Клинико-морфологическое обоснование эффективности применения кафорсена при переломах трубчатых костей у животных

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность темы. Проблеме переломов трубчатых костей у животных в последние годы уделяется пристальное внимание. По мнению И.Б. Самошкина (2003), Д.А. Ротанова (2007) Ю.А. Ватникова, Т.Н. Панкратовой (2010), это связано с ежегодно возрастающим травматизмом среди мелких домашних животных и тяжестью костных травм.

К настоящему времени для повышения качества терапии травматологически больных животных К.П. Кирсановым (1999) В.В. Анниковым (2006), Ф.В. Шакировой (2011) и многими другими авторами разработаны различные устройства и аппараты для стабильной фиксации костных фрагментов. Однако зачастую только жесткой фиксации недостаточно для формирования костного регенерата. По мнению Ю.А. Ватникова (2003) это связано с тем, что нарушение целостности кости приводит к развитию травматической болезни. В связи с этим Г.Н. Берченко (2001), Е.А. Карелиной (2003), Т.В. Кузьминой (2004), В.В. Анниковым (2006), И.Ю. Гессе (2008), Н.В. Сахно (2009), Ю.А. Ватниковым (2009), М.Н. Афоничевой (2010) и др. авторами внедрены различные биологические и физические способы стимуляции образования костного регенерата при лечении травматологически больных пациентов.

М.А. Дерхо (2002) было экспериментально установлено, что перелому костей всегда сопутствует сдвиг концентрации таких стабильных электролитов, как кальций и фосфор. Это связано с тем, что компоненты минеральной фазы костной ткани динамически соответствуют тем же компонентам крови. К.С. Десятниченко (2000) и Л.Ю. Карпенко (2009) установили, что первую роль в механизме контроля над костеобразованием играют гормоны паращитовидной железы: кальцитонин и паратгормон.

В то же время из работ Н.М. Вавиловой (1994), С.С. Липницкого (1995), Р.Г. Кукеса (1999) известно, что Calcium carbonicum и Calcium phosphoricum в различных разведениях оказывают влияние на кальциевый обмен через нормализацию работы паращитовидной железы.

В связи с вышесказанным, нами проведено исследование морфофункционального состояния организма у экспериментально больных животных и клинико-биохимический и рентгенологический контроль состояния спонтанно травмированных кошек и собак с переломами трубчатых костей для объективного, научно обоснованного подхода к оптимизации репаративного остеогенеза путем ранней нормализации минерального обмена.

Целью исследований явилось обоснование терапевтической эффективности применения кафорсена при переломах трубчатых костей у мелких непродуктивных животных на основании клинико-рентгенологических, биохимических и морфологических исследований.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:

1. На основании клинико-рентгенологических и биомеханических данных обосновать эффективность применения кафорсена при переломах трубчатых костей у животных.

2. Выявить особенности гематологических и основных биохимических изменений крови при форсированном кафорсеном репаративном остеогенезе.

3. На основании морфологических исследований оценить влияние кафорсена на процессы остеорепарации.

4. С использованием программно-цифрового способа оценки рентгенограмм оценить качество формирования косной мозоли, на фоне индуцированного остеогенеза.

5. Методом «жесткого» ранжирования сравнить некоторые способы активизации репаративного остеогенеза.

6. Провести анализ лечения спонтанно травмированных собак и кошек с переломами различных сегментов трубчатых костей по разработанной схеме постоперационной терапии.

Научная новизна. Впервые:

- определены клинические, биомеханические и рентгенологические показатели травматологически больных животных, которые свидетельствуют о позитивном влиянии кафорсена;

- установлено, что кафорсен способствует ранней нормализации уровня общего, ионизированного кальция, неорганического фосфора и, как следствие, кальций-фосфорного отношения;

- доказано отсутствие гепато- и нефротоксичности кафорсена при парентеральном применении травматологически больным животным;

- доказано, на основании оценки оптической плотности костной ткани, что кафорсен способствует образованию костной мозоли с высокой степенью минерализации;

- разработаны критерии для объективной математической оценки способа оптимизации репаративного остеогенеза;

- установлено методом «жесткого» ранжирования, что применение кафорсена в качестве препарата, стимулирующего репаративный остеогенез, является оптимальным в сравнении с аллоплантом, ронколейкином и полиоксидонием.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные расширяют представление о клинико-морфологических изменениях в процессе репаративного остеогенеза, открывая новые возможности для научно-обоснованного подхода к применению способа постоперационной терапии, предусматривающего коррекцию минерального дисбаланса организма. Кроме того, они позволяют использовать как новые методы диагностики при оценке качества формирования костной мозоли (программно-цифровой способ оценки качества минерализации костной мозоли), так и методы сравнения различных способов оптимизации (метод «жесткого» ранжирования).

Результаты проведенных исследований были использованы при разработке инструкции по применению кафорсена.

Материалы диссертационной работы используются в практической работе ветеринарных врачей гг. Саратова, Энгельса, Пензы, Казани, а так же в учебном процессе на кафедре морфологии и патологии животных ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова», кафедре анатомии животных ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургская академия ветеринарной медицины», кафедре ветеринарной хирургии ФГОУ ВПО «Казанская государственная академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана». репаративный остеогенез гематологический кафорсен

Связь исследований с научной программой.

Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательской работы в соответствии с планом НИР СГАУ им. Н.И. Вавилова, регистрационный номер 2323-С от 11.11.2009 г.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на:

- ежегодной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава СГАУ им Н.И. Вавилова (Саратов, 2010-2011гг.);

- Международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения» (Саратов, 2010-2011гг.);

- XX научно-практической конференции «Актуальные вопросы гомеопатии. Место и возможности гомеопатического метода в практическом здравоохранении» (Санкт-Петербург, 2010);

- Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы ветеринарии и животноводства» (Самара, 2010);

- Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск, 2010);

- Международной научно-практической конференции «Молодость, талант, знания - ветеринарной медицине и животноводству» (Троицк, 2010);

- Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы животноводства, ветеринарной медицины, переработки сельскохозяйственной продукции и товароведения» (Воронеж, 2010);

- Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди аспирантов и молодых ученых по ПФО (Казань, 2010);

- Международной научно-практической конференции «Ветеринарная медицина - теория, практика, обучение» совета молодых ученых ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины» (Санкт-Петербург, 2010);

- седьмой Всероссийской дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России» (п. Персиановский Ростовской обл., 2010);

- конкурсе научных проектов молодых ученых ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» «Инновационная наука - молодой взгляд в будущее» (Саратов, 2011).

Публикации результатов исследования. По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа, 3 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Основные положения, выносимые на защиту.

Клинико-биохимические, визуально-диагностические и морфологические критерии остеопотенцирующего влияния кафорсена.

Оптимизация репаративного остеогенеза посредством кафорсена способствует сокращению сроков консолидации отломков кости за счет ранней нормализации минерального матрикса костной ткани.

«Жесткое» ранжирование - как объективный метод сравнения различных способов оптимизации репаративного остеогенеза.

1. Объект, материалы и методы исследования

Исследования проведены в период с 2009 по 2011 гг. на базе кафедры «Паразитология, эпизоотология и ветеринарно-санитарная экспертиза», а так же клинического стационара ФВМиБ СГАУ Н.И. Вавилова. Клинические наблюдения проводили на базе ВП ИП Анников.

Экспериментальной моделью явились кролики породы «Белый венский» в возрасте 6 месяцев в количестве 8 голов. Животные были подобраны по принципу аналогов и разделены на 2 группы по 4 головы в каждой. Кролики содержались в одинаковых условиях, на одинаковом рационе, согласно рекомендациям по кормлению лабораторных животных.

Для проведения опыта животным обеих групп под нейролептаналгезией был выполнен флексионный перелом костей голени в области средней трети диафиза по оригинальной методике и установлены аппараты внешней стержневой фиксации (В.В. Анников, 2006).

В постоперационный период животным обеих групп проводили превентивную антибиотикотерапию и санацию остеофиксаторов 3 % раствором перекиси водорода 1 раз в сутки до демонтажа аппарата. Животным опытной группы дополнительно внутримышечно вводили кафорсен по 1 мл 1 раз в сутки, начиная с первых суток после установки аппаратов внешней фиксации.

Для клинической апробации разработанной схемы постоперационного лечения были подобранны 32 спонтанно травмированных животных (12 кошек и 20 собак) различных пород и половозрастных групп. Всем животным был выполнен наружный чрескостный остеосинтез аппаратами внешней стержневой фиксации. А в постоперационный период в схему лечения, помимо стандартной терапии, включали кафорсен в дозе 1 мл на 10 кг массы тела.

В работе использованы клинический (n=40) , биомеханический (n=40), рентгенологический (n=40), гематологический (n=8), биохимический (n=40), программно-цифровой (n=8), «жесткого» ранжирования и статистический методы исследования.

Клинические исследования проводили по общепринятым методикам, биомеханические по методу И.Б. Самошкина (1989).

Рентгенологические исследования проводили в опыте на 1-е, 14-е и 30-е сутки, при лечении спонтанно заболевших животных - до операции, на 14-е, 30-е и 45-е сутки после операции. Исследование проводили в стандартных проекциях: сагиттальной и боковой на стационарном рентгенодиагностическом аппарате РУМ-20-М-1 при напряжении 44 кВ, силе тока 259 мА, экспозиции 0,6 с., на расстоянии до снимаемого объекта 65 см. Во время работы использовали рентгенологическую пленку Retina или Kodak, усиливающий экран Renex. Пленку проявляли стандартными, принятыми в рентгенологии методами (Шерстнев С.В., 2002).

Общий анализ крови проводили на гемо-анализаторе «Hemascreen», подсчет лейкограммы - по общепринятой методике (Винников Н.Т., 2003). Биохимические исследования сыворотки крови выполняли на автоматическом анализаторе «Stat Fax 3300».

Гистологические исследования проводили по стандартным методикам (Волкова О.В., 1982) на базе Саратовского НИИ травматологии и ортопедии, рентгенологические - в лаборатории лучевой диагностики Саратовского ГАУ.

Программно-цифровые исследования выполняли по методике В.В. Анникова и Т.С. Хапровой (2009). «Жесткое» ранжирование проводили по В.В. Сафронову (2009).

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программы Biometr на компьютере Intel Celeron.

2. Результаты собственных исследований

Клинико-рентгенологический и биомеханический мониторинг экспериментально травмированных животных проводили для контроля общего состояния животных и скорости формирования костной мозоли.

При клиническом исследовании отмечали, что общее состояние животных обеих групп восстановилось уже на вторые сутки после операции. Все кролики активно поедали корм и пили воду, передвигались по клетке. При осмотре места перелома отмечали гиперемию, отечность, незначительную геморрагическую экссудацию из-под остеофиксаторов. При пальпации этой области наблюдали болевую реакцию.

Через 5 суток после остеосинтеза общее состояние животных оставалось удовлетворительным. При локальном обследовании у кроликов опытной группы не наблюдали признаков воспаления мягких тканей, тогда как у животных контрольной группы сохранялась незначительная гиперемия, экссудация из-под остеофиксаторов, болевая реакция в ответ на пальпацию. Полная нормализация клинических признаков в контрольной группе наблюдалась лишь к 10 суткам эксперимента.

Оценка типа хромоты и степени вовлечения в стато-локомоторный акт поврежденной конечности была затруднена в связи с особенностями биомеханики кроликов. Однако удалось заметить, что животные обеих групп начали опираться на конечность уже со вторых суток, но при этом движения были скованными, кролики опирались на лапу с осторожностью. К 5 суткам в опытной и только к 10 в контрольной группах опороспособность оперированной конечности восстановилась полностью. К моменту окончания сроков фиксации отмечали отсутствие контрактур смежных суставов, ригидности мягких тканей в зоне интереса.

Рентгенографические исследования проводили на 1-е, 14-е и 30-е сутки эксперимента.

В 1 сутки рентгенография выполнялась для контроля фиксации отломков и правильности репозиции. У животных обеих групп на рентгенограммах отмечали поперечный перелом костей голени в области средней трети диафиза в состоянии после остеосинтеза. Репозиция отломков была правильная с допустимым диастазом, периостальная реакция отсутствовала.

К 14 суткам рентгенологически отмечали у кроликов обеих групп признаки формирования эндостальной мозоли: участки просветления в области губчатого вещества с разной степенью интенсивности. Однако у животных опытной группы отсутствовала воспалительная реакция со стороны периоста.

На 30 сутки на рентгенограммах кроликов опытной группы можно было наблюдать однородно сформированную и минерализованную костную мозоль. В связи с этим место перелома слабо визуализировалось. У животных же контрольной группы в преобладающем большинстве случаев отмечали отсутствие периостальной мозоли, которое проявлялось прерыванием кортикальной пластинки, эндостальная мозоль была слабо минерализована. У некоторых кроликов отмечали признаки вторичного остеопороза.

Таким образом, нами было отмечено, что кафорсен способствует ранней нормализации локальных клинических признаков, в частности, исчезновению признаков воспаления в области перелома: гиперемии, отечности, боли, что позволило животным опытной группы уже на 5 сутки полностью вовлекать травмированную конечность в стато-локомоторный акт. А полное восстановление рентгеноархитектоники к 30 суткам эксперимента указывает на более раннее формирование плотной однородной костной мозоли.

Изменения гематологических показателей травмированных животных на фоне кафорсена были незначительными. В обеих группах животных в первые трое суток в гематологических показателях происходили изменения, характерные для острого периода и катаболической фазы периода развернутой картины травматической болезни. А именно существенно снизились общее количество эритроцитов (3,72±0,36Ч1012/л в опытной и 3,65±0,21Ч1012/л в контрольной группе), гематокрит (23,5±1,86 % в опытной, 21,28±1,08 % в контрольной группе), уровень гемоглобина (84,5±4,9 г/л в опытной, 80,3±4,6 г/л в контрольной группе). К 14 суткам эксперимента прослеживалась явная положительная динамика в группе опыта. В частности, восстановилось количество эритроцитов (4,18±0,35 в опытной группе, против 3,96±014 в контрольной), существенно увеличился гематокрит (25,78±2,8 % в опытной группе, против 22,25±1,68 % в контрольной) и уровень гемоглобина (93,5±4,9 г/л в опытной группе, против 88,5±8,0 в контрольной). Все это указывает на завершение процессов, характерных для ранней анаболической фазы периода развернутой картины травматической болезни. На 30 сутки все показатели красной крови в опытной группе соответствовали нормальным. Количество эритроцитов повысилось в сравнении с исходными значениями (5,96±0,81Ч1012/л), полностью восстановился уровень гемоглобина (120,5±10,2 г/л), а гематокрит находился на нижней границе нормы (33,68±3,53 %). В тоже время в контрольной группе уровень последнего был существенно ниже нормы (28,2±3,51 %), а уровень гемоглобина и количество эритроцитов достигли лишь нижнего предела нормы (гемоглобин - 109,3±9,12, общее количество эритроцитов - 4,43±0,55Ч1012/л) (Диагр. 1, 2, 3). Все вышесказанное, на наш взгляд, позволяет судить не только об отсутствии угнетения эритропоэза на фоне применения кафорсена, но и о некотором положительном влиянии на систему красной крови.



Рис. 1. Динамика содержания эритроцитов в крови животных на фоне применения кафорсена

Рис. 2. Динамика гематокритной величины на фоне применения кафорсена

Рис. 3 Динамика содержания гемоглобина в крови животных на фоне применения кафорсена

При анализе динамики общего количества лейкоцитов крови кроликов нами было отмечено, что на протяжении всего эксперимента данный показатель колебался в пределах нормы. На третьи сутки после остеосинтеза количество лейкоцитов увеличилось в обеих группа (7,43±1,42Ч109/л в опытной, 6,8±0,43Ч109/л в контрольной группе), а к 14 суткам наблюдали тенденцию к их снижению как в опытной (6,4±1,0Ч109/л), так и в контрольной группах (6,68±1,18Ч109/л). Однако следует отметить, что на фоне кафорсена скорость снижения данного показателя была выше. К 30 суткам количество лейкоцитов в обеих группа незначительно превышало данный показатель до операции.

При анализе лейкограммы существенных изменений, связанных с введением кафорсена на протяжении 30 суток отмечено не было. Наблюдался лишь незначительный сдвиг нейтрофильного ядра влево в обеих группах в течение всего периода эксперимента, что возможно связано с реакцией организма на остеофиксаторы.

Изменение биохимических показателей крови травмированных животных на фоне кафорсена.

Для биохимического мониторинга репаративного остеогенеза определяли динамику таких показателей как общий и ионизированный кальций, неорганический фосфор и щелочная фосфатаза, а так же кальций-фосфорное отношение (таб. 1).

Из данных таблицы 1 видно, что перелом вызывал стандартную ответную реакцию организма, которая помимо клинического и гематологического проявления, характеризовалась определенными биохимическими изменениями в крови.

Таблица 1 - Динамика основных биохимических маркеров репаративного остеогенеза на фоне применения кафорсена (n=4; M±m; * - р ? 0,05; ** - р ? 0,01; *** - р ? 0,001)

Показатели	Норма	Опытная группа (М±m)	Контрольная группа (М±m)
		До начала опыта	3 сутки	14 сутки	30 сутки	До начала опыта	3 сутки	14 сутки	30 сутки
Общий кальций, ммоль/л	2,12-2,68	2,95± 0,1 ***	3,1± 0,2*	2,3± 0,6 ***	2,4± 1,0**	2,3± 0,05	3,6± 0,1	2,8± 0,4	2,7± 0,3
Неорганический фосфор, ммоль/л	0,81-1,13	2,6±0,1	2,7± 0,2	1,8± 0,9 *	1,2± 0,9**	2,8± 0,7	2,5± 0,6	2,1± 1,5	1,6± 1,7
Ионизированный кальций, ммоль/л	1,52-1,62	1,54± 0,12*	1,90± 0,08*	1,48± 0,06 ***	1,56± 0,10*	1,12± 0,06	2,02±0,12	1,73±0,07	1,71±0,15
Ca:P	2:1	1,1:1	1,1:1	1,2:1	2:1	0,8:1	1,44:1	1,3:1	1,6:1
Щелочная фосфатаза, U/L	100-700	476,6± 1,3	933,3 ±3,6*	857,9± 3,1*	734,6± 1,7***	503,9 ±2,13	1071,5 ±4,6	987,2 ±3,2	802,8 ±2,8

В частности, отмечали повышение уровня щелочной фосфатазы, общего и ионизированного кальция и неорганического фосфора. Однако в дальнейшем изменения в биохимической картине крови были связаны, очевидно, со способом лечения.

Ранняя нормализация уровня общего кальция и фосфора (общий кальций через 14 суток 2,3±0,6 ммоль/л в опытной группе против 2,8±0,4 ммоль/л во контрольной, фосфор через 14 суток соответственно 1,8±0,9 ммоль/л против 2,1±1,5 ммоль/л в контрольной) в первой группе могла быть обусловлена действием гормонов паращитовидной железы, на которую оказали влияние Calcium carbonicum и Calcium phosphoricum, входящие в состав кафорсена. Кроме того, кремний, очевидно, способствовал активизации фибро- и остеобластов.

Из табл. 1 видно, что уровень щелочной фосфатазы на протяжении всего эксперимента находился на высоком уровне, что указывает на высокую активность остеобластов. Даже к 30 суткам эксперимента уровень данного показателя оставался высоким, поскольку формирование костного регенерата продолжалось, а остеобласты по-прежнему были активны.

Уровень билирубина, ферментов печени (аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), г-глютаминтрансферазы (ГГТ), холестерола определяли для контроля токсичности данного препарата путем оценки холестатического, цитолитического, воспалительного синдромов печени. Согласно полученным данным, динамика этих показателей в обеих группах существенно не различалась. Через сутки после операции (трое суток после экспериментальной остеоклазии) отмечалось лишь значительное повышение уровня АЛТ (88,1±1,6 U/L в опытной и 85,1±1,9 U/L в контрольной группах) при нормальном значении АСТ, что свидетельствует о незначительном поражении мембран гепатоцитов. Повышение уровня АЛТ связано, очевидно, с токсическим влиянием продуктов распада, образующихся в результате перелома, а так же повреждением мышечной ткани, так же содержащей данный фермент. Коэффициент де Ритиса на третьи сутки после экспериментальной остеоклазии был ниже нормы, что так же указывает на наличие воспалительной реакции со стороны печени. Однако одновременно понижение данного показателя свидетельствует об отсутствии тяжелого токсического поражения печени и массивного некроза гепатоцитов. В ходе дальнейшего лечения уровень обсуждаемых показателей в обеих группа изменялся одинаково. Данная динамика позволяет судить об отсутствии токсичности кафорсена. Полная нормализация показателей работы печени в обеих группах произошла к 30 суткам эксперимента.

Уровень креатинина и мочевины колебался в пределах референтных величин (креатинин: 50,3±1,4 мкмоль/л в первые сутки и 43,7±0,9 мкмоль/л через месяц, мочевина: 5,6±0,28 ммоль/л до операции и 6,2±0,44 ммоль/л к 30 суткам опыта).

Данная динамика биохимических показателей работы печени и почек может свидетельствовать об отсутствии гепато- и нефротоксичности кафорсена.

Таким образом, кафорсен в короткие сроки нормализует уровень кальция и фосфора в организме, что способствует ранней минерализации костного регенерата.

Динамика оптической плотности костного регенерата экспериментально травмированных животных.

Программно-цифровой метод оценки рентгенограмм позволяет объективно оценить качество минерализации костной ткани (Анников В.В., Хапрова Т.С., 2009).

Для расчета степени минерализации и коэффициента окостенения кортикального слоя, губчатого вещества и зоны роста мы определяли оптическую плотность данных участков, а так же мягких тканей в непосредственной близости с ними в области формирования костной мозоли и на 2 см выше нее. За нулевую точку отсчета нами были взяты рентгенограммы большой берцовой кости кроликов, выполненные на первые сутки после остеоклазии.

Таблица 2 - Степень минерализации костной ткани в зоне перелома большой берцовой кости кроликов (n=4)

Сроки исследования	Кортикальный слой	Губчатое вещество
	опыт	контроль	опыт	контроль
14 суток	0,63	0,56	0,97	0,79
30 суток	1,62	0,72	1,60	0,49

Из таблицы 2 видно, что степень минерализации костной ткани в зоне дефекта в опытной группе уже на 14 сутки была выше, чем в контрольной (0,63 в опытной против 0,56 в контрольной в кортикальном слое и соответственно 0,97 и 0,79 в губчатом веществе). Это свидетельствует о более высокой плотности костной мозоли, что связано, на наш взгляд, с отложением большего количества минеральных солей в зоне дефекта. На 30 сутки степень минерализации костной ткани в опытной группе продолжала повышаться синхронно как в кортикальном слое (1,60), так и в губчатом веществе (1,62). В то время как в контрольной группе мы наблюдали снижение степени минерализации в губчатом веществе (0,49 на 30 сутки против 0,79 на 14 сутки), что говорит о незавершенности остеорепарации в зоне дефекта, переносе солей кальция и фосфора в условиях их дефицита из губчатого вещества в кортикальный слой.

Таблица 3 - Степень минерализации и коэффициент окостенения большой берцовой кости кроликов в процессе репаративного остеогенеза (n=4)

Сроки исследования	Коэффициент минерализации различных зон	Коэффициент окостенения
	Зона роста	Кортикальный слой	Губчатое вещество
	опыт	контр	опыт	контр	опыт	контр	опыт	контр
14 суток	0,70	0,24	0,58	0,87	1,12	1,02	0,80	0,71
30 суток	0,49	0,11	1,13	0,80	1,67	0,60	1,10	0,50

Коэффициент окостенения большой берцовой кости (таб. 3) на фоне процесса репаративного остеогенеза в опытной группе был выше, чем в контрольной (0,80 в опытной и 0,71 в контрольной на 14 сутки; 1,10 и 0,50 соответственно на 30 сутки) и к 30 суткам превысил значение коэффициента окостенения данной кости до операции в 1,10 раза, что может свидетельствовать о позитивном влиянии кафорсена на минерализацию костной ткани в целом. Одновременно в контрольной группе мы наблюдали резкое снижение как степени минерализации во всех отделах кости, так и коэффициента окостенения. Это говорит о развитии процесса остеопороза на фоне снижения компенсаторных механизмов организма.

Таким образом, кафорсен способствует не только формированию высокоминерализованной костной мозоли, но и минерализации костяка в целом, предупреждая развитие вторичного остеопороза.

Гистологические изменения в зоне остеоклазии экспериментальных животных на фоне применения кафорсена.

В процессе репаративного остеогенеза происходит поэтапное восстановление костного регенерата согласно стадийно-зональной концепции (Корж А.А., Е.Я.. 1972, Слесаренко Н.А., 2008). Каждый этап данного процесса характеризуется определенными морфологическими изменениями, свойственными только ему.

При морфологическом исследовании голени кроликов через 30 суток после установки аппаратов внешней стержневой фиксации были получены следующие результаты.

На макропрепаратах голени кроликов различных групп существенной разницы выявлено не было. Мышцы над местом перелома были без видимых изменений, гладкие, эластичные, блестящие, красного цвета, снаружи покрыты фасцией. Большая берцовая кость кроликов опытной группы макроскопически представляла собой ровную однородную структуру, без видимых нарушений целостности. В то время как у животных контрольной группы на данной кости отмечали неоднородное утолщение в месте формирования костного регенерата, место перелома хорошо визуализировалось, поскольку отмечалось прерывание кортикальной пластинки.

При гистологическом исследовании костной ткани животных опытной группы костные структуры регенерата выглядели сравнительно зрелыми. Восстановленные ткани отличались от прилегающей материнской костной ткани неправильной ориентацией костных балок. Отмечали участки эндхондрального костеобразования, представленные формирующимися остеоидами с большим количеством остеобластов на поверхности, окруженными участками фиброзирования, формирующимися гаверсовыми каналами, что указывает, на наш взгляд, на формировании вторичного регенерата. При этом не обнаруживались остеоциты, что говорит о завершении процесса разрушения. Пери- и эндостальная мозоль была сформирована из сети костных балок со зрелыми костными структурами и действующими гаверсовыми каналами, о чем свидетельствует синее окрашивание эндотелия последних. В этих участках кровоснабжение было восстановлено, на что указывают расширенные сосудистые каналы с кровенаполненными сосудами. Кроме того, просматривались участки волокнистой хрящевой ткани, переходящей в фиброзную. Встречались элементы сохраненного костного мозга.

В тоже время в группе контроля при гистологическом исследовании костного регенерата отмечали стадию формирования первичного регенерата, который был представлен в основном грануляционной тканью, местами реактивной с большим количеством лимфоцитов, что может указывать на реактивное воспаление, а так же участками волокнистой хрящевой ткани. В отдельных случаях отмечали участки остеогенеза. Остеокласты не были обнаружены, что так же указывает на завершение процессов разрушения. Из чего следует, что консолидация отломков происходила на основе объемной костно-фиброзно-хрящевой мозоли.

Таким образом, морфологические исследования подтвердили, что кафорсен обладает остеопотенцирующим действием и способствует сокращению сроков формирования костного регенерата, а, следовательно, и периода фиксации отломков.

Система критериев оценки качества заживления переломов и сравнительная оценка некоторых способов оптимизации репаративного остеогенеза.

За последние годы оптимизации репаративного остеогенеза уделяется пристальное внимание. Регулярно предлагаются новые способы и препараты, способствующие сокращению сроков консолидации отломков. Все они ориентированы на разные стороны травматической болезни, что затрудняет сравнение способов между собой.

Предложенный Сафроновым В.В. (2009) способ статистического сравнения различных систем по определенным критериям методом «жесткого» ранжирования, позволяет объективно математически оценить системы и выбрать оптимальную. Метод является универсальным и может использоваться как при оценке технических, так и биологических систем. Необходимо лишь подобрать нужные и объективные критерии.

Для сравнения нами были выбраны препараты аллоплант (S4) (Анников В.В., 2006), ронколейкин (S2), полиоксидоний (S3) (Гессе И.Ю., 2008), кафорсен (S1). Сравнение так же проводили с результатами лечения травматологически больных животных без дополнительной стимуляции репаративного остеогенеза (S5). Для исследования необходимо было разработать систему критериев, по которой возможно объективно и легко оценить процесс сращения отломков. При этом мы руководствовались простотой выполнения, доступностью, объективностью методов оценки процесса. В результате мы остановились на следующих критериях: срок нормализации клинических признаков; восстановления опороспособности конечности (f1 (Sб)); нормализации гематологических показателей (f2 (Sб)); формирования однородной костной мозоли по рентгенографическим данным (f3 (Sб)); нормализации кальций-фосфорного обмена (f4 (Sб)); стоимость препарата (из расчета на 10 кг веса животного на полный курс лечения) (f5 (Sб)); степень трудоемкости метода оптимизации (1 очень высокая; 2 высокая; 3 средняя; 4 низкая; 5 очень низкая) (f6 (Sб)); количество случаев повторных переломов и псевдоартрозов (f7 (Sб)); вероятность осложнений и побочного эффекта от применения препарата (1 очень высокая; 2 высокая; 3 средняя; 4 низкая; 5 очень низкая) (f8 (Sб)).

Характеристика выбранных систем по критериям приведена в таблице 4.

Таблица 4 - Оценка систем по критериям

Критерии	Системы
	S1*	S2**	S3**	S4***	S5*
f1 (Sб)	5 суток	5 суток	14 суток	10 суток	20 суток
f2 (Sб)	5 суток	14 суток	14 суток	10 суток	14 суток
f3(Sб)	14 суток	10 суток	10 суток	10 суток	20 суток
f4(Sб)	30 суток	30 суток	35 суток	30 суток	45 суток
f5(Sб)	14 суток	20 суток	30 суток	30 суток	30 суток
f6(Sб)	128,0 руб.	640,0 руб.	1080,0 руб.	3000,0 руб.	0,0 руб.
f7(Sб)	4	4	4	3	5
f8(Sб)	1	0	0	0	3
f9(Sб)	5	4	4	3	5

* - результаты собственных исследований;

** - сведения представлены по данным Гессе И.Ю.;

*** - сведения представлены по данным Анникова В.В.

Согласно методу «жесткого» ранжирования, предварительно провели нормализацию критериев и определили коэффициент важности методом приписывания баллов.

В результате проведенных расчетов был построен следующий картеж Парето: Р={S5, S1, S2, S4}, система S3 оказалась не эффективной.

Согласно расчетам, в практической травматологии необходимо выбрать вариант, когда дополнительной стимуляции репаративного остеогенеза не проводится. Это связано с тем, что данная система существенно превосходит остальные своей дешевизной (0,00 руб.). Однако, опыт ветеринарной травматологии свидетельствует о том, что подобная система во многих случаях не состоятельна (несовершенный костный биокомпозит, тяжелые авто- и кататравмы)

Проводя же сравнение лекарственных средств для оптимизации репаративного остеогенеза, мы установили, что система S1 (кафорсен) наиболее эффективна и может быть рекомендована в практику ветеринарной травматологии мелких непродуктивных животных.

Результаты лечения спонтанно заболевших животных.

Заключительным этапом исследования явилась клиническая апробация предлагаемого метода оптимизации репаративного остеогенеза.

За период с мая 2010 г. по май 2011 г. проведено лечение 32 спонтанно травмированных животных, из которых 12 (37,5%) кошек и 20 (62,5%) собак различных пород и половозрастных групп.

Животным был выполнен наружный чрескостный остеосинтез аппаратами внешней стержневой фиксации (Анникова В.В., 2006).

В постоперационный период всем животным помимо превентивной антибиотикотерапии, назначения обезболивающих средств и ежедневной наружной обработки установленного аппарата, в схему лечения включали кафорсен в дозе 1 мл/10 кг массы тела подкожно или внутримышечно 1 раз в сутки в течение 10 дней.

При клиническом обследовании всех животных нами было отмечено, что признаки воспаления мягких тканей в зоне перелома полностью отсутствовали к 10 суткам после остеосинтеза. У большинства животных к этому времени либо не наблюдалось хромоты, либо сохранялась хромота опирающегося типа в зависимости от характера перелома. К моменту демонтажа аппарата хромота, как правило, полностью отсутствовала. Период фиксации в среднем составил 25 суток.

Решение о демонтаже аппарата принимали по данным рентгенографического исследования. На рентгенограммах всех животных к этому сроку отмечали однородно сформированную костную мозоль без признаков периостальной реакции, место перелома чаще не визуализировалось.

По данным биохимических исследований отмечали, что к 14 суткам после остеосинтеза полностью нормализовалось кальций-фосфорное отношение у всех животных, уровень общего и ионизированного кальция, неорганического фосфора. При этом показатели щелочной фосфатазы оставались высокими, что свидетельствует об активности остеобластов.

Ошибки и осложнения при лечении спонтанно травмированных животных.

Соблюдение принципов выполнения внешней фиксации аппаратами стержневого типа с учетом «безопасных коридоров» позволило избежать большого количества осложнений при проведении операции. Однако с незначительным количеством проблем пришлось столкнуться.

В ранний постоперационный период (1-3 суток) в одном случае столкнулись с таким общехирургическим осложнением, как кровотечение из-под остеофиксаторов. Это, по всей вероятности, было связано с травматизацией мелких сосудов как вследствие оскольчатого перелома, так и проведения открытой репозиции отломков.

У одного животного к 7 суткам после операции наблюдалось нагноение швов и мягких тканей в области введения остеофиксаторов, которое развилось по причине некачественной санации данных участков.

Кроме того, в одном случае из 32-х мы столкнулись с проблемой психоза у животного вследствие проведения хирургической операции. Животное держало оперированную конечность навису и постоянно пыталось лизать и кусать аппарат.

Все вышеуказанные осложнения носили субъективный характер и существенно не повлияли на качество лечения. Соблюдение основных принципов внешнего стержневого остеосинтеза и выполнение всех постоперационных назначений позволило избежать большого количества проблем, которые могут возникнуть после остеосинтеза.

Осложнений, связанных с введение кафорсена нами не наблюдалось.

Таким образом, исследования, проведенные у спонтанно травмированных животных, подтвердили данные, полученные в эксперименте: кафорсен в ранние сроки нормализует уровень кальция и фосфора в организме травматологически больных животных, чем способствует сокращению сроков фиксации отломков в среднем на 5 суток в зависимости от типа перелома и качества костного биокомпозита на момент перелома.

Заключение

Проведенные биохимические исследования показали, что кафорсен способствует ранней нормализации уровня кальция и фосфора в организме животных. За счет этого удается сократить сроки формирования плотной костной мозоли, что подтверждается клиническими, биомеханическими, рентгенологическими и светооптическими методами исследования.

Кроме того, при проведении гистологических исследований определено, что препарат оказывает остеопотенцирующий эффект, поскольку к 30-м суткам после начала эксперимента костный регенерат группы кроликов, где применяли кафорсен, находился на стадии формирования вторичного регенерата, в основном был представлен губчатой костной тканью с участками формирующихся остеоидов и большим количеством остеобластов на поверхности.

При этом данный препарат не оказывает угнетающего действия на как на эритро-, так и на лейкопоэз, поскольку, согласно полученным данным, динамика таких показателей как общее количество эритроцитов, гемоглобин, гематокрит, общее количество лейкоцитов совпадала у кроликов обеих групп и соответствовала стадиям развития травматической болезни. Кроме того, к 14 суткам эксперимента у животных опытной группы в отличие от контрольной наблюдали более высокую скорость повышения уровня показателей красной крови (количество эритроцитов, гемоглобин), которая сохранилась и к концу эксперимента, что позволило полностью восстановить данные показатели до референтных значений. В лейкограмме кроликов обеих групп на протяжении всего срока существенных изменений не наблюдалось, все показатели находились в пределах физиологической нормы.

При исследовании основных биохимических показателей крови кроликов, являющихся маркерами работы печени и почек (АЛТ, АСТ, билирубин, холестерин, ГГТ, креатинин и мочевина) на фоне применения кафорсена было установлено, что данный препарат не обладает гепато- и нефротоксичностью.

Для объективного сравнения оптимизации репаративного остеогенеза посредством кафорсена с другими предлагаемыми способами был использован метод «жесткого» ранжирования. Были определены следующие критерии для сравнения: срок нормализации клинических признаков, срок восстановления опороспособности конечности, срок нормализации гематологических показателей, срок формирования однородной костной мозоли по рентгенографическим данным, срок нормализации кальций-фосфорного обмена, стоимость препарата (из расчета на 10 кг веса животного на полный курс лечения), степень трудоемкости метода оптимизации (очень высокая, высокая, средняя, низкая, очень низкая), количество случаев повторных переломов и псевдоартрозов, вероятность осложнений и побочного эффекта от применения препарата (очень высокая, высокая, средняя, низкая, очень низкая). При сравнении по данным критериям таких препаратов, рекомендуемых для оптимизации остеогенеза, как кафорсен, ронколейкин, полиоксидоний и аллоплант, установили, что первый является наиболее оптимальным, поскольку способствует ранней нормализации основных клинических, рентгенологических и биохимических показателей, не дает побочных эффектов и обладает низкой стоимостью.

Выполненные диссертационные исследования являются новым научным подходом в решении проблемы оптимизации репаративного остеогенеза у животных с переломами трубчатых костей. Использование в схеме лечения таких пациентов кафорсена позволяет в короткий срок нормализовать минеральный обмен и сократить сроки консолидации отломков.

Полученные результаты дают основание сделать определенные выводы и дать практические рекомендации ветеринарным врачам, занимающимся вопросами травматологии.

Выводы.

1. Исчезновение локальной гипертермии и отечности, экссудации из-под остеофиксаторов, восстановление опороспособности к 5-м суткам после операции, а так же рентгеноархитектоники кости к 30 суткам после остеосинтеза свидетельствует о высокой терапевтической эффективности применения кафорсена в ранний постоперационный период.

2. Нормализация к 14 суткам после операции основных гематологических показателей у кроликов опытной группы свидетельствует об отсутствии угнетения эритро- и лейкопоэза на фоне применения кафорсена.

3. Кафорсен в ранние сроки нормализует уровень кальция и фосфора в организме животных, о чем свидетельствует содержание общего кальция через 14 суток: 2,3ммоль/л в опытной группе против 2,8±0,4 ммоль/л в контрольной, фосфора через 14 суток соответственно 1,8±0,9 ммоль/л против 2,1±1,5 ммоль/л, что способствует формированию более плотной костной мозоли. При этом данный препарат не оказывает гепато- и нефротоксического влияния при парентеральном введении в рекомендуемых дозах.

4. Введение кафорсена способствует формированию к 30 суткам после остеосинтеза однородной костной мозоли с высокой степенью минерализации (1,60 в кортикальном слое, 1,62 в губчатом веществе в группе опыта). При этом происходит значительная минерализация костяка животных в целом, о чем свидетельствует повышение коэффициента окостенения в 1,10 раза по сравнению с его значением до операции.

5. Наличие к 30 суткам после перелома на гистосрезах кости животных опытной группы участков эндхондрального костеобразования, представленных формирующимися остеоидами с большим количеством остеобластов на поверхности, окруженными участками фиброзирования, формирующимися гаверсовыми каналами свидетельствует о формировании вторичного регенерата и сокращении сроков консолидации отломков.

6. Кафорсен является наиболее оптимальным способом оптимизации репаративного остеогенеза по сравнению с ронколейкином, полиоксидонием и аллоплантом, поскольку дает высокий терапевтический эффект при минимальных экономических затратах и побочном действии.

7. Включение кафорсена в схему постоперационного лечения спонтанно травмированных животных позволяет в короткие сроки нормализовать кальций-фосфорный баланс в организме и сократить сроки лечения такой категории пациентов в среднем на 5 суток в зависимости от типа перелома и состояния костного биокомпозита на момент травмы.

Практические предложения.

1. При лечении пациентов со свежими, закрытыми переломами трубчатых костей различной степени тяжести рекомендуется в комплексную схему постоперационного лечения включать кафорсен для коррекции посттравматического нарушения минерального обмена.

2. Для сравнения различных методов оптимизации репаративного остеогенеза следует использовать метод «жесткого» ранжирования с учетом разработанных критериев оценки и рассчитанного коэффициента важности каждого из них.

Литература

1. Карпова, А.И. Теоретическое обоснование использования кафорсена при переломах трубчатых костей/А.И. Карпова, В.В. Анников// «Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова» - 2010. -№ 5. - С. 3-6. (0,26/0,13 п.л.)

2. Карпова, А.И. Клинико-рентгенологическая и морфологическая характеристика репаративного остеогенеза на фоне применения кафорсена/ А.И. Карпова, В.В. Анников// «Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии» - 2010. - № 4. - С.170-172. (0,2/0,1 п.л.)

3. Карпова, А.И. Морфологическое обоснование эффективности применения кафорсена при переломах трубчатых костей/ А.И. Карпова// «Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана». - Казань, 2010. - Т. 204. - С. 122-125. (0,26/0,26 п.л.)

4. Карпова, А.И. Оптическая плотность костной ткани при инициированном переломе большой берцовой кости на фоне применения кафорсена/ А.И. Карпова, В.В. Анников// «Ветеринарная медицина домашних животных»: сборник статей. - Казань, 2009. - вып. 6. - С.20-23. (0,26/0,13 п.л.)

5. Карпова, А.И. Изменения репаративных процессов в костной ткани на фоне применения кафорсена/ А.И. Карпова, В.В. Анников//«Актуальные вопросы гомеопатии. Место и возможности гомеопатического метода в практическом здравоохранении»: мат. XX научно-практической конференции 25-26 июня 2010г.. - СПб, 2010. - С. 76-78. (0,2/0,1 п.л.)

6. Карпова, А.И. Светооптические характеристики костной мозоли при потенцированном кафорсеном остеогенезе/А.И. Карпова, В.В. Анников// «Ветеринарная клиника» - июнь 2010. - № 6 - С. 22-23. (0,13/0,07 п.л.)

7. Карпова, А.И. Результаты клинического применения кафорсена при переломах трубчатых костей у спонтанно заболевших животных/ А.И. Карпова, В.В. Анников//«Вавиловские чтения - 2010»: мат. Международной научно-практической конференции 25-26 ноября 2010. - Саратов, 2010. - Т. 2. - С. 155-156. (0,13/0,07 п.л.)

8. Карпова, А.И. Оценка качества формирования костного регенерата при переломах трубчатых костей у животных на фоне применения кафорсена/ А.И. Карпова, В.В. Анников// «Актуальные проблемы ветеринарии и животноводства»: мат. Межрегиональной научно-практической конференции. - Самара, 2010. - С. 3-7 (0,33/0,16 п.л.)

9. Карпова, А.И. Применение кафорсена в постоперационный период при спонтанных переломах у больных рахитом собак/ А.И. Карпова, В.В. Анников// «Ветеринарная медицина домашних животных»: сборник статей. - Казань, 2010. - вып. 7. - С.44-45. (0,13/0,07 п.л.)

10. Карпова, А.И. Выбор способа оптимизации репаративного остеогенеза методом «жесткого» ранжирования/ А.И. Карпова, В.В. Анников// «Ветеринарная медицина домашних животных»: сборник статей. - Казань, 2010. - вып. 7. - С. 118-121. (0,26/0,13 п.л.)

11. Карпова, А.И. Клинико-рентгенологическое обоснование применения кафорсена при переломах трубчатых костей у животных/ А.И. Карпова, В.В. Анников// «Инновационные процессы в АПК»: сборник статей. - Москва, 2010. - С.158-160. (0,2/0,1 п.л.)

12. Карпова, А.И. Динамика основных клинических показателей на фоне применения кафорсена при переломах трубчатых костей у животных/ А.И. Карпова [и др.]// «Ветеринарная медицина. Современные проблемы и перспективы развития»: мат. Международной научно-практической конференции. - Саратов, 2010. - С.210-211. (0,13/0,04 п.л.)

13. Карпова, А.И. Пути оптимизации репаративного остеогенеза по средствам ранней нормализации минерального обмена/ А.И. Карпова [и др.]// «Научное обеспечение агропромышленного производства»: мат. Международной научно-практической конференции, 20-22 января 2010 г. - Курск, 2010. - ч.2. - С. 102-104. (0,2/0,06 п.л.)

14. Карпова, А.И. Система критериев оценки эффективности способов оптимизации репаративного остеогенеза/А.И. Карпова, В.В. Анников// «Труды Всероссийского совета молодых ученых аграрных образовательных и научных учреждений»: мат. Международной научно-практической конференции «Молодость, талант, знания - ветеринарной медицине и животноводству», 21-24 сентября 2010. - Москва-Троицк, 2010. - Т. 3. - С.64-68. (0,33/0,16 п.л.)

15. Карпова, А.И. Клинико-гематологическая оценка эффективности кафорсена при переломах рубчатых костей/ А.И. Карпова [и др.]// «Актуальные проблемы животноводства, ветеринарной медицины, переработки сельскохозяйственной продукции и товароведения»: мат. международной научно-практической конференции.- Воронеж-Курск, 2010. - С.173-175. (0,2/0,06 п.л.)

16. Карпова, А.И. Динамика клинико-рентгенологических показателей при использовании кафорсена в терапии травматологически больных животных/ А.И. Карпова, В.В. Анников// Мат. седьмой Всероссийской дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России». - п. Персиановский, 2010. - С. 32-34. (0,2/0,1 п.л.)

17. Карпова, А.И. Сравнительный анализ некоторых способов оптимизации репаративного остеогенеза методом жесткого ранжирования/ А.И. Карпова// Мат. седьмой Всероссийской дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России». - п. Персиановский, 2010. - С. 44-48. (0,33/0,33 п.л.)

18. Карпова, А.И. Динамика основных клинических показателей у спонтанно травмированных животных на фоне применения кафорсена/ А.И. Карпова, В.В. Анников// «Ветеринарная медицина»: мат. Международного научно-практического симпозиума. - Саратов. 2011. - С.30-32. (0,2/0,1 п.л.)

19. Карпова, А.И. Использование метода «жесткого» ранжирования при оценке эффективности способов оптимизации репаративного остеогенеза/ А.И. Карпова// «Ветеринарная медицина»: мат. Международного научно-практического симпозиума. - Саратов. 2011. - С.139-142. (0,26/0,26 п.л.)

20. Карпова, А.И. Оценка качества репаративного остеогенеза на фоне применения кафорсена с помощью программно-цифрового метода/ А.И. Карпова, В.В. Анников// «Ветеринарная медицина»: мат. Международного научно-практического симпозиума. - Саратов. 2011. - С.142-145. (0,26/0,13 п.л.)

21. Карпова А.И. Влияние кафорсена на кальций-фосфорный обмен у животных с переломами трубчатых костей/ А.И. Карпова, В.В. Анников// Инновационные подходы в ветеринарии, биологии и экологии, 16 марта 2011 г. / Материалы международных научно-практических конференций: сб. науч. тр.- Троицк: УГАВМ, 2011. - С. 71-75. (0,33/0,16 п.л.).

Размещено на Allbest.ru