Научный журнал
Научное обозрение. Педагогические науки
ISSN 2500-3402
ПИ №ФС77-57475

ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОЛЛАГЕНА В КУПИРОВАНИИ ХРОНИЧЕСКОГО ОСТЕОМИЕЛИТА

Золотухин В.О. 1
1 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Лечение хронического остеомиелита является одной из главных задач современной гнойной хирургии. Даже не смотря на применение новейших методов лечения более 60?% людей, перенёсших остеомиелит, теряют трудоспособность. Предложен новый метод лечения хронического остеомиелита, основанный на двухэтапной хирургической обработки: на первом этапе проводится гидрохирургическая санация, проводимая в 2 этапа, для очищения поряженной области от гнойно-некротических образований, на втором этапе проводится поступательная обработка операционного поля сначала коротковолновым лазерным излучением, затем внесением гидролизированного коллагена. Моделирование хронического остеомиелита проводили на крысах линии Wistar в два этапа. Для проверки эффективности метода в эксперименте участвовало 3 опытный группы: 1 группа-лечение только с использованием лазерного излучения, 2 группа-только использование синтезированного коллагена, 3 группа- совместное применение этих методов. Сравнение динамики развития инфекционного процесса проводили с 2 контрольными группами: 1 группа- животные не получавшие лечения. 2 группа- животные где проводилась только хирургическая санация. Для подтверждения эффективности проводимого лечения проводили ряд клинико-лабораторных исследований. Таких как, общий анализ крови, Биохимический анализ крови для определения МДА и ДФНГ, рентгенологическое исследование.
хирургия
остеомиелит
коротковолновое лазерное излучение. коллаген
1. Васильев А.Ю., Буланова Т.В., Онищенко М.П. Спиральная компьютерная томография в диагностике остеомиелита конечностей // Вестник рентгенологии и радиологии. – 2002. – № 6. – С. 44 – 49.
2. Глухов А.А., Микулич Е.В., Алексеева Н.Т. Клинико-лабораторная оценка использования обогащенной тромбоцитами плазмы и струйной санации в лечении хронического экспериментального остеомиелита // Вестник новых медицинских технологий. 2013. – Т. 20. – № 2. – С. 108–112.
3. Борисов И.В. Современные методы хирургического лечения остеомиелита длинных костей у взрослых: автореф. дис. ... д-ра мед.наук. – М., 2007. – 48 с.
4. Козлов И.В. Пластическое замещение остеомиелитических дефектов голени и стопы лоскутами с осевым типом кровоснабжения: клинико-анатомическое исследование : автореф. дис. ... канд. мед. наук. – СПб., 2008. – 22 с.
5. Пономарев И.П., Максименко Д.В., Алиева Е.В. Разработка экспериментальной модели хронического остеомиелита // Труды СГМА. – Смоленск, 2004. – 58 с.
APPLICATION OF LASER TECHNOLOGIES AND COLLAGEN IN THE MUPPING OF CHRONIC OSTEOMYELITIS

Zolotukhin V.O. 1
1 Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko Ministry of Health of the Russian Federation

Abstract:
Treatment of chronic osteomyelitis is one of the main tasks of modern purulent surgery. Even despite the use of the latest treatment methods, more than 60?% of people who have experienced osteomyelitis lose their ability to work. A new method for the treatment of chronic osteomyelitis is proposed, based on two-stage surgical treatment: at the first stage, hydrosurgical rehabilitation is carried out, carried out in 2 stages, to cleanse the loaded area from purulent-necrotic formations, at the second stage, the surgical treatment of the surgical field is first performed with short-wavelength laser radiation, then insertion hydrolyzed collagen. Modeling of chronic osteomyelitis was performed on Wistar rats in two stages. To test the effectiveness of the method, 3 experimental groups participated in the experiment: 1 group-treatment using only laser radiation, 2 group-only using synthesized collagen, 3 group-combined use of these methods. Comparison of the dynamics of the development of the infectious process was performed with 2 control groups: 1 group – animals that did not receive treatment. Group 2 – animals where only surgical debridement was performed. To confirm the effectiveness of the treatment carried out a number of clinical and laboratory studies. Such as, complete blood count, Biochemical blood test for the determination of MDA and DFNG, X-ray.

Keywords:
surgery
osteomyelitis
shortwave laser radiation. collagen

Проблема лечения больных с хроническим остеомиелитом остается одной из самых актуальных в современной гнойной хирургии, что напрямую связано с особенностями инфекционного очага, тяжелым течением заболевания, высокой частотой развития рецидивов и осложнений, данная патология чаще всего поражает трудоспособную часть населения в возрасте от 35 до 50 лет [1, 2]. На данный момент при использовании современных методов исследования гнойные осложнения диагностируются в 6,0–58,7 % случаев, после оперативного лечения закрытых переломов – от 2–10 % случаев, после открытых повреждениях – в 7–40 % случаев. У 15–45 % больных остеомиелит переходит в хроническую форму, составляя до 6 % в структуре патологии опорно-двигательного аппарата и 6,8–12 % среди гнойно-септических заболеваний. Около 70 % пациентов с хроническим остеомиелитом, теряют трудоспособность, а более 60 % становятся инвалидами [3]. Даже применение самых современных методов лечения: использование аутотрансплантатов, алло- и ксеноимплантов, синтетических материалов и их комбинаций, новейших фармакологических препаратов и перевязочных материалов и других не всегда способны эффективно бороться с хроническим остеомиелитом. Перспективным направлением в лечении хронического остеомиелита является усиление репаративного остеогенеза, поиск остеоиндуктивных и остеокондуктивных материалов [4].

Цель: повышение эффективности купирования экспериментального остеомиелита путем применения гидрохирургической санации, лазерного излучения и коллагена.

Дизайн исследования. Моделирование хронического остеомиелита проводили на крысах линии Wistar, что было обусловлено их восприимчивостью к моделированию патологического процесса, устойчивостью к инфекциям, проведения гемоэксфузий в необходимых объемах для выполнения анализов и удобством в обращении. Моделирование экспериментального хронического остеомиелита проводилось в два этапа: 1-й этап – создание костной полости и моделирование в ней асептического воспаления (1–6-е сутки); 2-й этап – моделирование хронического остеомиелита (7–30-е сутки). На первом этапе под наркозом («Золетил-100» в дозе 8 мк/кг) в асептических условиях на выбритом от шерсти участке, в области наружной поверхности нижней трети бедра, производили линейный разрез кожи, подкожно-жировой клетчатки, фасции и мышцы длиной 1,5 см; обнажали метаэпифизарную зону бедренной кости, где с помощью микромоторного устройства создавали полость диаметром 3,5 мм. Полость промывали физиологическим раствором и осушали. Далее, в костную полость вносили марлевую турунду, смоченную 1 % раствором этоксисклерола, и фрагменты аутокости. На кожу шелковой нитью размером 1,0 накладывали один тотальный шов. На втором этапе, на 7-е сутки после операции, осуществляли операционный доступ к полученной полости путем иссечения послеоперационного рубца и тупого раздвигания мягких тканей с помощью однозубых крючков, в которую вводили культуру золотистого стафилококка в 2 % агаре, приготовленную по отработанной методике. Полученную микробную культуру, содержащую 150–200 тыс. микротел Staphilococcus aureus, инъекционно вводили в перфорационное отверстие кости [5]. Отверстие в кости пломбировали эркодонт-цементом, в рану вносили порошок пенициллина и ушивали наглухо. К 31-м суткам после внесения микробной культуры у животных развивался хронический остеомиелит, формировались свищи с гнойным отделяемым, что подтверждалось данными клинических, бактериологических, рентгенологических, гистологических и гистохимических исследований. Затем проводили лечение хронического остеомиелита с помощью следующих способов: хирургическая санация и воздействие коротковолновым лазерным излучением; хирургическая обработка и заполнение раны синтезированным коллагеном; хирургическая санация пораженной области и совместное применение лазерного излучения и синтезированного коллагена.

Описание медицинского вмешательства: Эксперименты проведены в 5 группах лабораторных животных: двух контрольных и трех опытных. Во всех группах моделировался хронический остеомиелит.

Группы исследования

Группа животных

Кол-во животных

Характер воздействия

1-я контрольная

30

Без лечения

2-я контрольная

30

Хирургическая санация очага (ХСО)

1-я опытная

30

ХСО + коротковолновое лазерное излучение (КВЛИ)

2-я опытная

30

ХСО + коллаген

3-я опытная

30

ХСО + КВЛИ + коллаген

Под наркозом (препарат «Золетил-100» в дозе 8 мк/кг) животные фиксировались на малом операционном столе, предназначенном для проведения операций на мелких лабораторных животных.

В 1-й контрольной группе лечение не проводилось. В остальных группах выполнялась двухэтапная хирургическая обработка пораженной области с применением гидроимпульсной и микромоторной обработок. На первом этапе проводили гидроимпульсную обработку направленную на удаление гнойно-некротических образований из костной полости. Гидроимпульсная обработка выполнялась с использованием устройства УГО-1 0,9 % раствором хлорида натрия с расстояния 8–10 см от дистального конца сопловой системы до тканей под углом 30–350 к поверхности воздействия. На втором этапе проводилась санация костной полости с помощью микромоторной установки, до появления “кровяной росы”. В 1-й основной группе после хирургической обработки проводилось облучение коротковолновым лазерным облучением (далее будет называться КВЛИ), которое получали при помощи установки АЛМОХ-0,1/0,25–«ЛАМИ» (длинна волны 1060 нм, расстояние – 6–8 см, мощность 3,5Вт, продолжительность – 10 минут). Во 2-й основной группе применялся гидролизированный коллаген (0,4г), который помещался в область пораженного очага при помощи микрохирургического мембранного шпателя до полного заполнения пораженной области. В 3-й группе использовались: КВЛИ совместно с коллагеном.

На первом этапе исследования изучали влияние КВЛИ на динамику развития микрофлоры. В ходе проведения исследования воздействовали КВЛИ с длиной волны 1060 нм с расстояния 6–8 см на колонии золотистого и сапрофитного стафилококка, и кишечную палочку. Применяли мощность излучения 2,5 Вт, 3,0 Вт, 3,5 Вт, т.к. при мощности 4 Вт происходило воспламенение световода, продолжительность – 3, 5, 8 и 10 мин. При мощности излучения в 2,5 Вт и 3,0 Вт рост колоний продолжался. При воздействии излучением мощностью в 3,5 Вт рост колоний не наблюдался только после 10 минутного воздействия.

На втором этапе данный метод применялся для обработки длинных трубчатых костей крыс-самцов линии Wistar с целью исключения деструкции ткани. В ходе проведенных исследований при гистологических исследованиях деструктивных изменений тканей выявлено не было.

Методы регистрации: Использовались следующие методы исследование: клинические, лабораторные (общий и биохимический анализ крови) и рентгенологическое.

Результаты исследования. Во всех группах на 7-е сутки животные были неподвижны, аппетит и двигательная активность снижены, шерсть ломкая. Локально отмечается гиперемия раны, свищи с гнойным отделяемым, болезненность при пальпации.

На 14-е и 28-е сутки в 1-й контрольной группе отмечалось истощение, угнетение общего состояния и аппетита, имеются свищевые ходы с гнойно-серозным отделяемым. Во 2-й контрольной группе общее состояние животных не изменилось, появилась минимальная двигательная активность, аппетит снижен, шерсть ломкая, пальпация болезненная. В опытных группах прослеживается умеренная положительная динамика.

На 60-е и 90-е сутки в контрольных группах отмечается ухудшение общего состояния: выраженный отек и гиперемия, свищевые ходы до 4–5 мм с обильным гнойным отделяемым. В опытных группах наблюдается положительная динамика: в 1-й группе незначительно снижена активность. Во 2-й и 3-й группах пальпация безболезненая, свищи отсутствуют

На 120-е сутки в контрольных группах положительной динамики не прослеживалось. В опытных группах общее состояние приближено к состоянию интактных животных, признаков воспаления и свищей нет.

При исследовании показателей общего анализа крови общее количество эритроцитов в опытных группах было выше чем в контрольных, при этом наилучшее значения показателя наблюдались во 2-й опытной группе. В дальнейшем результаты выравнивались. При этом в опытных группах наблюдался более значительный рост показателя. Во 2-й и 3-й опытных группах к 90 суткам исследования показатели приблизились к нормальным значениям. В контрольных группах уровень гемоглобина имел критически низкие показатели вплоть до 90 дня исследования. Во 2-й и 3-й опытных группах показатели гемоглобина нормализовался на 90 день проведения эксперимента. Выраженный тромбоцитоз наблюдался только в контрольных группах на протяжении всего эксперимента. Во всех опытных группах количество тромбоцитов было незначительно повышено, а к 120-й суткам эксперимента достигало нормальных значений.

В контрольных группах лейкоцитоз наблюдался на протяжении всего эксперимента, за счет прогрессирования воспаления. В 1-й опытной группе начиная с 7 суток имелась тенденция к снижению количества лейкоцитов. На фоне проводимого лечения во всех опытных группах наблюдалась незначительная лейкемическая реакция. В 3-й контрольной группе на 120 сутки уровень лейкоцитов соответствовал норме. При оценке уровня СОЭ во всех группах, участвовавших в эксперименте, на всех сроках наблюдается снижение показателей. В опытных группах на 120 сутки уровень СОЭ не превышал нормы.

Оценка динамики окислительного процесса: При анализе МДА в контрольных группах на фоне активации свободно радикального окисления липидов наблюдалось высокие значения МДА. В опытных группах на фоне проводимого лечения имелась тенденция к снижению показателя по сравнению с контрольными. При исследовании на 14-е 28-е 90-е и 120-е сутки в контрольных группах значения МДА практически не изменились, что свидетельствует о снижении регенеративных способностей костной ткани и увеличение интенсивности ПОЛ. Выраженная положительная динамика наблюдалась в 3-й контрольной группе при использовании комбинированного метода.

В контрольных группах на протяжении всего эксперимента наблюдался повышенный уровень 2,4–динитрофенилгидрозона (ДФНГ). Наиболее значимые различия наблюдались в контрольных группах: на 7-е сутки эксперимента в 3-й опытной группе показатели ДФНГ были приближены к нормальным значениям и составили 38,7 + 0,1 нмоль/л. В 1-й и 2-й контрольных группах данный показатель превышал нормальный в 3,0 раза. На 14-е и 28-е сутки в опытных группах значительных изменений не наблюдалось. На 90-е и 120-е сутки эксперимента во всех опытных группах отмечалось значительное снижение уровня ДФНГ. В 1-й опытной группе показатели были приближены к норме и составили 35,3 + 0,13 нмоль/л. Во 2-й и 3-й контрольных группах наблюдалась незначительное повышение уровня ДФНГ, но все равно данные были гораздо меньше, чем в контрольных группах

Данные рентгенологического исследования: В 1-й контрольной группе на протяжении всего эксперимента рентгенологическая картина характеризовалась наличием, секвестральной коробки, тотального секвестра, выраженной деструкцией, очагами остеосклероза и остеопороза. Признаками остеомиелита явилось образование тонкой линейной тени оссифицирующего периостита. Значимых различий на этом уровне исследования не наблюдалось. На 60-е и 90-е сутки появляются более контрастные участки некроза костной ткани, далее образование секвестров с зазубренными краями, сохраняются выраженные зоны остеопороза и остеосклероза. 2-й контрольной группе на 7-е и 14-е сутки наблюдается повышение затенённости за счет увеличения некротизированного участка, одиночные костные балки, увеличение толщины кости за счет периостальных наслоений, выраженная зона деструкции, значительный дефект костной ткани. На 28-е, 60-е и 90-е сутки – отек мягких тканей, сохраняется диффузный и гипертрофический остеопороз, количество костных балок уменьшено, они утолщены, снизилась зона деструкции, секвестры на данные экспериментальные сроки прослеживаются, на 120-е сутки происходит заращение костномозгового канала и на уровне поражения он вовсе не дифференцируется.

В 1-й контрольной группе на 14-е и 28-е сутки на рентгенограмме выявлялась зона склероза и утолщения. На 60-е и 90-е сутки исследования очаги деструкции выражены слабее и локализуются в толще кортикального слоя и в губчатом веществе метафиза; множественные, мелкие, неправильно-округлой или вытянутой формы с нечеткими контурами. Очаги деструкции сливаются между собой и создают картину пятнистых просветлений. Кость становится прозрачной. Кортикальный слой неравномерен и истончен.

Во 2-й контрольной группе на 7-е и 14-е сутки наблюдаются незначительные зоны остеосклероза и остеопороза, надкостница утолщена. На 28-е, 60-е, 90-е сутки образовалась интермедиоарная мозоль, костномозговой канал прослеживается четко. К 120–м суткам появляются нормальные гладкие контуры кости, в области диафиза прослеживается интенсивная, слившееся с корковым слоем тень ассимилированного периостального остеофита.

В 3-й контрольной группе диагностируется выраженная положительная динамика; зоны остеопороза и остеосклероза выражены единичными участками, прослеживаются четкие границы кортикального слоя, отсутствие секвестров и заполнения дефектов новообразованной костной тканью.

Таким образом, на основе результатов рентгенологического исследования определяется наиболее положительна динамика течения хронического остеомиелита в 3-й контрольной группе, где после гидрохирургической обработки использовалось сочетанное применение коротковолнового лазерного излучения и синтезированного коллагена.

Выводы:

1. Для более эффективного воздействия коротковолнового лазерного излучения перед проведением облучения необходимо провести качественную хирургическую обработку, направленную на удаление гнойно-некротических образований в пораженной области, например, с помощью гидроимпульсной установки, до появления «кровяной росы», затем выполнить обработку лазерным излучением с длиной волны 1060 нм и мощностью 3,5 Вт с расстояния 8–10 см в течение 10 мин.

2. При лечении хронического остеомиелита с помощью гидролизата коллагена, после проведения хирургической обработки, показатели крови нормализовались к 28-м суткам исследования, что свидетельствует о купировании фазы воспаления, нормализации общего состояния животного.

3. Наиболее эффективным методом в лечении хронического остеомиелита является сочетанное применение хирургической, лазерной обработок гнойно-некротического очага и коллагена.


Библиографическая ссылка

Золотухин В.О. ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОЛЛАГЕНА В КУПИРОВАНИИ ХРОНИЧЕСКОГО ОСТЕОМИЕЛИТА // Научное обозрение. Педагогические науки. – 2019. – № 5-3. – С. 60-64;
URL: https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=2195 (дата обращения: 28.07.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074