Результат интеллектуальной деятельности: Способ моделирования и лечения открытого перелома трубчатой кости в эксперименте

Изобретение относится к медицине, а именно к клинико-экспериментальной травматологии и ортопедии, и предназначено для изучения эффективности влияния антибактериального препарата на раневой процесс и организм экспериментального животного в целом при лечении открытого перелома в эксперименте.

Известные экспериментальные модели переломов длинных костей не отражают современной клинической и патогенетической картины травмы, т.е. не учитывается фактор отсутствия стерильности, наличия воспаления и микробной контаминации костного дефекта и дефекта мягких тканей, какие имеют место быть в травматологической практике при лечении открытых переломов.

Проведенный анализ патентной и специальной литературы показал, что при открытых переломах трубчатых костей применительно к оценке заживления костной раны и раны мягких тканей, отсутствуют достоверные данные, основанные на макроскопических, лабораторных и гистологических исследованиях.

Моделирование открытого перелома длинной трубчатой кости морской свинки позволит обеспечить получение стандартной клинической картины условно-контаминированной травмы, что послужит основанием для объективного анализа полученных экспериментальных данных при оценке воспалительных изменений.

Известен способ моделирования переломо-дефекта у кроликов, заключающийся в давлении на область локтевого сустава и запястья и смещении отломков после возникновения переломов обеих костей предплечья (Кулик В.И. Комплексное лечение открытых диафизарных переломов костей голени: (экспериментально-клиническое исследование): автореф. дис… канд. мед. наук. СПб., 1992. С. 11).

Однако известный способ создает лишь модель закрытого перелома кости без предполагаемой раны, что не позволяет получить экспериментальные данные для анализа воспалительных изменений открытого перелома.

Известен способ моделирования переломо-дефекта длинной трубчатой кости, при котором наносят Z-образный распил длиной 2 мм вдоль оси кости для создания перелома. Формируют два дефекта, выполняя остеотомию проксимального и дистального отломков и отсекая диафизарную костную ткань. Фиксируют переломо-дефект билатеральным аппаратом внешней фиксации (пат RU №2531441, 2013).

Однако предложенная модель создает переломо-дефект, который стабильно фиксируют билатеральным аппаратом внешней фиксации, для создания условий улучшения процессов трофики и консолидации отломков. При этом моделирование перелома проводят в стерильных условиях. Поэтому модель не может быть использована для изучения и анализа эффективности влияния различных курсов антибактериальных препаратов на воспалительные изменения мягких и костных тканей при открытом переломе.

Известен способ моделирования переломо-дефекта длинной трубчатой кости у крыс путем перекусывания кости на уровне середины диафиза, и проведение антеградного интрамедуллярного остеосинтеза (Коваленко А.Ю., Кезля О.П. Изучение в эксперименте специфического действия лекарственного препарата на основе нанокристаллического «геля гидроксиапатита» при переломе длинной трубчатой кости // Медицинский журнал. 2010. №4. С. 109-114),

Однако в существующем способе выполняется моделирование перелома в стерильных условиях с чистотой раны класса 1, что не может рассматриваться как модель открытого перелома для объективного изучения эффективности влияния антибактериального препарата на воспалительные изменения при лечении открытого перелома.

Задачей настоящего изобретения является создание модели травматического повреждения длинной трубчатой кости морской свинки для оценки воспалительных изменений путем точного воспроизведения патологического процесса за счет, отсутствия стерильных условий в момент нанесения повреждения, первичной хирургической обработки раны, проведения интрамедуллярного остеосинтеза в условиях операционной и применения периоперационной антибиотикопрофилактики.

Поставленная задача решается следующим образом.

В способе моделирования и лечения открытого перелома трубчатой кости в эксперименте, включающем формирование открытого перелома кости у экспериментального животного и выполнение интрамедуллярного остеосинтеза, согласно изобретению, формирование открытого перелома кости осуществляют из мини-доступа после препаровки прямых и отводящих мышц и скелетирования диафиза бедренной кости морской свинки, при этом сначала выполняют поперечную остеотомию диафиза бедренной кости морской свинки на пол диаметра, а затем производят ручную остеоклазию, после формирования модели открытого перелома выполняют первичную хирургическую обработку раны и, ретро-антеградный интрамедуллярный остеосинтез на фоне периоперационной антибиотикопрофилактики, проводимой в течение 24 часов путем внутримышечного введения цефазолина, при этом первую инъекцию выполняют сразу после формирования модели открытого перелома, а последующие две инъекции выполняют после остеосинтеза с промежутком в 8 часов.

Моделирование однотипного открытого перелома длинной трубчатой кости лабораторного животного (морская свинка), выполняют в условиях отсутствия стерильности. Выполнение поперечной остеотомии на пол диаметра кости при помощи циркулярной пилы с алмазным наконечником и дальнейшая ручная остеоклазия позволяет более просто, быстро и безопасно для окружающих тканей моделировать открытый перелом бедренной кости морской свинки приближенный к реальной травме.

Выполнение ретро-антеградного интрамедуллярного остеосинтеза на фоне периоперационной антибиотикопрофилактики (ПОАП) в течение 24 часов: однократная внутримышечная инъекция цефазолина сразу после формирования модели перелома в септических условиях и две после остеосинтеза с промежутком в 8 часов предотвращает развитие гнойно-воспалительных осложнений в послеоперационном периоде.

Эффективность результатов заживления дефекта мягких тканей и регенерации костной ткани экспериментального животного доказана путем оценки макроскопическим и гистологическим способами. Системное влияние инфекционно-воспалительного процесса на организм животного было оценено лабораторным методом.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет создать модель открытого перелома максимально приближенную к реальным условиям травмы и на основе модели разработать в эксперименте алгоритм периоперационной антибиотикопрофилактики при лечении открытых переломов трубчатых костей с классом раны 2, предотвращающий гнойно-воспалительные процессы.

Способ осуществляют следующим образом.

В септических условиях после выстригания шерсти в области предполагаемого разреза кожи у наркотизированного животного (морская свинка) по латеральной поверхности бедренного сегмента тазовой конечности послойно после прямого кожного разреза выделяют отводящие и прямые мышцы и подвздошно-большеберцовый тракт на средней ее трети. Затем в данной области производят рассечение широкой фасции бедра, доступ к сегменту бедренной кости осуществляют методом тупой препаровки мышц и разведения их в перпендикулярном к оси кости направлении. Проводят поперечную остеотомию циркулярной пилой с алмазным наконечником на пол ее диаметра, после чего выполняют ручную остеоклазию и выделенный участок кости делят на проксимальный и дистальный сегменты. Модель открытого перелома готова. Далее эксперимент переводится в режим стандартной операционной. Внутримышечно вводят препарат цефазолин (максимально разовая дозировка рассчитанная на вес каждой свинки). Через 15 минут в асептических условиях выполняют первичную хирургическую обработку раны. Удаляют размозженные мягкие ткани, костные осколки и опил, края раны иссекают, рану обрабатывают раствором перекиси водорода 3%, затем водным раствором хлоргексидина 0,5%. Далее выполняют интрамедуллярный ретро-антеградный остеосинтез: в проксимальный сегмент с помощью операционной дрели вводят спицу Киршнера диаметром 1,5 мм до появления ее над кожей в проекции большого вертела. Затем, производят сопоставление костных отломков (проксимального и дистального), и спицу антеградно вводят в дистальный сегмент до появления ее над кожей в проекции мыщелков бедренной кости. Концы спицы закрепляют на коже каучуковыми фиксаторами и загибают дугообразно для исключения миграции фиксатора. Рану ушивают послойно, восстанавливая архитектонику поврежденных мышц и фасций. Накладывают швы на кожу. Рану обрабатывают раствором терамицина (окситетрациклина дигидрата). В послеоперационном периоде все животные получают анальгетики (флексопрофен). В течение суток внутримышечно вводят еще две инъекции цефазолина в максимальной разовой дозировке с интервалом в 8 часов.

Для подтверждения адекватности полученной модели морским свинкам на 29 сутки проводили компьютерную томографию тазовых конечностей, для морфологического исследования животные выводились из опыта через 30 суток, для лабораторного исследования выполнялся трехкратный забор крови (1-е, 7-е и 21-е сутки) путем пункции миокарда во II межреберье.

На момент вывода из эксперимента (30 сутки после операции) опороспособность тазовых конечностей у морских свинок сохранялась, они передвигались самостоятельно, но походка их была «скованной» из-за наличия фиксаторов спиц. Клинически у животных в течение первых 7 суток наблюдалась разгибательная контрактура в коленных суставах.

У 10 прооперированных животных по предлагаемому способу отработана модель создания и лечения открытого перелома на фоне периоперационной антибиотикопрофилактики. Морфология полученной клинико-экспериментальной модели максимально приближена к морфологии открытого перелома длинной трубчатой кости в реальных условиях травматологической практики. Таким образом, в данной модели учтены основные аспекты развития патологического процесса в кости и организме животного в целом с рентгенологическим, макроскопическим, морфогистологическим и лабораторным подтверждением.

Пример. У морской свинки АБ1-1 (протокол эксперимента от 15.07.2018 г.) под комбинированным наркозом после выбривания шерсти с латеральной поверхности бедренного сегмента тазовой конечности послойно после прямого кожного разреза выделяют отводящие и прямые мышцы и подвздошно-большеберцовый тракт на средней ее трети. Затем в данной области производят рассечение широкой фасции бедра, доступ к сегменту бедренной кости осуществляют методом тупой препаровки мышц и разведения их в перпендикулярном к оси кости направлении. (Фиг. 1 - Фото из операционной: доступ к бедренной кости с выделением и тупой препаровкой мышц в нестерильных условиях). Далее в области средней трети диафиза бедренной кости проводят поперечную остеотомию (Фиг. 2.) с использованием циркулярной пилы с алмазным наконечником (для предотвращения ожога кости) на пол диаметра с постоянной подачей физиологического раствора в зону остеотомии. Для завершения формирования модели открытого перелома производят ручную остеоклазию.

После чего внутримышечно вводят препарат цефазолин в максимальной разовой дозировке рассчитанной на вес свинки (начало периоперационной антибиотикопрофилактики). Через 15 минут в асептических условиях выполняют первичную хирургическую обработку раны. Удаляют размозженные мягкие ткани, костные осколки и опил, края раны иссекают. Рану обрабатывают раствором перекиси водорода 3%, затем водным раствором хлоргексидина 0,5%. Далее производят интрамедуллярный ретро-антеградный остеосинтез: в проксимальный сегмент с помощью операционной дрели вводится спица Киршнера диаметром 1,5 мм до появления ее над кожей в проекции большого вертела. Затем, производится сопоставление костных отломков (проксимального и дистального), после чего спица антеградно вводится в дистальный сегмент до появления ее над кожей в проекции мыщелков бедренной кости. (Фиг. 3 - Введение спицы Киршнера в проксимальный сегмент бедренной кости.). Концы спицы закрепляют на коже каучуковыми фиксаторами и загибают дугообразно для исключения миграции фиксатора. Рану ушивают послойно, восстанавливая архитектонику поврежденных мышц и фасций. Накладывают швы на кожу (Фиг. 4. - Вид послеоперационной раны после послойного ушивания). Рану обрабатывают раствором терамицина (окситетрациклина дигидрата). В течение суток внутримышечно вводят еще две инъекции цефазолина в максимальной разовой дозировке с интервалом в 8 часов.

Морскую свинку АБ1-1 выводят из эксперимента при помощи передозировки наркозного препарата с соблюдением всех правил работы с лабораторными животными в условиях стандартного вивария.