16. Liao JC, Chen WJ, Niu CC, Chen LH. Effects of low-intensity pulsed ultrasound on spinal pseudarthrosis created by nicotine administration: A model of lumbar posterolateral pseudarthrosis in rabbits. J Ultrasound Med. 2015; 34(6): 1043-1050. doi: 10.7863/ultra.34.6.1043

17. Jager M, Wassenaar D, Busch A, Haversath M. Pseudarthroses. Orthopade. 2020; 49(6): 547-560. doi: 10.1007/s00132-020-03920-w

18. van Basten Batenburg M, Houben IB, Blokhuis TJ. The Non- Union Scoring System: An interobserver reliability study. Eur J Trauma Emerg Surg. 2019; 45(1): 13-19. doi: 10.1007/s00068-017-0796-4

19. Calori GM, Colombo M, Mazza EL, Mazzola S, Malagoli E, Marelli N, et al. Validation of the Non-Union Scoring System in 300 long bone non-unions. Injury. 2014; 45(Suppl 6): S93-S97. doi: 10.1016/j.injury.2014.10.030

20. Sen MK, Miclau T. Autologous iliac crest bone graft: Should it still be the gold standard for treating nonunions? Injury. 2007; 38(Suppl 1): S75-S80. doi: 10.1016/j.injury.2007.02.012

21. Campana V, Milano G, Pagano E, Barba M, Cicione C, Salonna G, et al. Bone substitutes in orthopaedic surgery: From basic science to clinical practice. J Mater Sci Mater Med. 2014; 25(10): 2445-2461. doi: 10.1007/s10856-014-5240-2

22. Ahlmann E, Patzakis M, Roidis N, Shepherd L, Holtom P. Comparison of anterior and posterior iliac crest bone grafts in terms of harvest-site morbidity and functional outcomes. J Bone Joint Surg Am. 2002; 84(5): 716-720. doi: 10.2106/00004623-200205000-00003

23. Rokn AR, Khodadoostan MA, Reza Rasouli Ghahroudi AA, Motahhary P, Kharrazi Fard MJ, Bruyn HD, et al. Bone formation with two types of grafting materials: A histologic and histomorphometric study. Open Dent J. 2011; 5: 96-104. doi: 10.2174/1874210601105010096

24. Chen J, Ashames A, Buabeid MA, Fahelelbom KM, Ijaz M, Murtaza G. Nanocomposites drug delivery systems for the healing of bone fractures. Int J Pharm. 2020; 585: 119477. doi: 10.1016/j.ijpharm.2020.119477

25. Ferreira ML, Silva PC, Pereira Lde P, Franco RS, Mello NB, Amaral AC, et al. Experimental model in rats for the development of pseudoarthrosis. Rev Col Bras Cir. 2009; 36(6): 514-518. doi: 10.1590/s0100-69912009000600010

26. Sasai H, Fujita D, Seto E, Denda Y, Imai Y, Okamoto K, et al. Outcome of limb fracture repair in rabbits: 139 cases (2007–2015). J Am Vet Med Assoc. 2018; 252(4): 457-463. doi: 10.2460/javma.252.4.457

27. Rich GA. Rabbit orthopedic surgery. Vet Clin North Am Exot Anim Pract. 2002; 5(1): 157-168,vii. doi: 10.1016/s1094-9194(03)00051-3

28. White AA 3rd, Panjabi MM, Southwick WO. The four biomechanical stages of fracture repair. J Bone Joint Surg Am. 1977; 59(2): 188-192.

29. Lipinsky PV, Sirotin IV, Skoroglyadov AV, Ivkov AV, Oettinger AP, Krynetskiy EE, et al. Effects of prostaglandin E1 on callus formation in rabbits. BMC Musculoskelet Disord. 2015; 16: 247. doi: 10.1186/s12891-015-0695-y

30. Gumerman LW, Fogel SR, Goodman MA, Hanley EN Jr, Kappakas GS, Rutkowski R, et al. Experimental fracture healing: evaluation using radionuclide bone imaging: concise communication. J Nucl Med. 1978; 19(12): 1320-1323.

31. Liu X, Lyon R, Meier HT, Thometz J, Haworth ST. Effect of lower-level laser therapy on rabbit tibial fracture. Photomed Laser Surg. 2007; 25(6): 487-494. doi: 10.1089/pho.2006.2075

32. Тарасова А.С., Луцай В.И., Матвеева М.В. Гистологическая оценка эффективности применения внутрикостных трофических блокад при экспериментальной остеотомии большеберцовой кости у кроликов. Вопросы нормативноправового регулирования в ветеринарии. 2020: (1): 198-200.

33. Ахтямов И.Ф., Шакирова Ф.В., Клюшкина Ю.А., Бакланова Д.А., Гатина Э.Б., Алиев Э.О. Анализ регенеративного процесса в области перелома большеберцовой кости (экспериментальное исследование). Травматология и ортопедия России. 2016; 22(1): 100-107.

34. Цяо Г., Тишков Н.В., Гольдберг О.А., Лепехова С.А., Гуманенко В.В., Тихонов Е.В. Способ моделирования ложного сустава при переломе костей голени и устройство для его осуществления: Патент № 2523622 Рос. Федерация; МПК G09B 23/28 (2006.01); A61B 17/56 (2006.01). № 2013113249/14; заявл. 25.03.2013; опубл. 20.07.2014. Бюл. № 20.