СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ТРАВМАТИЧЕСКИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ СПИННОГО МОЗГА С ОДНОВРЕМЕННЫМ УСКОРЕНИЕМ ЕГО РЕГЕНЕРАЦИИ

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, к способу экспериментального хирургического лечения травматических повреждений спинного мозга с одновременным ускорением его регенерации и может быть использовано при лечении пациентов с травматическим повреждением спинного мозга в условиях хирургических, травматологических и других стационаров.

Известен способ лечения повреждений спинного мозга при его рубцовом изменении, включающий размещение по задней поверхности спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата без его компрессии, выполненного из магнитного материала в биосовместимой матрице, затем периодическое размещение экспериментального животного в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности воздействия постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга (см. патент РФ №2285484, A61B 17/56. 10.06.2006 г.).

Однако известный способ лечения повреждений спинного мозга при своем использовании обладает следующими недостатками:

- не обеспечивает достаточно полное восстановление функции спинного мозга дистальнее зоны его повреждения,

- не обеспечивает благоприятные условия для достаточного роста нейроглии с прорастанием аксонов реципиента из неповрежденного проксимального отдела спинного мозга в (в дефект) дистальный для восстановления его проводящей функции,

- не обеспечивает уменьшение образования рубцовой ткани в области травмы спинного мозга,

- не обеспечивает достаточное повышение эффективности восстановительного процесса,

- не устраняет отек мозговой ткани.

Задачей изобретения является создание способа экспериментального хирургического лечения травматических повреждений спинного мозга с одновременным ускорением его регенерации.

Техническим результатом является обеспечение достаточно полного восстановления функции спинного мозга дистальнее зоны его повреждения, обеспечение благоприятных условий для достаточного роста нейроглии с прорастанием аксонов реципиента из неповрежденного проксимального отдела спинного мозга в дистальный для восстановления его проводящей функции, обеспечение уменьшения образования рубцовой ткани в области травмы спинного мозга, а также достаточное устранение отека мозговой ткани.

Технический результат достигается тем, что предложен способ экспериментального хирургического лечения травматических повреждений спинного мозга с одновременным ускорением его регенерации, включающий размещение по задней поверхности дистального конца спинного мозга экспериментального животного без его компрессии биосовместимого имплантата, выполненного из магнитного материала в биосовместимой среде, затем периодически помещают экспериментальное животное в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга, при этом в качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата используют желатин животного или растительного происхождения, в котором иммобилизованы в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного магнетита или ферромагнитного феррита в количестве 18-42 мас.% с размером наночастиц 2,0-38 нм и с напряженностью магнитного поля (H) 5-10 мТл, а магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга с одновременным ускорением его регенерации осуществляют сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,15-0,35 Тл, при этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрана от 1 до 2 раз в сутки с длительностью внешнего воздействия от 2 до 8 минут за один сеанс, количество которых выбрано от 2 до 4. При этом в качестве желатина животного происхождения матрицы биосовместимого имплантата используют агар-агар, а в качестве желатина растительного происхождения используют пектин. При этом в матрицу биосовместимого имплантата могут быть дополнительно введены способствующие росту и пролиферации клеток полиамины, например спермин или спермидин, в количестве 1-5 мас.%.

Способ осуществляется следующим образом. Исследование проведено на 30 лабораторных крысах-самцах линии Вистор одной возрастной группы (10-14 месяцев) массой 220-250 г при наличии контрольной группы из 15 лабораторных крысах-самцах линии Вистор. Содержание крыс в виварии и проведение экспериментов соответствовали «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных», а также принципам Хельсинской декларации (2000 г).

Выполняют методом стандартной рентгенографии снимки позвоночника экспериментального животного в 2-х проекциях, а также определяют с использованием многослойной спиральной компьютерной томографии наличие аномалий позвонков, а также дисплазию спинного мозга. Затем выполняют хирургический доступ к спинному мозгу животного разрезом кожного покрова в проекции позвонков грудного отдела (Th₆-Th₈). Отсекают мышцы и выполняют ламинэктомию на уровне позвонков Th₇-Th₈ с выделением дурального мешка. Осуществляют разрез твердой мозговой оболочки и выполняют поперечный разрез 50% спинного мозга в качестве экспериментального травматического нарушения его целостности. На задней поверхности дистального конца травмированного спинного мозга экспериментального животного размещают без компрессии биосовместимый имплантат, выполненный из размещенного в биосовместимой среде магнитного материала. В качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата используют желатин животного или растительного происхождения, в котором иммобилизован в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного магнетита или ферромагнитного феррита в количестве 18-42 мас.% с размером наночастиц 2,0-38 нм и с напряженностью магнитного поля (H) 5-10 мТл. При этом в качестве желатина животного происхождения используют агар-агар, в качестве желатина растительного происхождения используют пектин, причем в желатин матрицы биосовместимого имплантата может быть дополнительно введены способствующие росту и пролиферации клеток полиамины, например спермин или спермидин, в количестве 1-5 мас.%.

Экспериментальное животное периодически помещают в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга. Магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга экспериментального животного с одновременным ускорением его регенерации осуществляют сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,15-0,35 Тл. При этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрана от 1 до 2 раз в сутки с длительностью внешнего воздействия от 2 до 8 минут за один сеанс, количество которых выбрано от 2 до 4.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный способ экспериментального хирургического лечения травматических повреждений спинного мозга с одновременным ускорением его регенерации, отличительными являются:

- использование в качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата желатина животного или растительного происхождения,

- иммобилизация в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнителя в виде наночастиц ферромагнитного магнетита или наночастиц ферромагнитного феррита в количестве 18-42 мас.% с размером наночастиц 2,0-38 нм и с напряженностью магнитного поля (H) 5-10 мТл,

- осуществление магнитного воздействия на травматические повреждения спинного мозга с одновременным ускорением его регенерации сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,15-0,35 Тл, при этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрана от 1 до 2 раз в сутки с длительностью внешнего воздействия от 2 до 8 минут за один сеанс, количество которых выбрано от 2 до 4,

- использование в качестве желатина животного происхождения матрицы биосовместимого имплантата агар-агара, а в качестве желатина растительного происхождения пектина,

- дополнительное введение в матрицу биосовместимого имплантата способствующих росту и пролиферации клеток полиаминов, например спермина или спермидина, в количестве 1-5 мас.%.

Экспериментальные исследования предложенного способа экспериментального хирургического лечения травматических повреждений спинного мозга с одновременным ускорением его регенерации на 30 экспериментальных животных-крысах показали его высокую эффективность. Предложенный способ экспериментального хирургического лечения травматических повреждений спинного мозга с одновременным ускорением его регенерации при своем использовании обеспечивает достаточно полное восстановление функции спинного мозга дистальнее зоны его повреждения, обеспечивает благоприятные условия для достаточного роста нейроглии с прорастанием аксонов реципиента из неповрежденного проксимального отдела спинного мозга в дистальный для восстановления его проводящей функции, обеспечивает уменьшение образования рубцовой ткани в области травмы спинного мозга, а также достаточно устраняет отек мозговой ткани экспериментального животного.

Реализация предложенного способа экспериментального хирургического лечения травматических повреждений спинного мозга с одновременным ускорением его регенерации иллюстрируется следующими экспериментальными примерами.

Пример 1. В лабораторных условиях выполнили искусственное травматическое повреждение спинного мозга экспериментальной лабораторной крысы-самца линии Вистор 11 месяцев массой 220 грамм.

Выполнили методом стандартной рентгенографии снимки позвоночника экспериментального животного в 2-х проекциях, а также определили с использованием многослойной спиральной компьютерной томографии наличие аномалий позвонков и дисплазию спинного мозга. Затем выполнили хирургический доступ к спинному мозгу животного и осуществили поперечный разрез 50% спинного мозга в качестве экспериментального травматического нарушения его целостности. На задней поверхности дистального конца травмированного спинного мозга экспериментального животного разместили без компрессии биосовместимый имплантат, выполненный из размещенного в биосовместимой среде магнитного материала.

В качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата использовали желатин животного происхождения - агар-агара. В желатин иммобилизовали в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного магнетита в количестве 18 мас.% с размером наночастиц 38 нм и с напряженностью магнитного поля (H) 10 мТл. Экспериментальное животное периодически помещали в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга. Магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга экспериментального животного с одновременным ускорением его регенерации осуществляли сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,15 Тл. При этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрали 1 раз в сутки с длительностью внешнего воздействия 8 минут за один сеанс при 4 сеансах.

Пример 2. В лабораторных условиях выполнили искусственное травматическое повреждение спинного мозга экспериментальной лабораторной крысы-самца линии Вистор 12 месяцев массой 230 грамм.

Выполнили методом стандартной рентгенографии снимки позвоночника экспериментального животного в 2-х проекциях, а также определили с использованием многослойной спиральной компьютерной томографии наличие аномалий позвонков и дисплазию спинного мозга. Затем выполнили хирургический доступ к спинному мозгу животного и осуществили поперечный разрез 50% спинного мозга в качестве экспериментального травматического нарушения его целостности. На задней поверхности дистального конца травмированного спинного мозга экспериментального животного разместили без компрессии биосовместимый имплантат, выполненный из размещенного в биосовместимой среде магнитного материала.

В качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата использовали желатин растительного происхождения - пектин, содержащий 1 мас.% спермина. В желатин иммобилизовали в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного магнетита в количестве 29 мас.% с размером наночастиц 20 нм и с напряженностью магнитного поля (H) 5 мТл. Экспериментальное животное периодически помещали в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга. Магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга экспериментального животного с одновременным ускорением его регенерации осуществляли сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,35 Тл. При этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрали 1 раз в сутки с длительностью внешнего воздействия 2 минуты за один сеанс при 3 сеансах.

Пример 3. В лабораторных условиях выполнили искусственное травматическое повреждение спинного мозга экспериментальной лабораторной крысы-самца линии Вистор 12 месяцев массой 250 грамм.

Выполнили методом стандартной рентгенографии снимки позвоночника экспериментального животного в 2-х проекциях, а также определили с использованием многослойной спиральной компьютерной томографии наличие аномалий позвонков и дисплазию спинного мозга. Затем выполнили хирургический доступ к спинному мозгу животного и осуществили поперечный разрез 50% спинного мозга в качестве экспериментального травматического нарушения его целостности. На задней поверхности дистального конца травмированного спинного мозга экспериментального животного разместили без компрессии биосовместимый имплантат, выполненный из размещенного в биосовместимой среде магнитного материала.

В качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата использовали желатин животного происхождения - агар-агара, содержащий 5 мас.% спермидина. В желатин иммобилизовали в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного магнетита в количестве 42 мас.% с размером наночастиц 2 нм и с напряженностью магнитного поля (Н) 7 мТл. Экспериментальное животное периодически помещали в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга. Магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга экспериментального животного с одновременным ускорением его регенерации осуществляли сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,2 Тл. При этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрали 2 раза в сутки с длительностью внешнего воздействия 4 минут за один сеанс при 4 сеансах.

Пример 4. В лабораторных условиях выполнили искусственное травматическое повреждение спинного мозга экспериментальной лабораторной крысы-самца линии Вистор 12 месяцев массой 240 грамм.

Выполнили методом стандартной рентгенографии снимки позвоночника экспериментального животного в 2-х проекциях, а также определили с использованием многослойной спиральной компьютерной томографии наличие аномалий позвонков и дисплазию спинного мозга. Затем выполнили хирургический доступ к спинному мозгу животного и осуществили поперечный разрез 50% спинного мозга в качестве экспериментального травматического нарушения его целостности. На задней поверхности дистального конца травмированного спинного мозга экспериментального животного разместили без компрессии биосовместимый имплантат, выполненный из размещенного в биосовместимой среде магнитного материала.

В качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата использовали желатин растительного происхождения - пектин, содержащий 3 мас.% спермина. В желатин иммобилизовали в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного магнетита в количестве 29 мас.% с размером наночастиц 24 нм и с напряженностью магнитного поля (Н) 7,5 мТл. Экспериментальное животное периодически помещали в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга. Магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга экспериментального животного с одновременным ускорением его регенерации осуществляли сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,35 Тл. При этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрали 1 раз в сутки с длительностью внешнего воздействия 2 минуты за один сеанс при 3 сеансах.

Пример 5. В лабораторных условиях выполнили искусственное травматическое повреждение головного мозга экспериментальной лабораторной крысы-самца линии Вистор 13 месяцев массой 250 грамм.

Выполнили методом стандартной рентгенографии снимки позвоночника экспериментального животного в 2-х проекциях, а также определили с использованием многослойной спиральной компьютерной томографии наличие аномалий позвонков и дисплазию спинного мозга. Затем выполнили хирургический доступ к спинному мозгу животного и осуществили поперечный разрез 50% спинного мозга в качестве экспериментального травматического нарушения его целостности. На задней поверхности дистального конца травмированного спинного мозга экспериментального животного разместили без компрессии биосовместимый имплантат, выполненный из размещенного в биосовместимой среде магнитного материала.

В качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата использовали желатин растительного происхождения - пектин, содержащий 1 мас.% спермина. В желатин иммобилизовали в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного феррита в количестве 18 мас.% с размером наночастиц 2,0 нм и с напряженностью магнитного поля (Н) 5 мТл.

Экспериментальное животное периодически помещали в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга. Магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга экспериментального животного с одновременным ускорением его регенерации осуществляли сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,35 Тл. При этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрали 2 раза в сутки с длительностью внешнего воздействия 5 минут за один сеанс при 4 сеансах.

Пример 6. В лабораторных условиях выполнили искусственное травматическое повреждение головного мозга экспериментальной лабораторной крысы-самца линии Вистор 10 месяцев массой 220 грамм.

Выполнили методом стандартной рентгенографии снимки позвоночника экспериментального животного в 2-х проекциях, а также определили с использованием многослойной спиральной компьютерной томографии наличие аномалий позвонков и дисплазию спинного мозга. Затем выполнили хирургический доступ к спинному мозгу животного и осуществили поперечный разрез 50% спинного мозга в качестве экспериментального травматического нарушения его целостности. На задней поверхности дистального конца травмированного спинного мозга экспериментального животного разместили без компрессии биосовместимый имплантат, выполненный из размещенного в биосовместимой среде магнитного материала.

В качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата использовали желатин растительного происхождения - пектин, содержащий 5 мас.% спермидина. В желатин иммобилизовали в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного феррита в количестве 32 мас.% с размером наночастиц 22 нм и с напряженностью магнитного поля (Н) 7,5 мТл.

Экспериментальное животное периодически помещали в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга. Магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга экспериментального животного с одновременным ускорением его регенерации осуществляли сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,2 Тл. При этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрали 1 раз в сутки с длительностью внешнего воздействия 2 минуты за один сеанс при 3 сеансах.

Пример 7. В лабораторных условиях выполнили искусственное травматическое повреждение головного мозга экспериментальной лабораторной крысы-самца линии Вистор 12 месяцев массой 235 грамм.

Выполнили методом стандартной рентгенографии снимки позвоночника экспериментального животного в 2-х проекциях, а также определили с использованием многослойной спиральной компьютерной томографии наличие аномалий позвонков и дисплазию спинного мозга. Затем выполнили хирургический доступ к спинному мозгу животного и осуществили поперечный разрез 50% спинного мозга в качестве экспериментального травматического нарушения его целостности. На задней поверхности дистального конца травмированного спинного мозга экспериментального животного разместили без компрессии биосовместимый имплантат, выполненный из размещенного в биосовместимой среде магнитного материала.

В качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата использовали желатин растительного происхождения - пектин, содержащий 1 мас.% спермидина. В желатин иммобилизовали в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного феррита в количестве 42 мас.% с размером наночастиц 38 нм и с напряженностью магнитного поля (Н) 5 мТл.

Экспериментальное животное периодически помещали в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга. Магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга экспериментального животного с одновременным ускорением его регенерации осуществляли сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,35 Тл. При этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрали 2 раза в сутки с длительностью внешнего воздействия 5 минут за один сеанс при 2 сеансах.

Пример 8. В лабораторных условиях выполнили искусственное травматическое повреждение головного мозга экспериментальной лабораторной крысы-самца линии Вистор 13 месяцев массой 250 грамм.

Выполнили методом стандартной рентгенографии снимки позвоночника экспериментального животного в 2-х проекциях, а также определили с использованием многослойной спиральной компьютерной томографии наличие аномалий позвонков и дисплазию спинного мозга. Затем выполнили хирургический доступ к спинному мозгу животного и осуществили поперечный разрез 50% спинного мозга в качестве экспериментального травматического нарушения его целостности. На задней поверхности дистального конца травмированного спинного мозга экспериментального животного разместили без компрессии биосовместимый имплантат, выполненный из размещенного в биосовместимой среде магнитного материала.

В качестве биосовместимой матрицы размещаемого в области повреждения спинного мозга экспериментального животного биосовместимого имплантата использовали желатин животного происхождения - агар-агара. В желатин иммобилизовали в качестве магнитного материала биосовместимого имплантата наполнитель в виде наночастиц ферромагнитного феррита в количестве 28 мас.% с размером наночастиц 10 нм и с напряженностью магнитного поля (Н) 10 мТл.

Экспериментальное животное периодически помещали в постоянное магнитное поле, при этом вектор напряженности постоянного магнитного поля совпадает с кранио-каудальной ориентацией проводящих путей спинного мозга. Магнитное воздействие на травматические повреждения спинного мозга экспериментального животного с одновременным ускорением его регенерации осуществляли сочетанным взаимодействием магнитного поля биосовместимого магнитного имплантата и внешнего вращающегося постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,15 Тл. При этом периодичность внешнего магнитного воздействия выбрали 1 раз в сутки с длительностью внешнего воздействия 8 минут за один сеанс при 4 сеансах.