СПОСОБ СОЗДАНИЯ МОДЕЛИ ОСТЕОАРТРОЗА КОЛЕННОГО СУСТАВА КРОЛИКА ТРАВМАТИЧЕСКОГО ГЕНЕЗА

Изобретение относится к медицине, а именно к клинико-экспериментальной травматологии и ортопедии, и предназначено для изучения посттравматического остеоартроза крупного сустава путем моделирования гонартроза у кролика.

Высокие темпы развития травматологии и ортопедии, коллаборация медицины с естественными науками дают широкие возможности для внедрения в практику новых костнозамещающих материалов. Однако их использование требует экспериментального обоснования. И на первом этапе эксперимента необходимым является искусственное моделирование патологических процессов костно-суставного аппарата, (посттравматического остеоартроза в частности) максимально приближенных патогенетически к таковым у человека.

Известен способ создания модели деформирующего артроза коленного сустава у животных (Э.Н. Беллендар, Г.Д. Наконечный. Моделирование деформирующего артроза коленного сустава в эксперименте и некоторые аспекты его применения. Ортопедия, травматология и протезирование, 1973. б. №8, с. 36-37), заключающийся в том, что кролику в коленный сустав, под надколенник, вводят 0,5 мл 10% взвеси хирургического талька на физиологическом растворе, в результате чего развиваются дегенеративно-дистрофические изменения в суставе.

К недостаткам данного способа относятся длительность образования деформирующих изменений, которые развиваются преимущественно в бедренно-надколенниковом отделе сустава. А за счет введения талька, который в данном случае является инородным телом, такая модель будет не физиологичной и не приближенной к реальным условиям.

Известен способ моделирования дегенеративно-дистрофических изменений в суставе животного, заключающийся в том, что осуществляют в течение трех суток продольное сдавление костей, образующих сустав, равное 2-3 кратной массе тела животного, используя метод компрессии в аппарате наружной фиксации (А.с. №1587568, опубл. 23.08.1990, Бюл. №31), в результате чего возникает деформирующий артроз коленного сустава.

Недостатком данного способа является нефизиологичность метода, обусловленная деформацией суставных поверхностей костей вследствие высокой компрессии. Также недостатком способа является локальное давление на суставной хрящ, что исключает нарушение кровоснабжения всех компонентов коленного сустава, исключая из патогенеза деструкцию субхондральной кости.

Известен способ моделирования деструктивно-дистрофического процесса в суставе у экспериментального животного (А.с. №1622899609, опубл. 23.01.91, Бюл. №3), заключающийся в нарушении трибологических свойств хряща и создания его дисконгруэнтности путем введения в сустав мелкодисперсной костной стружки в 2% растворе новокаина. В результате этого происходит деструкция хряща, что приводит к развитию дегенерации и атрофии суставных поверхностей.

Однако недостатком этого метода является возможность развития инфекционно-воспалительных осложнений вследствие того, что костная стружка является инородным телом. Кроме того, прямое воздействие физического фактора на контактирующие поверхности сустава не соответствует клиническому течению патологического процесса.

Известен способ формирования модели остеоартроза коленного сустава у кролика (В.Д. Макушин, М.А. Степанов, Т.А. Ступина. Моделирование остеоартроза коленного сустава. Патент РФ №2452999 от 10.06.12). Данный способ заключается в выделении ствола бедренной артерии на уровне средней трети и перевязки синтетической нитью в двух местах, пересечении артерии между лигатурами и обездвиживании сустава на 28 дней. Причем суставные отделы животного фиксируют в состоянии сгибания под углом 40° аппаратом, внешней фиксации.

Недостатком данного метода является высокий риск развития гангрены задней конечности кролика. Также данный метод исключает повреждение синовиальной оболочки сустава с нарушением состава синовиальной жидкости, являющейся основным источником питания суставных хрящей. Данная модель осуществляется в условиях полной иммобилизации, что далеко не всегда соответствует клинической картине, т.к. зачастую к артрозу приводит именно механическое повреждение и нарушение биомеханики сустава. Также необходимо отметить техническую сложность выполнения метода в связи с трудностями сборки аппарата внешней фиксации на животном.

Задачей настоящего изобретения является создание модели травматического деформирующего остеоартроза коленного сустава кролика путем повышения воспроизводимости патологического процесса за счет дестабилизации коленного сустава, нарушения питания суставного хряща и непосредственного травматического воздействия на суставной гиалиновый хрящ.

Указанная задача решается в способе моделирования посттравматического остеоартроза коленного сустава кролика следующим образом: линейным разрезом до 3,5 см, проведенным перпендикулярно к суставной щели коленного сустава с внутренней стороны, производится разрез кожи и подкожно-жировой клетчатки. В проекции кожного разреза скальпелем рассекаются фасции, пересекается сухожилие pes anserinus superficialis (сухожилие поверхностной «гусиной лапки» т.е. сухожилия, объединяющего портняжную, полусухожильную и тонкую мышцы берда); осуществляется подменисковая артротомия, мениск прошивается и берется на держалки; в голени создаются вальгусные усилия для лучшей визуализации медиального отдела плато большеберцовой кости. Долотом производится кортикотомия, а затем остеотомия с выходом на суставную поверхность квадратной формы участка кости толщиной 5 мм и площадью 1 см², который в последующем импактируется зажимом в дистальном направлении.

Способ иллюстрируется подробным описанием и иллюстрациями, на которых изображено:

Фиг. 1. Фото из операционной по созданию модели посттравматического остеоартроза коленного сустава кролика ГО-1. Показана диссекция в области медиального отдела коленного сустава с выделением и пересечением сухожилия поверхностной гусиной лапки (показана стрелкой).

Фиг. 2. Фото из операционной по созданию модели посттравматического остеоартроза коленного сустава кролика ГО-1. Показана остеотомия медиального мыщелка большеберцовой кости с получением участка 1×1×0,5 см с выходом на суставную поверхность.

Фиг. 3. Фото из операционной по созданию модели посттравматического остеоартроза коленного сустава кролика ГО-1. Дистальный сегмент остеотомированного костного участка удален, проксимальный сегмент импактирован и сжат между браншами хирургического зажима.

Фиг. 4. Фронтальный КТ срез коленного сустава кролика ГО-1 через 45 суток после операции по созданию посттравматического остеоартроза. Прослеживается сужение суставной щели, остеосклероз медиального мыщелка большеберцовой кости.

Фиг. 5. Сагиттальный КТ срез коленного сустава кролика ГО-1 через 45 суток после операции по созданию посттравматического остеоартроза. Четко видна дисконгруэнтность суставной поверхности плато большеберцовой кости, сужение суставной щели, остеосклероз медиального мыщелка большеберцовой кости.

Фиг. 6. Гистологический препарат проксимального отдела большеберцовой кости кролика ГО-1 через 45 суток после операции по созданию посттравматического остеоартроза. Границы суставной щели дефигурированы, отмечается истончение костных балок, пикноз ядер и лизис цитоплазмы хондроцитов, периваскулярная лимфогистиоцитарная инфильтрация, развитая сеть коллагеновых волокон и элементов микроциркуляторного русла (ок. гематоксилином и эозином, ув. 200).

Способ осуществляют следующим образом.

В асептических условиях после выстригания шерсти в области предполагаемого разреза кожи у наркотизированного животного (кролик) с медиальной поверхности области коленного сустава послойно после прямого кожного разреза выделяют и пересекают сухожилие pes anserinus superficialis на уровне границы дистальной и средней ее трети. Затем в области медиального мыщелка производят субпериостальную диссекцию. Проводится подменисковая артротомия. Долотом выбивается участок кости размером 1×1×0,5 см с выходом на суставную поверхность. На середине длины данного участка проводится поперечная остеотомия, после чего выполненный участок кости делится на проксимальный и дистальный сегменты. Дистальный сегмент удаляется. Проксимальный сегмент импактируется в дистальном направлении. После чего рану послойно ушивают, не захватывая в шов сухожилие «гусиной лапки», тем самым дестабилизируя сустав. Накладывают швы на кожу. Рана обрабатывается раствором терамицина (окситетрациклина дигидрата).

Послеоперационный период ведется в стандартной манере: все животные получают анальгетики (кетопрофен) и антибиотики широкого спектра действия в соответствующих дозировках. С целью подтверждения адекватности полученной модели животным на 7 сутки проводится компьютерная томография коленного сустава, для морфологического исследования животные выводились из опыта через 45 суток.

На момент вывода из эксперимента (45 суток после операции) опороспособность тазовых конечностей у кроликов сохранялась, они передвигались самостоятельно, но походка их была «скованной». Клинически у животных в течение первых 7 суток наблюдалась разгибательная контрактура в коленных суставах.

У 5 прооперированных животных по предлагаемому способу отработана модель остеоартроза коленного сустава травматического происхождения (импрессионный перелом проксимального отдела большеберцовой кости), когда путем артротомии сустав лишается основного источника питания суставного хряща - синовиальной жидкости, морфология импактированного участка кости максимально приближена к морфологии импрессионного перелома, а используя пересечение сухожилия pes anserinus superficialis достигнута дестабилизация коленного сустава. Таким образом в данной модели учтены основные аспекты развития дегенеративно-дистрофического процесса в суставе с рентгенологическим, макроскопическим, морфогистологическим подтверждением развития дегенеративно-дистрофических изменений в тканях.

Пример выполнения способа.

Кролик ГО_1, вес 3 кг (протокол операции №2 от 18.05.2017 г). В асептических условиях после предварительной обработки операционного поля антисептиками в области предполагаемого разреза кожи у наркотизированного животного с внутренней поверхности области коленного сустава послойно после прямого кожного разреза острым и тупым путями выделили и пересекли сухожилие pes anserinus superficialis на уровне границы дистальной и средней ее трети (Фиг. 1).

Далее в области медиального мыщелка большеберцовой кости провели субпериостальную диссекцию и подменисковую артротомию. Костным долотом выбили участок проксимального отдела большеберцовой кости размером 1×1×0,5 см с выходом на суставную поверхность (Фиг. 2.).

На середине длины данного участка проводится поперечная остеотомия, после чего выполненный участок кости при помощи тонкого остеотома разделили на проксимальный и дистальный сегменты. Дистальный сегмент удалили. Проксимальный сегмент импактировали в дистальном направлении путем прямого вбивания его по оси большеберцовой кости и зажимания между браншами хирургического зажима (Фиг. 3).

Рану послойно ушивали, не захватывая в шов сухожилие «гусиной лапки», тем самым дестабилизируя сустав. Швы на кожу в стандартной манере. Послеоперационная обработка раны раствором терамицина (окситетрациклина дигидрата) для профилактики инфекционно-воспалительных осложнений. Стандартный послеоперационный период.

Кролик ГО-1 выведен из эксперимента летальной при помощи передозировки наркозного препарата с соблюдением всех правил.

Через 45 суток на искомых срезах компьютерной томографии наблюдалось неравномерное сужение суставной щели коленного сустава, преимущественно в области медиального его отдела; расширение и уплотнение мыщелков большеберцовой кости, субхондральный остеосклероз, а также вторичная импрессия в области медиального мыщелка большеберцовой кости, что свидетельствует о развитие посттравматического остеоартроза коленного сустава (Фиг. 4, 5).

Гистологически выявлялось истончение костных балок, пикноз ядер и лизис цитоплазмы хондроцитов, периваскулярная лимфогистиоцитарная инфильтрация, развитая сеть коллагеновых волокон и элементов микроциркуляторного русла (Фиг. 6).