Способ лечения несросшегося перелома костей конечности

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть применено при лечении несросшихся переломов костей конечностей.

Известны способы сращения костных отломков путем костной пластики - свободного перемещения кортикального, кортикально-губчатого или губчатого аутотрансплантатов в область несросшегося перелома или ложного сустава трубчатой кости в сочетании с остеосинтезом или без него [(1) В.Д. Чаклин. Костная пластика. - М., Медицина, 1971, с. 9-17].

Однако, перечисленные способы весьма травматичны, поскольку сопряжены с забором аутотрансплантата, расширением оперативного доступа к области несросшегося перелома или ложного сустава, необходимости скелетирования концов костных отломков, связанного как с внедрением и адаптацией аутотрансплантата в сформированном ложе, так и последующим остеосинтезом.

Известен способ сращения костных отломков, заключающийся в том, что с целью ускорения сращения отломков в условиях стабильного остеосинтеза, в область регенерата вводят протеолитический фермент [(2) Способ сращения костных отломков: авторское свидетельство СССР 628900, МКИ А61В 17/60, / Зоря В.И., Фищенко П.Я.; заявитель Московский областной научно-клинический институт им. М.Ф. Владимирского - №2499003, заявл. 13.05.1977; опубл. 25.10.1978]. Однако указанный выше способ имеет ряд существенных недостатков, а именно - действие фермента проявляется только при наличии регенерата или первичной костной мозоли, что удлиняет сроки лечения. При наличии межотломковых рубцовых образований и спаек, закрывающих или перекрывающих концы костных фрагментов и просвет их костно-мозгового канала, протеолитический фермент не всегда способен их лизировать. Кроме того, после его введения он долго не задерживается в зоне несросшегося перелома или ложного сустава, так как его растворителем является либо физиологический раствор, либо раствор новокаина, которые по своей консистенции не создают депо в межотломковом пространстве.

Известен способ пластического восстановления целости трубчатых костей при ложных суставах и костных дефектах, основанный на применении композитных материалов, содержащих коллаген и гидроксиапатит [(3) Лазарев А.Ф., Кесян Г.А., Уразгильдеев Р.З., Челяпов В.Н. Применение гидроксиапатитсодержащего препарата при лечении сложных переломов длинных костей и их последствий. Тезисы докладов VII съезда травматологов-ортопедов России. Новосибирск, 2002 г. - т. 2. - стр. 82].

При этом используют препарат в виде пластин в гранулированной и гелевой формах, вводя его путем обкалывания фрагментов или заполнения им костных дефектов между отломками в процессе или после чрескостного, накостного или интрамедуллярного остеосинтеза. Это позволяет обеспечить восстановление целости кости и заместить костные дефекты. Указанный способ не требует расширения зоны оперативного вмешательства для получения костно-пластического материала. Отрицательным моментом известного способа является то, что для обеспечения сращения ложного сустава требуется производить мобилизацию и резекцию склерозированных концов костных отломков, а это приводит к нарушению кровоснабжения поврежденной кости на микроциркуляторном уровне и к укорочению сегмента конечности.

Известно, что одной из основных причин рецидивов ложных суставов при их лечении в условиях стабильного остеосинтеза является развивающееся нарушение кровоснабжения отломков. В то же время, межотломковая рубцовая ткань, как было установлено в эксперименте, [(4) Schenk R., WilleneggerH.HistologiederprimarenKnochenheilung. // LangebecksArch. Klin. Chir. - 1964. - Bd. 308. - S. 440-452], не является препятствием для восстановления целости кости, поскольку рубцовая ткань в процессе регенерации в условиях стабильного остеосинтеза и хорошего уровня кровоснабжения перестраивается в костную.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ локальной стимуляции остеогенеза, предложенный профессором В.И. Зорей, для лечения несращения костей [(5) Способ ускоренного сращения костных отломков: пат. 2195216 Рос. Федерация: МПК А61В 17/56, А61К 35/28/ Зоря В.И., Ярыгин Н.В., Азарян Г.Р.; - заявительи патентообладатель Зоря В.И., Ярыгин Н.В, Азарян Г.Р. - №20011285663/14; заявл. 17.11.2000; опубл. 17.11.2000, Бюл. №36], который осуществляют следующим образом. В условиях стабильной фиксации отломков первым этапом под контролем электронно-оптического преобразователя (ЭОП) производят пункцию зоны ложного сустава. Затем внутрикостной иглой пунктируют крыло подвздошной кости. В шприц засыпают порошок кристаллического химотрипсина. Через иглу в крыле подвздошной кости в шприц с химотрипсином аспирируют 3-5 мл костного мозга. Затем через предварительно установленные иглы полученную смесь вводят в зону ложного сустава.

Однако, отрицательным моментом данного способа является то, что для обеспечения сращения ложного сустава вместе с костным мозгом вводят химотрипсин, на который, как отмечает автор, имели место 4 случая развитие побочных эффектов. Три из них в виде тяжелого бронхоспазма интраоперационно сразу после введения фермента и один в послеоперационном периоде, характеризующийся тромбозом глубоких вен оперированной конечности.

Технический результат состоит в том, что предлагаемая технология лечения является малоинвазивной, более физиологичной за счет щадящего воздействия на поврежденные ткани, позволяет достичь в более короткий срок восстановления целостности ткани, восстановить опороспособность и функцию конечности, а также предупредить возможные осложнения инфекционно-воспалительного характера.

Результат предполагаемого изобретения достигается тем, что в межотломковое пространство однократно вводят смесь растворов, содержащую 3-5 мл костного мозга и 8 млн МЕ/0,5 мл интерферон бета-1b, в условиях стабильного остеосинтеза.

Препарат интерферон бета-1b производят в форме готового раствора 8 млн МЕ/0,5 мл в преднаполненных шприцах. И, следовательно, не требует предварительного разведения. Данный препарат не содержит веществ донорского происхождения, и поэтому не несет риска передачи вирусных заболеваний, болезни Крейтцфельдта-Якоба и других инфекционно-воспалительных осложнений.

Известно, что в процессе онтогенеза экспрессируются факторы роста, которые могут запускать основополагающие процессы дифференцировки и роста тканей. Однако, в зрелом организме способность регенерировать структурно и функционально поврежденные ткани в значительной степени утрачивается. Снижение способности к регенерации обусловлено снижением экспрессии факторов роста, которые в свою очередь контролируют экспрессию белков, необходимых для синтеза тканей. Среди многочисленных эндогенных факторов, обладающих контрольно-регуляторными функциями, важное место отводится интерферонам (IFN). Интерфероны относятся к семейству белков, оказывающих разнообразные эффекты на клетки-мишени, обладающие антивирусной, иммуномодулирующей активностью. В зависимости от клеток продуцентов различают следующие субтипы: альфа субтип, бета субтип, гамма субтип [(6) Кетлинский С.А. Цитокины. / С.А. Кетлинский, А.С.Симбирцев - СПб.: Фолиант, 2008. - 549 с.].

Интерферон-бета оказывает воздействие на разные клетки организма, являясь медиатором иммунного ответа, включая экспрессию молекул главного комплекса гистосовместимости, цитокиновых рецепторов для фактора некроза опухолей, интерлейкинов, колониестимулирующих факторов и других факторов роста. Доказана роль интерферона-бета в регуляции остеогенных процессов и патологической деструкции костной ткани. Установлено, что IFN-J3 повышает чувствительность остеобластов к действию костного морфогенетического белка - 2 (ВМР-2), таким образом усиливает дифференцировку остеобластов и способствует физиологическому поддержанию костной массы [(7) Abraham А.К., Ramanathan М., Weinstock-Guttman В., et al. Mechanisms of interferon-beta effects on bone homeostasis. Biochem. Pharmacol. 2009; 77(12): С 1757-1762].

В эксперименте доказано, что интерферон-бета способствует улучшению микроциркуляции вокруг поврежденных тканей в зоне перелома за счет стимуляции ангиогенеза, стимулирует структурную регенерацию хрящевой, костной, мышечной тканей, способствует снижению частоты гнойно-воспалительных осложнений [(8) Способ приготовления средства, обладающего свойством стимуляции регенерации хрящевой, костной, мышечной тканей и способ стимуляции регенерации хрящевой, костной, мышечной тканей с использованием приготовленного средства: пат. 2527701 Рос. Федерация: МПК А61К 38/21, А61К 47/30/ Лебедев В.Ф., Дмитриева Л.А., Шурыгина И.А.; заявитель и патентообладатель ФГБУ «Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии» СО РАМН. - №20131233962/15; заявл. 24.05.2013; опубл. 10.09.2014, Бюл. №25].

Проведенные патентные исследования по подклассам А61В 17/56, А61К 38/21 и анализ научно-медицинской информации, отражающей существующий уровень оперативного лечения несросшегося перелома костей конечностей, не выявили технологий, идентичных предложенной. Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и известных технологий позволяет сделать вывод о том, что предлагаемый способ отличается вышеуказанными приемами и соответствует критерию изобретения «новизна».

На основании анализа экспериментального и клинического материала авторами заявляемого способа выявлены следующие преимущества:

1. Однократное введение приготовленного средства позволяет улучшить микроциркуляцию в зоне несращения за счет стимуляции ангиогенеза.

2. Однократное введение приготовленного средства позволяет стимулировать структурную регенерацию костной, хрящевой и мышечной тканей.

Положительным достижением предлагаемого способа является:

1. Ускоренное образование структурной костной мозоли в области перелома. В эксперименте на животных (крысы-самцы линии Вистар) в опытной группе на 35 сутки мозоль полностью представлена костной тканью с уже сформировавшимися костными балками. В группе контроля регенерат включает в себя хондрогенную ткань, замещающуюся остеогенной с формирующимися костными балками.

2. Усиление энхондрального окостенения (в опытной группе на 14 сутки у всех животных отмечено формирование больших зон хрящевой ткани, периостальные очаги остеогенеза, а у животных контрольной группы имеется формирующаяся мозоль представленная фиброзной тканью, замещающейся хрящевой тканью).

3. Стимуляция ангиогенеза (в эксперименте доказано, что интерферон-бета способствует улучшению микроциркуляции вокруг поврежденных тканей в зоне перелома за счет стимуляции ангиогенеза).

4. Стимуляция миогенеза (отмечено значительное усиление регенерации мышечной ткани у опытной группы животных по сравнению с контрольной группой, что выражалось в усилении деления миосаттелитов в зоне травмы у животных опытной группы).

5. Снижение частоты гнойно-воспалительных осложнений (выявлено, что частота гнойно-воспалительных осложнений в опытной группе достоверно ниже, чем группе контроля (Z=2,616, р=0,0089).

6. Применение Интерферона-бета в предлагаемой дозировке 8 млн МЕ/0,5 мл интерферон бета-1b, в смеси 3-5 мл костного мозга, особенно в осложненных случаях, в анатомических зонах с проблемным кровоснабжением, значительно ускоряет процесс сращения костных отломков и снижает вероятность осложнений.

Из выше изложенного следует, что заявляемый способ соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемая технология предназначена для специалистов травматолого-ортопедических отделений лечебных учреждений и может быть воспроизведена неоднократно в клинической практике. Вышеизложенное дает основание считать, что заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Предлагаемый способ лечения несросшегося перелома костей конечностей поясняется рисунками:

Фиг. 1 - Рентгенограммы пациента П. через 6 месяцев после остеосинтеза по поводу перелома костей левой голени на границе средней и нижней трети, определяются четкие контуры концов отломков. Межотломковая щель просматривается на всем протяжении, перекрывается тенями низкой интенсивности. Контуры кортикальных пластинок четкие. Периостальные разрастания отсутствуют. Сращение перелома костей голени нет.

Фиг. 2 - Рентгенограммы пациента П. через 1 месяц после лечения предлагаемым способом, контуры концов отломков сглажены, в межотломковой щели появились гомогенные тени. Контуры кортикальных пластинок не четкие, прослеживаются признаки образования мозоли, резорбции в местах контакта пластины и винтов нет.

Фиг. 3 - Рентгенограммы пациента П. через 1,8 месяца после стимуляции, межотломковая щель практически не определяется, кортикальные пластинки с четкими контурами, периостальные разрастания прослеживаются лишь на отдельных участках гиперостоза, окружающего зону бывшего не сросшегося перелома, резорбции в местах контакта пластины и винтов нет.

Фиг. 4. - Рентгенологический контроль результата лечения пациента П. через 8,5 мес. после получения травмы. На рентгенограммах костей левой голени металлоконструкция удалена, имеется полное сращение области перелома с восстановлением костно-мозгового канала и непрерывности кортикальных стенок костей голени.

Сущность предлагаемого «Способа лечения несросшегося перелома костей конечности» заключается в следующем.

Под проводниковой анестезией в положении больного на операционном столе «на спине» с помощью внутрикостной иглы производят пункцию мыщелка бедра либо тела подвздошной кости в области гребня. Удаляют мандрен внутрикостной иглы, присоединяют шприц объемом 10 мл и набирают 3-5 мл костного мозга. Шприц отсоединяют. Удаляют внутрикостную иглу. Содержимое шприца смешивают с 8 млн МЕ/0,5 мл интерферон бета-1b. Затем при помощи внутрикостной иглы под контролем электронно-оптического преобразователя (ЭОП) содержимое шприца (костный мозг с 8 млн МЕ/0,5 мл интерферона бета-1b) вводят медленно в межотломковое пространство несросшегося перелома длинной кости. На раны в местах забора костного мозга и в проекции несросшегося перелома накладывают асептические повязки.

Приводим клинический пример выполнения оперативного лечения несросшегося перелома костей конечности.

Водитель такси П., 54 лет, в результате ДТП получил закрытый перелом костей левой голени на границе средней и нижней трети диафиза. Доставлен в ОГАУЗ «Медсанчасть ПАЛО», где больному была сделана операция: открытая репозиция костных фрагментов, накостный, погружной остеосинтез пластиной с винтами. Через 6 месяцев после операции произведен этапный рентгенологический контроль костей левой голени в 2-х проекциях и было выявлено отсутствие признаков консолидации области перелома (см. приложение к описанию заявки, фиг. 1).

Применен предлагаемый способ лечения. Под проводниковой анестезией больному произведена аутотрансплантация нативного костного мозга, взятого из крыла левой подвздошной кости в объеме 4,0 мл, добавлено 8 млн МЕ/0,5 мл интерферона бета-1b (производитель - БИОКАД, Россия). Полученная смесь шприцем введена в область несросшегося перелома левой большеберцовой кости. На третьи сутки после введения смеси препаратов в зону несросшегося перелома пациент приступил к нагрузке в режиме ежедневного возрастания от 15% веса тела до 90% к трем неделям (см. приложение к описанию заявки, фиг. 2). Послеоперационный период протекал без осложнений. Спустя 1,8 месяца после аутотрансплантации костного мозга в смеси с интерфероном бета-1b, опороспособность конечности была восстановлена. На контрольной рентгенограмме левой большеберцовой и малоберцовой костей в 2-х проекциях наступила консолидация области перелома (см. приложение к описанию заявки, фиг. 3). Через 8,5 месяцев удалена металлоконструкция, восстановлена функция конечности (см. приложение к описанию заявки, фиг. 4).

По данной методике нами прооперировано 10 пациентов с несросшимися переломами костей голени. Преобладали лица мужского пола (60%). Подавляющее большинство пациентов находилось в наиболее трудоспособном возрасте от 20 до 50 лет. Средний возраст мужчин составил 40,2 года, женщин - 48,5 лет. Среди 10 пациентов с несросшимися переломами сращение в послеоперационном периоде достигнуто во всех наблюдениях, осложнений не наблюдалось. Срок сращения переломов костей конечностей составил 1,8 месяца после применения для ускорения стабилизации переломов предлагаемого способа, а при использовании других известных технологий лечения сращение переломов наступило после 2-х месяцев.

Таким образом, предлагаемый «Способ лечения несросшегося перелома костей конечности» на основе анализа экспериментальных и клинических исследований показали, что предлагаемая технология лечения является менее травматичной, более физиологичной за счет щадящего воздействия на поврежденные ткани, позволяет достичь в более короткий срок восстановления целостности ткани, восстановить опороспособность и функцию конечности, а также предупредить возможные осложнения инфекционно-воспалительного характера.

Источники информации

1. В.Д. Чаклин. Костная пластика. - М., Медицина, 1971, с. 9-17.

2. Способ сращения костных отломков: авторское свидетельство СССР 628900, МКИ А61В 17/60, / Зоря В.И., Фищенко П.Я.; заявитель Московский областной научно-клинический институт им. М.Ф. Владимирского - №2499003, заявл. 13.05.1977; опубл. 25.10.1978.

3. Лазарев А.Ф., Кесян Г.А., Уразгильдеев Р.З., Челяпов В.Н. Применение гидроксиапатитсодержащего препарата при лечении сложных переломов длинных костей и их последствий. Тезисы докладов VII съезда травматологов-ортопедов России. Новосибирск, 2002 г. - т. 2. - с. 82.

4. Schenk R., WilleneggerH.HistologiederprimarenKnochenheilung. // LangebecksArch. Klin. Chir. - 1964. - Bd. 308. - S. 440-452.

5. Способ ускоренного сращения костных отломков: пат. 2195216 Рос. Федерация: МПК А61В 17/56, А61К 35/28/ Зоря В.И., Ярыгин Н.В., Азарян Г.Р.; - заявительи патентообладатель Зоря В.И., Ярыгин Н.В, Азарян Г.Р. - №20011285663/14; заявл. 17.11.2000; опубл. 17.11.2000, Бюл. №36.

6. Кетлинский С.А. Цитокины. / С.А. Кетлинский, А.С.Симбирцев - СПб.: Фолиант, 2008. - 549 с.

7. Abraham А.К., Ramanathan М., Weinstock-Guttman В., et al. Mechanisms of interferon-beta effects on bone homeostasis. Biochem. Pharmacol. 2009; 77(12): 1757-1762.

8. Способ приготовления средства, обладающего свойством стимуляции регенерации хрящевой, костной, мышечной тканей и способ стимуляции регенерации хрящевой, костной, мышечной тканей с использованием приготовленного средства: пат. 2527701 Рос. Федерация: МПК А61К 38/21, А61К 47/30 / Лебедев В.Ф., Дмитриева Л.А., Шурыгина И.А.; заявитель и патентообладатель ФГБУ «Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии» СО РАМН. - №20131233962/15; заявл. 24.05.2013; опубл. 10.09.2014, Бюл. №25.