Формирование переднего фиброзно-хрящевого сращения позвонков у мелких домашних животных аппаратом внешней фиксации

1

7

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

Факультет вет. медицины

Кафедра хирургии и химии

Студентка V курса

Мельцова Анастасия Юрьевна

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему: «Экспериментальное обоснование способа формирования переднего фиброзно-хрящевого сращения позвонков у мелких домашних животных аппаратом внешней фиксации»

Руководители:

доцент C.Ю. Концевая;

доцент М.А. Дерхо

Троицк - 2003

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ (Способы стабилизации позвоночника при лечении его переломов с повреждением межпозвонкового диска)

ГЛАВА II. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ РЕЗУЛЬТАТЫ

2.1 Материал и методы исследования

2.2 Основные экономические показатели

2.3 Охрана окружающей среды

2.4 Технология производства

2.5 Ветеринарно-санитарное состояние клиники

2.6 Результаты исследований

2.6.1 Способ фиброзно-хрящевого сращения тел позвонков аппаратом внешней фиксации

2.6.1.1 Особенности, способ и устройство для внешней чрескостной фиксации поясничного отдела позвоночника собаки

2.6.1.2 Предоперационная подготовка

2.6.1.3 Способ фиброзно-хрящевого сращения тел позвонков

2.6.1.4 Послеоперационное ведение животных

2.6.2 Результаты рентгенологического исследования

2.6.3 Результаты рентгенометрического исследования

2.6.4 Результаты анатомического исследования

2.6.5 Результаты гистологического исследования

2.6.6 Результаты биохимических исследований

2.7 Экономическая оценка экспериментальных исследований по формированию фиброзно-хрящевого блока аппаратом внешней фиксации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Переломы позвоночника у мелких домашних животных - одни из наиболее тяжелых видов травм опорно-двигательной системы. Данные повреждения приводят к нарушению опорной и защитной функции позвоночника и, в конечном итоге, - к его нестабильности. Животные с данной патологией обычно эвтаназируют из-за тяжести травмы, так как развивающиеся неврологические осложнения приводят к пролежням мягких тканей туловища и тазовых конечностей, "уросепсису" и, как следствие, - гибели животных [5,13,30].

Консервативные методы лечения данной патологии неэффективны [7,11,30,33], а оперативные способы коррекции анатомо-функциональных нарушений поврежденной области позвоночника достаточно трудоемки и, на наш взгляд, малоэффективны из-за отсутствия технических средств для их осуществления [34]. При этом, в научной литературе имеются единичные работы, в которых показано применение металлоконструкций при лечении данной патологии [35-37].

Следует отметить, что большинство переломов позвоночника сопровождается повреждением межтеловых дисков, - так называемые "проникающие" переломы. Данная травма является наиболее неблагоприятной в прогностическом плане, так как в последующем приводит к сужению межтелового промежутка, формированию грыж Шморля, сдавлению спинномозгового корешка с развитием соответствующей неврологической симптоматики.

В этом аспекте существует необходимость восстановления функций позвоночного столба, утраченных в результате травмы. При повреждении межпозвонковых дисков с нарушением целостности замыкательных пластинок требуется радикальная реконструкция поврежденного отдела позвоночника.

В медицине из оперативных способов наиболее оправданными, теоретически обоснованными, радикальными и эффективными являются стабилизирующие операции на передних отделах позвоночника [10,12,26,32].

Однако, наряду с тем, что в ряде случаев при использовании известных способов переднего спондилодеза отмечается значительный процент неудовлетворительных результатов, прямое перенесение этих методик в ветеринарную хирургию трудоемко в связи с различием анатомического строения позвоночного столба.

Новым направлением в решении данных вопросов явилось использование метода чрескостного остеосинтеза по Илизарову в хирургии позвоночника. В последние годы определены основные принципы применения этого метода в экспериментальной вертебрологии [10,22,31].

В данной дипломной работе представлено экспериментальное обоснование нового способа стабилизации позвонков путем формирования их фиброзно-хрящевого сращения с помощью аппарата внешней фиксации: методика оперативного вмешательства для осуществления данного способа; способ чрескостной фиксации позвоночного столба экспериментальных животных и компоновка аппарата для его осуществления.

Цель исследования - экспериментально обосновать эффективность нового способа фиброзно-хрящевого сращения позвонков у мелких домашних животных путём радикальной реконструкции позвонкового сегмента с помощью аппарата внешней фиксации.

Для решения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. экспериментально обосновать способ чрескостной фиксации поясничных позвонков и таза мелких домашних животных и компоновку аппарата внешней фиксации для получения фиброзно-хрящевого сращения позвонков;

2. обосновать эффективность данного способа и разработать адекватную методику оперативного вмешательства;

3. изучить рентгено-морфологическую динамику формирования фиброзно-хрящевого регенерата для стабилизации поясничных позвонков.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Способы стабилизации позвоночника при лечении его переломов с повреждением межпозвонкового диска

Нестабильность позвоночника является проявлением его повреждений и заболеваний. В ветеринарной хирургии отсутствуют оптимальные методики лечения данной патологии. Это связано с тем, что на сегодняшний день не существуют эффективные технические средства для проведения адекватной хирургической тактики лечения этой патологии. В научной литературе мы выявили незначительное количество работ, посвященной данной проблеме. Вероятно, это связано с тем, что животных с повреждениями позвоночника обычно эвтаназируют [35-37]. До настоящего времени также отсутствуют адекватные травме или заболеваниям позвоночника способы его стабилизации. Поэтому, проводя анализ источников научной литературы, мы хотели бы остановиться на способах стабилизации позвоночного столба, которое применяются в медицине.

При этом, основными задачами стабилизации позвоночного столба являются: идеальное восстановление анатомической формы повреждённого сегмента; обеспечение стабильной устойчивости повреждённого отдела позвоночника и его разгрузка на весь период заживления, сохранение безболезненной функциональной активности позвоночника. Учитывая то, что дестабилизация позвоночника у мелких домашних животных происходит преимущественно при его травме, принципиальными условиями рационального патогенетически обоснованного лечения его повреждений являются реклинация тела компремированного позвонка, устранение кифотической деформации, ранняя надёжная фиксация повреждённого отдела позвоночника в положении, достигнутом коррекцией, что обеспечивает возможность безопасного проведения активного функционального лечения [9].

Учитывая то, что в научной литературе по ветеринарной хирургии практически отсутствуют сведения по методикам стабилизации позвоночного столба при лечении его травматических повреждений, в данной дипломной работе мы остановимся на способах стабилизации позвоночника, которые разработаны для лечения его заболеваний и повреждений у людей.

В настоящее время выделяют следующие способы оперативной стабилизации позвоночного столба: 1) задняя внутренняя фиксация проволокой, стяжками, пластинами, лавсаном; 2) передняя внутренняя фиксация; 3) задний спондилодез в комбинации с задней внутренней фиксацией или без неё; 4) передний спондилодез; 5) двухэтапный спондилодез в комбинации с задней внутренней фиксацией с последующим корпородезом; 6) одномоментный комбинированный спондилодез в сочетании с задней внутренней фиксацией (или спондилодезом) и передним спондилодезом (корпородезом) [15,19].

Отдельные авторы считают, что методом выбора для стабилизации позвоночника является частичное костно-пластическое замещение тела сломанного позвонка в сочетании с внутренней фиксацией задних структур повреждённого отдела фиксатором-стяжкой. Передний спондилодез осуществляется по двум методикам: 1) - по типу частичного замещения тела сломанного позвонка (в основном, при лечении "взрывных" и проникающих переломов); 2) - путём срединного спондилодеза костным ауто- или аллотрансплантантом [3,12,29]. Оптимальные условия для формирования переднего блока авторы видят в: 1) - полном устранении биомеханического нарушения повреждённого сегмента позвоночного столба (восстановления утраченной во время травмы анатомической высоты повреждённого участка позвонка и коррекции посттравматической деформации); 2) - полном удалении повреждённого диска с замыкательными пластинками (соблюдение принципа сопоставления однородной ткани; 3) - создании максимальной неподвижности тел оперированных позвонков (плотное внедрение трансплантата между телами позвонков); 4) - создании благоприятных условий для репаративной регенерации костной ткани в месте операции (ранняя активизация, использование физиолечения, ЛФК, медикаментозного лечения и т.д.) [11].

Оперативное вмешательство на передних отделах позвоночника позволяет у абсолютного большинства больных животных устранить в значительной мере или полностью осевую деформацию позвоночного столба, что является надёжной гарантией предупреждения развития в отдалённом послеоперационном периоде дегенеративных изменений межпозвонковых дисков и восстановления их функциональной способности. Это позволяет существенно сократить сроки лечения, сделать период восстановительного лечения более функционально полноценным, а также уменьшить период потери нетрудоспособности и предупредить развитие стойкой инвалидности [16,21,23]. Восстановление нормальных осевых нагрузок предупреждает развитие дальнейших дегенеративных осложнений со стороны позвоночного столба и, в конечном итоге, - инвалидизацию данной группы больных [15,20,25].

Считая передний спондилодез является патогенетически обоснованным методом лечения нестабильности позвоночника, многие авторы отмечают, что это оперативное пособие технически достаточно сложное, травматичное и не исключает ряд послеоперационных осложнений. Длительное восстановление костных структур (до 18 месяцев) становится тормозом в широком распространении этого метода.

При этом, даже передний спондилодез при лечении травматических повреждений позвоночного столба не обеспечивает 100%-го удержания коррекции кифотической деформации, что обусловлено следующими факторами: 1) - на этапах перестройки трансплантата снижается его механическая прочность из-за постоянной компрессии со стороны проксимальных и дистальных отделов позвоночника, что приводит к его компактизации, а, в конечном итоге, - к снижению его высоты; 2) - трансплантат постепенно внедряется в тела смежных позвонков в силу их остеопороза, обусловленного гиподинамией пациента (гипсовый корсет) и вследствии внедрения его в тела фиксируемых позвонков за счёт различной твёрдости трансплантата и воспринимающего ложа [4,6,21]. В результате длительной гиподинамии могут возникнуть различные осложнения, включая тромбоз и флебит магистральных сосудов, гипотонию, обменные нарушения. Вследствие отсутствия жёсткой фиксации позвоночного столба даже при внешней иммобилизации сроки образования костного блока увеличиваются, нередко появляются псевдоартрозы на уровне спондилодеза. Поэтому возникает необходимость выполнения жёсткой фиксации оперируемого сегмента [24].

В последние годы для стабилизации позвоночника у людей при лечении его повреждений стали использовать аппараты внешней фиксации. В частности, Б.И. Бызов предложил и успешно применил аппарат собственной конструкции, использующий фиксацию задних отделов позвонков [27,28].

В последние десятилетия в нашей стране появилось достаточно много научных работ, обобщающих опыт клинического применения аппаратов внешней фиксации. Проведены стендовые биомеханические исследования на секционном материале, которые позволили определить предел прочности губчатой кости позвонка при вертикальных и горизонтальных нагрузках, марки титановых сплавов для стержней-фиксаторов [2,18,38].

Использование этих аппаратов обеспечивает надёжную стабилизацию позвоночника. Всё это позволяет начать раннюю активизацию больных в послеоперационном периоде, в кратчайший срок восстановить трудоспособность, до минимума снизить инвалидизацию больных, и, в конечном итоге, - улучшить результаты лечения данной группы пациентов [1,14].

Применение метода управляемого чрескостного остеосинтеза по Илизарову позволило с новых позиций рассматривать многие проблемы восстановительной хирургии позвоночника, в том числе вопросы репаративной регенерации и реконструкции патологически изменённого отдела позвоночного столба у мелких домашних животных. В проведённых в предыдущие годы в РНЦ "ВТО" экспериментальных исследованиях были разработаны основные принципы применения метода управляемого чрескостного остеосинтеза в вертебрологии. Изучена репаративная регенерация после отдельных видов повреждений позвоночника в условиях внешней стабильной фиксации аппаратом [8, 9]. Для этого, с учётом выполненных топографо-анатомических исследований, в экспериментальном отделе РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова были разработаны способы и изучены особенности фиксации позвоночного столба экспериментальных животных, разработаны оптимальные компоновки аппарата внешней фиксации. Основываясь на выполненных исследованиях, было дано экспериментально-теоретическое обоснование способов стабилизации позвоночного столба, одна из методик которых представлена в данной дипломной работе.

II. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ РЕЗУЛЬТАТЫ

2.1 Материал и методы исследования

В основу работы положен анализ результатов исследований, выполненных на 18-и взрослых беспородных собаках в возрасте от 11-и месяцев до 3-х лет.

Для стандартизации эксперимента и правильной интерпретации получаемых результатов животных выводили из опыта в строго определенные сроки: в преддистракционном периоде (7 дней), в периоде дистракции (7 и 14 дней), в периоде фиксации (14, 28, 42 дня) и через 30, 90 дней после снятия аппарата.

У всех животных выполнено однотипное оперативное вмешательство, заключающееся в фиксации поясничного отдела позвоночника аппаратом и последующей дискэктомии между 4 и 5 поясничными позвонками с формированием межтелового фиброзно-хрящевого регенерата на месте удаленного диска.

Животным на этапах эксперимента проводили рентгенологические исследования соответственно вышеназванным срокам. Проведено микроскопическое исследование состояния костных структур и дисков поясничного отдела позвоночника на препаратах, полученных от 16 животных. На спондилограммах 5-и животных проведены рентгенометрические исследования оперированного отдела позвоночника. Результаты этих исследований сопоставляли с данными исходных рентгенограмм.

Эвтаназию животных осуществляли в соответствии с требованиями инструкции N 12/313 Министерства здравоохранения Российской Федерации "Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию экспериментальных биологических клиник" от 06.01.73 г.

Методы исследования

Рентгенологический

С целью контроля за дина2микой формирования костного регенерата между телами поясничных позвонков в течение всего эксперимента выполняли рентгенологические исследования. Для выполнения спондилограмм использован рентген-аппарат АРД-2-125-К. Параметры работы аппарата выбирали в зависимости от конституции экспериментального животного.

Спондилограммы выполняли в двух проекциях (прямой и боковой). Однако, учитывая конструктивные особенности аппарата для получения переднего спондилодеза, нам не всегда удавалось получить наглядные данные при выполнении снимков в строго сагиттальной плоскости, поэтому в некоторых случаях рентгенографию осуществляли в косо-сагиттальной проекции, что позволяло достичь большей информативности и наглядности спондилограмм. Рентгенографию в косо-сагиттальной плоскости проводили преимущественно в момент сопоставления тел позвонков после дискэктомии и в начальном периоде дистракции.

Рентгенологические исследования проводили до-, во время и после операции, перед началом дистракции, обычно на 7 и 14-й дни дистракции. В последующем спондилограммы выполняли через 14, 28 и 42 дня фиксации. В конце периода фиксации (42 дня) снимки выполняли до- и после снятия аппарата. В отдаленном периоде рентгенологический контроль осуществляли через 30, 90 дней после снятия аппарата. Для объективной оценки рентгенологических данных использовали специальную линейку, которую укладывали рядом с животным параллельно оси позвоночника.

Рентгенограммы анатомических препаратов выполняли без усиливающего экрана, увеличивая при этом время экспозиции и напряжение. Препарат укладывали непосредственно на кассету и снимали в двух стандартных проекциях

Анатомический

Макроскопически изучали передние и задние структуры поясничных позвонков, форму и размеры дисков и межпозвонковых отверстий, состояние мышц оперированного отдела позвоночника.

Часть анатомических препаратов подвергались мацерированию. Для этого препараты нижнегрудного (1-2 сегмента) и поясничного отделов позвоночника и таза помещали на длительное время в 10% раствор формалина, потом тщательно промывали и вываривали в течение 10-15 часов в растворе формальдегида. После варки препарат очищали от остатков мягких тканей, обезжиривали в ацетоне и отбеливали в 10% растворе перекиси водорода

Анализ состояния анатомических образований поясничного отдела позвоночника позволил нам определить характер их изменений в ответ на оперативное воздействие и динамику восстановительных процессов при стабилизации поясничных позвонков.

Гистологический

Микроскопические исследования выполняли на различных этапах эксперимента: через 7 и 14 дней дистракции, на 14, 28 и 42 дни фиксации, через 30, 90 дней после снятия аппарата.

Для приготовления гистологических препаратов сразу после эвтаназии животных проводили забор анатомического препарата поясничного отдела позвоночника и таза. После выделения препарата максимально удаляли мягкие ткани, убирали спинной мозг из канала и помещали его на 7-10 дней в 10% раствор нейтрального формалина. После этого препараты тщательно промывали холодной проточной водой 6-8 часов, а затем распиливали по представленной схеме на блоки. Каждый блок при этом включал в себя по половине смежных позвонков и диск между ними. Стабилизируемый фрагмент включал половину тела L4 и L5 позвонка и регенерат. Передние и задние структуры исследовались отдельно. Распил блоков во фронтальной плоскости выполняли на уровне передней стенки позвоночного канала.

После фиксации в формалине препараты обезжиривали в ацетоне в течение 4-х суток, каждые двое суток меняя раствор ацетона. После обезжиривания препарат снова промывали и декальцинировали в 8-10% растворе кислоты (азотной или соляной). После декальцинирования препаратов проводили их подрезку. Далее препараты нейтрализовали в 5% квасцах и помещали в спирты возрастающей концентрации (до абсолютного спирта), после этого заливали в целлоидины (3%, 6%, 8%, 10%) в течение 4-х месяцев. Из приготовленных таким образом препаратов выполняли срезы с помощью санного микротома МС-2. При этом их анатомических препаратов, включающих дужки и остистые отростки, выполняли срезы в горизонтальной плоскости. Из препаратов передних структур готовили срезы в сагиттальной плоскости

Полученные срезы окрашивали гематоксилином-эозином и пирофуксином по методу Ван-Гизона.

Исследования и микрофотосъемку подготовленного материала проводили на микроскопе МБИ-3, стереомикроскопе фирмы "Opton".

Статистический

Статистический анализ результатов исследования проводили общепринятым методом с вычислением средней и ее ошибки. Достоверность показателей определяли непараметрическим критерием Т (парный критерий Вилкоксона).

Биохимический

С целью контроля за динамикой формирования костного регенерата между телами поясничных позвонков в течение всего эксперимента выполняли биохимические исследования в 7, 14, 28 и 42-е сутки фиксации. После эвтаназии собак и препарирования п2озвоночника, срезали костный регенерат. Ткань, собранную между телами поясничных позвонков, лиофильно высушивали на установке Luph Lock 4,5 (Labconco Corparation, США). Образцы костного регенерата, высушенные до постоянного веса, измельчали и хранили в плотно закупоренных стеклянных флаконах при температуре 3-6 С.

Для определния микроколичеств минеральных компонентов, измельченную костную ткань предварительно подвергали влажному озолению. Вначале навеску порошка костного регенерата весом 5-10 мг помещали в колбу Къельдаля (ёмкость 25 мл, из стекла «Пирекс») и приливали 1 мл смеси 57% хлорной кислоты ( 1,50) и уксусного ангидрида (1:1) (К.С.Десятниченко, 1992).

Следующим этапом, колбы Къельдаля устанавливали в штативе и нагревали на электроплитке с закрытым элементом 10-15 мин., затем до плоного обесцвечивания проб добавляли 1-2 капли 33% перекиси водорода. После озоления, охлажденные пробы количественно переносили в мерные цилиндры, нейтрализовали раствором щелочи и добавляли бидистиллированной воды до 25 мл. В пробах определяли концентрации: кальция комплексонометрически в присутствии флуорексона (А.Каракашов, Е.Вивичев, 1968); фосфат - колориметрически после образования хромофора с малахитовым зеленым в присутствии молибдата аммония (Hohenwallner, Wimmer в модификации Г.А.Грибанова и А.Г.Базанова ,1976). Содержание кальция и фосфора расчитывали в г на 100 г сухой обезжиренной кости. Кроме того, вычисляли показатель кальций/фосфаты, который качественно характеризует минеральную фазу, так как имеет различную величину для АФК и ГОА.

2.2 Основные экономические показатели

Экспериментально-биологическая клиника основана в Российском научном Центре "Восстановительная травматология и ортопедия" (РНЦ" ВТО") в 1972г. и входит в состав экспериментального отдела. С 1980г. существует как самостоятельное подразделение центра.

Состав клиники животных включает: виварий, операционный блок, карантинное отделение, перевязочно-секционный блок, рентгенологическое отделение, анестезиологическое отделение и пищеблок. Средний срок содержания собаки в эксперименте составляет шесть месяцев. Отдельные экземпляры находятся в эксперименте до шести лет. Породная принадлежность не имеет решающего значения для проведения исследований.

Поголовье собак за 4 года (среднегодовое) было следующим: 1999г. - 112 голов; 2000г. - 186 голов; 2001г. - 158 голов; 2002г. - 146 голов.

Воспроизводства стада (поголовья) в клинике животных нет. Работа ведется на закупаемых собаках, в основном на беспородных.

Собаки содержатся в клетках размером (в см.) - 160?120?170. Карантинное отделение рассчитано на 50 мест, срок карантина колеблется от 1 до 2 месяцев.

Основной источник поступления животных - приобретение их в спец. автохозяйстве, закуп животных от частных лиц. За 1998 и 1999 гг. закуплено по 212 голов, из них:

I категории - 130 ? 50 = 6500 руб.

II категории - 36 ? 40 = 1440 руб.

III категории - 46 ? 30 = 1380 руб.

Итого: 9320 руб.

Из-за финансовых трудностей было ограничение собак в приеме - не более 20 собак в месяц и при содержании - 150 собак (общее количество) в клинике животных.

Собаки для поддержания физиологических функций получают полноценное, сбалансированное по основным элементам кормление. Основу их рациона составляют корма животного происхождения. Типичный рацион кормления собаки приведен в таблице 1 (гр/сутки на 1 животное).

В 2003 году собак перевели на сухой корм «Frieskis», что позволяет экономить на энергетических затратах, оплате обслуживающего персонала и содержании кормокухни. Кроме того, сбалансированный сухой корм позволяет точнее контролировать обменные процессы.

1. Рацион кормления животных по возрастным группам

Наименование Прод.на 1 собаку	молоко	крупа	картофель	Капуста	Морковь	хлеб	Корм. Дрожжи	соль	Мясо 2 кат	Мука, Мясокостная
		ячневая	овсяная
Взрослые собаки Щенки	200 300	100 60	100 80	200 100	75 40	50 25	200 100	6 4	20 10	300 170	10 6

Штатное расписание клиники животных составляет 46,5 единиц:

1 - Заведующий клиникой животных;

2 - лаборант-исследователь; в том числе 43,5 единицы;

клинические ставки:

1 - вет. врач (в/фельдшер);

1 - старшая мед. сестра;

2 - сестра-хозяйка;

3 - операционная мед. сестра;

3 -.анестезист;

2 - рентген-лаборант;

2 - рентген-санитарка;

1 - техник по аппаратам;

5 - медицинская сестра;

1 - повар;

1 - кладовщик;

7,5 - санитарка-уборщица;

14 - рабочий по уходу за экспериментальными животными.

2.3 Охрана окружающей среды

В нашей стране охрана природы закреплена Конституцией. Приняты законы об охране и рациональном использовании земли, воды, леса, животного мира и других природных ресурсов. В настоящее время основополагающим нормативным актом является Закон РФ «Об охране окружающей среды», принятый ВС РФ 19 декабря 1991 года. Позднее, на четвёртой сессии ВС РФ 15 марта 1992 года Закон был дополнен.

Охрана природы затрагивает социальные и экономические стороны общества, его материальные и духовные потребности, а также охрану здоровья людей.

Именно природа, богатая свежей водой, чистым воздухом, многообразием растительного и животного мира, положительно сказывается на состоянии здоровья людей, способствует повышению производительности труда.

На состоявшейся в 1992 году в Рио-де-Жанейро конференции ООН по окружающей среде и развитию особый акцент был сделан на необходимость перехода мирового сообщества к новой цивилизации, к жизни по принципу устойчивого развития. В итоговых документах конференции Россия была названа в числе наиболее загрязнённых стран. Более 15% территории страны представляют зону экологического неблагополучия: Урал, Кузбасс, север Западной Сибири, Прибайкалье, Поволжье и другие регионы.

Несмотря на резкое сокращение объёма производства в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, состояние окружающей среды не улучшилось.

Так, в атмосферу города Кургана, где я проходила преддипломную практику, более 115 тысяч тонн загрязняющих веществ поставляют тепловые электростанции, предприятия чёрной и цветной металлургии, химической, цементной и других отраслей промышленности.

Отраслевая структура промышленности города Кургана в процентах следующая: чёрная металлургия - 8,02; цветная металлургия - 31,92; электроэнергетика - 19,85; химическая и нефтехимическая - 8,79; машиностроение и металлообработка - 5,02; пищевая промышленность - 22,48; остальные 3,92 - приходятся на топливную, полиграфическую, лёгкую и другие промышленные производства.

Люди проживают в условиях постоянного превышения предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воздухе. Но роисходит выброс не только в атмосферный воздух, но также в воды реки Тобол. Люди употребляют в пищу эту воду, недостаточно очищенную от канцерогенов. Дефицит воды по городу Кургану составляет 90 тысяч кубических метров в сутки. Кроме того, нарушение гидрологического режима приведёт в конечном итоге к тому, что толща ила будет возрастать, а толща воды уменьшаться.

Не секрет уже давно, что Россия превращается в мировую свалку. Огромную опасность представляют радиоактивные отходы. Представители атомной промышленности как военного блока, так и «мирного» энергетического накопили в стране около 3 млрд. кюри радиоактивных отходов. В стране насчитывается около 40 могильников для их захоронения. Правительство России берёт за их захоронение дешевле, чем другие страны.

В 1993 году вступило в силу согласованное с Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов постановление о лицензировании ввоза в Россию отходов, что открыло путь к созданию всякого рода совместных предприятий и, в конечном итоге, легализировало превращение страны в свалку мировых отходов. Один из сорока могильников для захоронения мировых радиоактивных отходов находится на территории Курганской области.

Огромную опасность для окружающей среды представляют свалки. Объём не только производственных, но и бытовых отходов увеличивается.

Город Курган не является крупным мегаполисом, как, например, Москва, и поэтому люди, к сожалению, ещё не до конца понимают, а городские власти не задумываются, что мусор нужно либо перерабатывать, либо подвергать брикетированию. Поэтому мусорные свалки занимают огромные территории земли.

Городским властям нужно обратить особое внимание на экологическую обстановку в городе.

Поставить перед дирекцией вопрос о закрытии предприятий, если количество сбросов не будет уменьшено, либо не установлены фильтры для очистки веществ, выбрасываемых во внешнюю среду.

Организовать курс лекций по охране окружающей среды по радио и телевидению.

В решении экологических проблем возрастает роль образования. К сожалению, экологическое образование и воспитание в нашей стране практически отсутствуют. Но и знания сами по себе бесполезны. Нет обратной связи: возможности активно влиять на ситуацию. Когда мы говорим об экологии, то имеем в виду не только среду обитания, но и культурную среду, цивилизацию вообще.

Известный эколог Реймерс Н.Ф. оставил нам «Экологический манифест». Обращаясь к соотечественникам, он писал: «…Мы улучшаем природу, забывая, что сами нуждаемся в улучшении. Не природа требует дальнейшего преобразования - человечество нуждается в новых устоях жизни. Всегда что-то происходит за счёт чего-то. И нужно думать и считать, что получаем и что теряем. Созидай! Но созидай осторожно и разумно, с оглядкой на человека, на мир людей и мир природы…»

Не природе нужна защита, это нам необходимо её покровительство: чистый воздух, чтобы дышать, кристальная вода, чтобы пить, вся природа, чтобы жить. Она - Природа - была и всегда будет сильнее человека, ибо она его породила. Он лишь миг в её жизни. Она же вечна и бесконечна. Человек для неё деталь. Она для него всё. А потому не навредит.

2.4 Технология производства

Клиника животных с виварием является научным производственным подразделением потребителя (научных групп) и предназначена для содержания лабораторных животных и проведения экспериментальной или производственной работы с их использованием.

Клиника животных организует свою работу в соответствии с требованиями руководства и несёт ответственность за качество лабораторных животных и их соответствии категориям, зафиксированным в разрешении, выданном официальным государственным контролирующим органом и отраженным в сертификате. Клиника животных имеет лицензию на право работы с животными за № 72 УВТ от 17 апреля 1998г. (действительна до 23 апреля 2003г.), выданную Областным ветеринарным управлением.

Заведующий клиникой животных подчиняется руководителю учреждения и его заместителю по научной работе по специальным вопросам, а по кадровым вопросам - главному врачу клиники РНЦ "ВТО". Персонал, обслуживающий клинику животных, в течение всего времени находится в клинике. Контроль за состоянием подопытных животных проводят ветеринарный врач и сотрудники, непосредственно выполняющие научные исследования.

Виварий располагается в отдельно стоящем здании и полностью изолирован от других помещений. В его состав входят помещения для карантинного и последующего содержания животных (каждый вид отдельно); операционный блок и манипуляционные, пищеблок, бытовые комнаты, санитарный блок для обслуживающего персонала, рентгенкабинеты, дезинфекционно-моечное отделение, служебные комнаты для сотрудников.

Карантинный блок и пищеблок изолированы от остальных помещений. Все они оснащены необходимым оборудованием, отвечающим их функциональному назначению. Соблюдены обязательные требования к планированию помещений, их отделке и окраске, гидроизоляции, отводу сточных вод, освещению.

Накопленный клиникой животных опыт дает основание утверждать, что наиболее подходящим животным для моделирования заболеваний опорно-двигательного аппарата и разработки методов оперативного вмешательства является собака, и обязательно беспородная. Их организм более пластичен, они легко привыкают к содержанию в клетках, обслуживающему персоналу и сотрудникам клиники животных, что очень важно при длительных сроках эксперимента. Поскольку государственных питомников для их разведения нет, а разведение собак в кооперативных хозяйствах или отдельными гражданами, по вполне понятным причинам, невозможно, клинике приходится ориентироваться на собак, отловленных органами санитарно-комунальной службы. Это, естественно, усложняет подбор животных, т.к. общие требования к ним достаточно высоки.

Помещения для размещения животных оборудованы принудительной приточно-вытяжной вентиляцией.

В порядке размещения помещений клиники соблюдается принцип размещения на "чистые" работы и на "грязные" (2-х коридорная планировка).

Помещения-секции для содержания животных изолированы от других помещений вивария.

На каждой клетке (боксе, вольере и т.д.) есть бирка с указанием номера животного.

Вся работа по уходу и содержанию лабораторных животных строится в соответствии с распорядком дня и регламентом работ, утвержденных руководителем учреждения.

В распорядке дня предусматривается время на санитарную обработку помещения и оборудования, раздачу корма, проведение экспериментальных работ и манипуляций.

Кормление животных осуществляется в соответствии с нормами, утвержденными приказом Минздрава СССР от 11.11.1983г. N 1179 [18]. Распределение кормов по комнатам, секциям производится специально выделенным для этих целей рабочим или поваром-кладовщиком. Списание кормов производится в установленном порядке.

Чистка клеток осуществляется ежедневно с применением дезинфицирующих средств. Не реже одного раза в месяц проводится санитарный день. Порядок проведения санитарного дня определяется заведующим клиникой (последний четверг каждого месяца).

Передача животных на опыт производится по утвержденным научной частью заявкам. Работа с животными разрешается только в дни и часы, предусмотренные распорядком дня вивария и утверждённых графиком работы операционно-перевязочного блока.

При обнаружении в секциях больных животных последние с ведома экспериментатора уничтожаются или переводятся в изолятор.

Трупы животных до патологоанатомического вскрытия хранятся в специальном ящике, обитом жестью, не более одних суток. Хранение трупов животных на полу в клетках не допускается.

Патологоанатомическое вскрытие животных в эксперименте производится экспериментатором. В случае гибели животного вне эксперимента вскрытие производит ветеринарный врач вивария.

Запрещено посещение клиники посторонними лицами без специального разрешения.

2.5 Ветеринарно-санитарное состояние клиники

Собаки, поступившие в виварий, обязательно вакцинируются против бешенства, чумы плотоядных, парвовирусных инфекций, и инфекционного гепатита. Выдерживаются в карантинном отделении в течение 30 суток. В этот период за ними ведется постоянное наблюдение с регистрацией состояния в амбулаторном журнале. Осуществляют дегельминтизацию и исследование на токсоплазмоз (выборочно 1 из 100 собак). Животные, выявленные с кожными заболеваниями, инфекциями, выбраковываются и к использованию в экспериментах любого рода не допускаются.

Практика показывает, что заниматься лечением заболевших собак в условиях клиники животных не целесообразно. Это ведет лишь к неоправданному удорожанию научных работ. Собаки с массой тела более 25 кг. и менее 7 кг. также не пригодны для целей экспериментальной хирургии. Они плохо переносят послеоперационный период, а содержание их в клинике животных представляет значительные трудности. Самыми подходящими для острого и хронического опыта (эксперимента) являются беспородные короткошёрстные собаки с массой тела 12-26 кг. Больные животные и носители токсоплазмоза уничтожаются.

Выявляются в период карантина и выбраковываются собаки с повышенной возбудимостью, так называемые "истеричные". Они годятся только для некоторых острых опытов, т.к. не менее половины из них погибает в ближайшем послеоперационном периоде, вероятно из-за токсического действия медикаментов, требующихся в таких случаях в повышенных дозировках, а длительная работа с выжившими затруднена из-за их постоянной агрессивности.

В целом, на этапе карантинного наблюдения и в течение 3-5 дней после окончания, отсев животных составляет около 10 %.

Вопрос об эвтаназии животных в карантине решает заведующий клиникой животных.

Таким образом, отобранные для работы короткошерстные собаки должны соответствовать следующим требованиям: иметь массу тела 12-26 кг., уравновешенный тип высшей нервной деятельности, пройти 30-суточный карантин и быть привиты против чумы, энтерита, гепатита и бешенства; не иметь кожных заболеваний и токсоплазмоза, пройти дегельминтизацию.

Отобранные по этим требованиям собаки поступают в экспериментальный блок и размещаются в комнатах-боксах по 10 особей. Клетки 1,8 -2м на одно животное. Кормят собак 3 раза в день по нормам, установленным приказом МЗ СССР № 1179 от 10 октября 1983г. Вода в поилках - постоянно.

Работа клиники животных регламентируется следующими документами:

1. "Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)", утвержденных Главным Государственным санитарным врачом СССР 06.04.73г. № 1045-73, согласованным с Госстроем СССР № 12/313 от 15.08.72г. и ВЦСПС № 06-11 от 27.03.73г.

2. "Инструкция по работе с материалом, зараженным или подозрительным по заражению возбудителем чумы, холеры, сапа, мелинидоза, оспы, сибирской язвы, туляремии, бруцеллеза, туберкулеза", утвержденная зам. министра здравоохранения СССР от 21.06.67г.

3. "Инструкция о мероприятиях по борьбе с бешенством". Санэпиднадзор МЗ СССР, Мин. с/х СССР от 12.08.64г.

4. "Основные санитарные правила работы с радиологически активными веществами и другими источниками излучений", утвержденные Главным санитарным врачом СССР № 950-72 от 10.04.72г.

5. "Приказ Минздрава СССР № 755 от 12.08.77г. О мерах по дальнейшему совершенствования организованных форм работы с использованием экспериментальных животных" (Гуманное отношение, эвтаназии, применение наркотических веществ).

6. "Приказ № 701 от 27.07.78г." о внесении дополнений в приказ Минздрава СССР № 755 от 12.08.77г.

Основное подразделение клиники животных - операционный блок. В его состав входят: предоперационная, операционная, манипуляционная. Таких операционных в клинике животных - 3. Весь блок обеспечен всем необходимым оборудованием и инструментарием. Имеются 2 секционные, 2 рентгенкабинета.

Практика показывает, что оптимальный режим работы операционной, позволяющий существенно уменьшить число послеоперационных осложнений, заключается в проведении не более трех операционных дней в неделю и не более двух операций в течение дня. Операционную обслуживает постоянно одна и та же бригада, специализирующаяся на проведении операций на трубчатых костях, мягких тканях, другие - на плоских костях и позвоночнике.

Основные документы клиники животных:

1. Журнал движения животных;

2. Амбулаторный журнал карантина;

3. Журнал послеоперационных назначений;

4. Истории болезни;

5. Рентгенограмма в истории первичная;

6. Операционный журнал;

7. Манипуляционный журнал;

8. Протоколы опытов;

9. Журнал учета и выдачи наркотических веществ;

Эти документы являются первичной документацией для последующей научной разработки, анализа и публикации полученных данных, оформления диссертационных работ.

Ввиду того, что научно-исследовательский институт ортопедотравматологического профиля, немаловажную роль в клинике животных играет рентгенологическое подразделение. Для работы в эксперименте с костным материалом ежедневно необходим рентгенологический контроль. Для этой цели в клинике животных имеется 2 рентгенологических кабинета. Рентген оборудование соответствует государственным санитарным нормам (2 аппарата АРД-2-125-К-4).

Собственно эксперимент начинается с проведения одного из самых ответственных этапов - премедикации. Ее качество, адекватность цели эксперимента и характеру оперативного вмешательства существенно влияют на эффективность последующего обезболивания. Основными препаратами для премедикации собак являются: 1% раствор гидрохлорида морфия, 1-2% раствор промедола, 0,005% раствор фентанила в сочетании с нейролептиком (дроперидол, таламонал 0,25%). Эти препараты относятся к группе "А", со всеми вытекающими отсюда строжайшими требованиями к их получению, учету, хранению, расходованию. Для уменьшения эметического эффекта наркотиков (дефекация, мочеиспускание, рвота) вводят 1-2 мл 0,1% раствора атропина сульфата. Средством для наркоза служит раствор тиопентала натрия. Этой работой занимается служба медсестер-анестезисток.

Структура клиники животных состоит из:

- операционно-перевязочного блока;

- рентгенологической службы;

- анестезиологической службы;

- карантинного отделения;

- вивария;

- пищеблока.

При использовании в эксперименте беременных самок, новорожденных и молодых животных, а также краткосрочных опытах срок карантина может быть сокращен с соблюдением ветеринарно-санитарных мер или вообще отсутствовать.

Уход за животными, находящимися в карантинном отделении, осуществляет специально закрепленный сотрудник-рабочий по карантину.

В период карантина животным с подозрением на инфекционные заболевания сроки карантина продлеваются. При установлении особо опасных заболеваний - уничтожаются. В этом случае проведение опытов на животных в виварии временно прекращается.

2.6 Результаты исследований

2.6.1 Способ фиброзно-хрящевого сращения тел позвонков аппаратом внешней фиксации

2.6.1.1 Особенности, способ и устройство для внешней чрескостной фиксации поясничного отдела позвоночника собаки

Разработанные Г.А. Илизаровым основные принципы чрескостного остеосинтеза, включающие репозицию и хороший контакт конгруэнтных поверхностей костей, стабильную фиксацию, раннюю дозированную нагрузку с активной функцией суставов и минимальной травматизацией в полном объеме должны соблюдаться и при применении метода в экспериментальной вертебрологии.

Фиксация поясничного отдела позвоночника отличается рядом особенностей, обусловленных его анатомическим строением. В отличие от трубчатых костей позвоночник имеет полисегментарное строение, что приводит к необходимости фиксировать как поврежденный, так и смежные с ним сегменты позвоночника. Для достижения максимально жесткой фиксации обычно фиксировали по 2-3 смежных со стабилизируемым сегментов позвоночника.

Кроме того, учитывая малые анатомические размеры задних структур, для увеличения стабильности фиксации мы одновременно помимо остистых отростков фиксировали спицами дужки у основания суставных отростков. Проведение спиц подобным образом позволило нам существенно увеличить площадь контакта "спица-кость" и достичь максимально стабильной фиксации задних структур.

В процессе выполнения эксперимента при длительных сроках фиксации позвоночника аппаратом (в течение 2-2,5 месяцев ) у части животных на рентгенограммах определялся лизис кости вокруг спиц. Это, по нашему мнению, обусловлено губчатым строением тел позвонков и малыми анатомическими размерами задних структур. Во избежание подобных осложнений в процессе всего эксперимента мы поддерживали постоянное натяжение спиц путем увеличения расстояния между опорами аппарата внутри блока.

Учитывая то, что с биомеханической точки зрения основная нагрузка приходится на передние отделы позвонков спицы, проведенные через тела мы натягивали с силой до 100-110 кг. Спицы же, фиксирующие задние структуры позвонков, имели силу начального натяжения до 90 кг.

Проведенные в экспериментальном отделе РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова топографо-анатомические исследования показали возможность и безопасность чрескостной фиксации спицами поясничных позвонков и таза экспериментальных животных. Способ предусматривает одновременную фиксацию передних и задних структур поясничных позвонков проведенными через них спицами. При этом, тела позвонков фиксировали одной или двумя спицами, проведенными во фронтальной плоскости. При фиксации тела одной спицей её устанавливали на боковой поверхности тела у основания поперечного отростка и проводили перпендикулярно продольной оси позвоночника. При использовании двух спиц для фиксации передних отделов позвонков их проводили перекрестно с противоположных сторон от каудальной части тела к центральной. Угол перекреста, проведенных таким образом, спиц во фронтальной плоскости составлял от 30° до 45°.

Фиксацию задних структур проводили двумя перекрещивающимися спицами, проведенными одновременно через основание остистого отростка и дугу позвонка. При этом спицы проводили аналогичным образом с двух сторон навстречу друг другу.

При проведении спиц для исключения повреждения спинного мозга их устанавливали на основании остистого отростка и проводили под углом 40-50° относительно фронтальной и горизонтальной плоскостей. Проведенные подобным образом спицы, образовывали угол перекреста до 60-80°.

Нужно отметить, что фиксация последнего поясничного позвонка (6 или 7) отличается рядом особенностей в силу его анатомического взаиморасположения с костями таза. При фиксации вышеназванного позвонка одну спицу проводили сначала через крыло подвздошной кости, затем - тело позвонка и противоположное крыло подвздошной кости таза. Две перекрещивающиеся спицы вводили с противоположных сторон через гребень подвздошной кости - остистый отросток 7-го поясничного позвонка - крыло подвздошной кости таза. Проведенные таким образом спицы фиксировали одновременно по три костных фрагмента, что в значительной степени увеличивало жесткость фиксации оперированного отдела позвоночника.

Предложенный способ фиксации поясничных позвонков и таза экспериментальных животных соответствует основным принципам чрескостного остеосинтеза и сочетает в себе минимальную травматичность и стабильную фиксацию.

Наряду с изучением особенностей и поисков способов фиксации позвонков, в РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова было разработано специальное устройство (аппарат) для чрескостной фиксации, которое наряду с созданием стабильной фиксации позволяет осуществлять полное сопоставление сформированных конгруэнтных поверхностей позвонков после дискэктомии с сохранением замыкательных пластинок. Оно включает оригинальные дуги, шарнирные соединения, универсальные болты-спицезажимы, видоизменённые кронштейны разных типо-размеров и набор стандартных деталей.

В качестве внешних опор используется специальная дуга, повторяющая контуры поперечного распила туловища собаки в поясничном отделе позвоночника. Такая форма дуги позволяет максимально сократить плечо спицы от анатомических образований позвонка до точек фиксации ее концов на внешней опоре, что в свою очередь позволяет осуществить стабильную фиксацию позвоночника собак.

С целью обеспечения стабильной фиксации и исключения использования большого количества деталей сотрудниками экспериментального отдела РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А.Илизарова были модифицированы стандартные болты-спицезажимы. Для этого увеличили их длину резьбовой части до 20-60 мм. Такие болты, являясь спицезажимом, одновременно фиксируют внешние опоры между собой внутри системы. Фиксацию спиц, не прилежащих непосредственно к опорам аппарата осуществляли опосредованно на длинной резьбовой части болта с помощью стандартных шайб и гаек.

Кроме видоизмененных болтов-спицезажимов были предложены кронштейны разных типо-размеров с уменьшенной до 1 см площадкой с одним отверстием и удлиненной до 20-50мм резьбовой частью. Такой кронштейн многофункционален. Он может служить одновременно для закреплении спиц в отверстии площадки, фиксации опор между собой внутри системы и при необходимости может выполнять так же функции шарнирных соединений между опорами аппарата.

В целом аппарат компоновался из 4-х внешних опор одинакового размера, 4-х болтов-спицезажимов с удлиненной резьбовой частью, 8 обычных болтов-спицезажимов, 6-8 модернизированных кронштейнов с одним отверстием, стержней различной длины (30,40,50 мм.) с гайками и контргайками. В качестве шарнирных устройств использованы вышеназванные кронштейны. При монтаже аппарата использовано большое количество шайб с пазом, прокладочных шайб и втулок.

2.6.1.2 Предоперационная подготовка

До момента операции все животные не менее 2-х месяцев находились в карантинном отделении вивария, где их вакцинировали против чумы плотоядных, гепатита, энтерита и бешенства. Собаки свободно перемещались в отдельных стандартных вольерах. Кормление, содержание и уход за животными осуществляли в соответствии с санитарно-гигиеническими правилами.

За сутки до операции кормление животных прекращали, оставляя в рационе только воду. За 30-40 минут до операции собакам выполняли премедикацию, включающую введение 1% или 2% раствора промедола ( в редких случаях 1% раствора морфина ), 1% раствора димедрола и 0,1% раствора атропина. Количество вводимых средств зависело от массы тела животного.

Через 15-20 минут после премедикации подготавливали операционное поле. Для этого шерсть в области нижне-грудного и поясничного отделов позвоночника и таза тщательно выстригали.

После подготовки операционного поля выполняли контрольные рентгенограммы поясничного отдела позвоночника в 2-х стандартных проекциях.

Наркоз осуществляли дробным внутривенным введением барбитуратов (тиопентала-натрия или гексенала) из расчета 25 мг на один килограмм массы животного.

2.6.1.3 Способ фиброзно-хрящевого сращения тел позвонков

Для получения функционально выгодного блока между телами позвонков нами предложен и апробирован в эксперименте способ формирования переднего фиброзно-хрящевого сращения.

Методика выполнения внешней аппаратной фиксации поясничного отдела позвоночника при осуществлении данного способа в основном описана в работах сотрудниками экспериментального отдела РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова [9] соответствует описанному способу. Отличие заключается в том, что фиксацию стабилизируемых сегментов позвоночного столба не производят. Одновременно, при клиновидной (на 2/3 вентро-дорсального его размера, с сохранением дорсальной части фиброзного кольца) резекции межпозвонкового диска замыкательные пластинки иссекают лишь частично, образуя неконгруэнтные поверхности тел позвонков, обращённые внутрь сформированного дефекта. Формируемый при этом диастаз своей вершиной также направлен в сторону позвоночного канала, а положение вершины клина соответствует уровню дорсальной трети тел стабилизируемых позвонков. Разворотом подсистем аппарата относительно друг друга по шарнирным соединениям осуществляют сближение резецированных поверхностей стабилизируемых позвонков до их контакта между собой с созданием временной кифотической деформации.

Техника послеоперационного ведения животных, имея в виду продолжительность дистракции, темп и направление дистракционных усилий, а также продолжительность периода фиксации, в основном, аналогична описанному выше способу. Принципиальное отличие заключается лишь в сроках начала дистракции, которые для последующего получения фиброзно-хрящевого блока оптимально должны соответствовать 3-4 дню после операции.