Репаративна регенерація кісткової тканини

Регенерація кісткової тканини може бути фізіологічної і репаративної. Фізіологічна регенерація полягає в перебудові кісткової тканини, в процесі якої відбувається часткове або повне розсмоктування кісткових структур і створення нових. Репаративна (відновна) регенерація спостерігається при переломах кісток. Цей вид регенерації є істинним, так як утворюється нормальна кісткова тканина.

Відновлення цілісності пошкодженої кістки відбувається шляхом проліферації клітин камбіального шару окістя (периоста), ендоста, малодиференційовані плюрипотентних клітин строми кісткового мозку, а також в результаті метаплазії малодиференційовані мезенхімних клітин параоссальних тканин. Останній вид репаративної регенерації кісткової тканини найбільш активно проявляється за рахунок мезенхімних клітин адвентиції вростають кровоносних судин. За сучасними уявленнями, остеогенними клітинами-попередниками є остеобласти, фібробласти, остеоцитів, параціти, гістіоцити, лімфоїдні, жирові і ендотеліальні клітини, клітини мієлоїдного і еритроцитарного ряду. У гістології прийнято називати костеобразование, що виникає на місці волокнистої сполучної тканини, десмальним- на місці гіалінового хряща - енхондральним- в області скупчення проліферуючих клітин скелетогенной тканини - костеобразованием по мезенхимной типу.

Пошкодження кісткової тканини супроводжується загальними та місцевими змінами після травми- допомогою нейрогуморальних механізмів в організмі включаються адаптаційні і компенсаторні системи, спрямоване на вирівнювання гомеостазу і відновлення пошкодженої кісткової тканини. Утворені в зоні перелому продукти розпаду білків та інших складових частин клітин є одним з пускових механізмів репаративної регенерації. Серед продуктів розпаду клітин найбільше значення мають хімічні речовини, що забезпечують біосинтез структурних і пластичних білків. В останні роки доведено (А. А. Корж, А. М. Білоус, Е. Я. Панков), що такими індукторами є речовини нуклеїнової природи (рибонуклеїнова кислота), які впливають на диференціювання і біосинтез білків в клітині.

У механізмі репаративної регенерації кісткової тканини виділяють наступні стадії:
1) катаболізм тканинних структур, дедіфференцірованіе і проліферація клітинних елементів;
2) освіту судин;
3) освіту і диференціювання тканинних структур;
4) мінералізація і перебудова первинного регенерату, а також реституція кістки.

Залежно від точності зіставлення уламків кісток, надійного і постійного їх знерухомлення, при збереженні джерел регенерації і інших рівних умовах спостерігаються відмінності в васкуляризації кісткової тканини. виділяють (Т. П. Виноградова, Г. Н. Лавріщева, В. І. Стенула, Е. Я. Дубров) 3 види репаративної регенерації кісткової тканини: за типом первинного, первинно-затриманого і вторинного зрощення кісткових уламків. Зрощення кісток з первинного типу відбувається при наявності невеликого діастаза (50- 100 мкм) і повному знерухомлення зіставлених відламків кісток. Зрощення уламків настає в ранні терміни шляхом безпосереднього формування кісткової тканини в інтермедіарного просторі.

У діафізарних відділах кісток на поверхні рани уламків утворюється скелетогенная тканину, яка продукує кісткові балки, що призводить до виникнення первинного кісткового зрощення при малому обсязі регенерату. При цьому в регенераті на стику кісткових кінців не відзначається освіти хрящової і сполучної тканин. Такий вид зрощення кісток, з утворенням мінімальної периостальною мозолі, коли з`єднання уламків відбувається безпосередньо за рахунок кісткових балок, є найбільш досконалим. Цей вид зрощення може спостерігатися при переломах без зміщення відламків, під надкостнічних переломах у дітей, застосування міцного внутрішнього і чрескостного компресійного остеосинтезу.

Первинно-затриманий тип зрощення має місце при відсутності щілини між міцно фіксованими нерухомими кісткових уламків і характеризується раннім, але лише частковим зрощенням в області судинних каналів при внутріканального остеогенезі. Повному інтермедіарного зрощенню уламків передує резорбція їх кінців.

При вторинному типі зрощення, коли внаслідок незадовільного зіставлення і фіксації відламків є рухливість між ними і травматизація новоствореного регенерату, кістковий мозоль формується головним чином з боку периоста, проходячи десмальную і енхондрал`ную стадії. Периостальна кістковий мозоль паралізує відламки, і тільки потім відбувається зрощення безпосередньо між ними.

Ступінь фіксації уламків кісток визначається співвідношенням величини смещающих зусиль і зусиль, що перешкоджають цьому зміщення (В. І. Стецула). Якщо обраний метод фіксації уламків кісток забезпечить повне зіставлення відламків, відновлення поздовжньої осі кістки, а також переважання сил, що перешкоджають їх зсуву, фіксація буде надійною. Для збереження в період формування зрощення постійної нерухомості на стику уламків необхідно застосовувати засоби фіксації, що дозволяють створити значне перевищення величини стійкості уламків над зміщується зусиллями. Запас стійкості уламків дає можливість рано приступити до активної функції і навантаженні на кінцівку. Здавлення уламків між собою (компресія) безпосередньо не стимулює репаративну регенерацію, а посилює ступінь знерухомлення, ніж сприяє більш швидкому утворенню кісткової мозолі. Залежно від ступеня здавлення уламків, за даними В. І. Стецули, репаративна регенерація кісткової тканини протікає по-різному. Слабка компресія (45 - 90 Н / см2) не забезпечує достатньої нерухомості уламків, зрощення уламків і терміни його наближаються до вторинного типу. Створення значної компресії (250 - 450 Н / см2) призводить до зменшення щілини між уламками і розробці їх кінців, до уповільнення утворення кісткової мозолі між ними. В цьому випадку регенерація протікає по типу первічнозадержанного зрощення. Найбільш оптимальні умови для репаративної регенерації кісткової тканини створюються при компресії середньої величини (100 - 200 Н / см2).

Процес відновлення кісток після травми визначається цілою низкою чинників. У дітей зрощення кісток відбувається швидше, ніж у дорослих. Мають значення анатомічні умови (наявність окістя, характер кровопостачання), а також тип перелому. Косі і гвинтоподібні переломи зростаються швидше, ніж поперечні. Сприятливі умови для зрощення кісток створюються при вбитих і поднадкостнічний переломах.

Рівень репаративної регенерації кісткової тканини багато в чому визначається ступенем травмування тканин в області перелому: чим більше пошкоджені джерела формування кісток, тим повільніше протікає процес утворення кісткової мозолі. З огляду на останню обставину, при лікуванні переломів слід віддати перевагу методам, не пов`язаним з нанесенням додаткової травми в області перелому, а оперативні втручання не повинні бути травматичними.

У формуванні кісткової мозолі велике значення має і дотримання механічних факторів: точного зіставлення, створення контакту і надійного знерухомлення уламків. При остеосинтезі основною умовою для зрощення кісток є нерухомість уламків.

При зовнішньому чрескостном остеосинтезе за рахунок здавлення і фіксації протягом уламків кісток спицями, закріпленими в апараті, на стику уламків створюються нерухомість і оптимальні умови для формування первинного кісткового зрощення. На стику кісткових уламків формування зрощення починається з освіти ендостальною кісткового зрощення, периостальная реакція з`являється значно пізніше. Точна репозиція і стабільна фіксація уламків апаратом створюють умови до компенсації внутрикостного і місцевого кровотоку, а рання навантаження сприяє нормалізації трофіки. При дистракции спочатку виникають умови для формування кісткового регенерату між повільно розтягуються отломками, а потім формується кісткове зрощення на стику регенератов (В. І. Стецула). Встановлено, що при дистракції виникає локальний остеопороз, при компресії цього не спостерігається. Знерухомлення уламків досягається жорсткістю апарату, а також натягом тканин, що зв`язують відламки, і м`язових футлярів. У цих умовах запас стійкості уламків зростає до величин, необхідних для створення постійної нерухомості і завершення «вторинної» оссификации регенерату.

При дистракции умови формування між уламками вторинного кісткового зрощення створюються в результаті безпосереднього знерухомлення кісткових уламків і «репаративного остеогенезу». У метаепіфізарних відділах кісток, які мають хороше кровопостачання, при міцному компрессионном остеосинтезе в короткі терміни відбувається зрощення по всій площі зіткнення уламків. При діафізарних переломах репаративная реакція починається на віддалі від місця перелому, а на місці перелому з`являється з відновленням кровопостачання. Спочатку формується ендостальна, а потім, трохи пізніше, периостальна зрощення. Інтермедіарного зрощення утворюється після відновлення кровопостачання і розширення судинних каналів в кінцях уламків, в яких формуються нові остеони (В. І. Стецула). При косих і гвинтових діафізарних переломах з добре зіставленнями отломками, коли зберігається безперервність кісткового мозку і внутрішньокісткових судин, безпосередньо в зоні перелому формується швидке кісткове зрощення.

При дистракции оптимальні умови для репаративної регенерації кісткової тканини створюються в умовах нерухомості уламків і повільної дистракции. При недотриманні цих умов диастаз заповнюється волокнистої сполучної тканиною, яка поступово перетворюється на фіброзну тканину, а при вираженій рухливості уламків утворюється також хрящова тканина і формується несправжній суглоб. При дозованої дистракции і нерухомості уламків диастаз між кістковими кінцями заповнюється низькодиференційований скелетогенной тканиною, що утворюється в умовах проліферації строми кісткового мозку. Новоутворення кісткових балок з`являється на обох уламка, триває весь період дистракции на вершинах кісткової частини регенерату, з`єднаних між собою колагеновими волокнами. Зі збільшенням діастази і дозріванням обох кісткових частин регенерату процес новоутворення триває на кордоні з сполучнотканинною прошарком шляхом відкладення кісткової речовини на поверхні пучків колагенових волокон (десмальная осифікація).

Збільшення розмірів регенерату в процесі його подовження відбувається за рахунок новоутворення колагенових волокон в самій соединительнотканной прослойке- соединительнотканная прошарок в дистракційним регенераті виконує функцію «зони росту» (В. І. Стецула). Після припинення дистракции, за умови збереження нерухомості уламків, фіброзна прошарок на стику кісткових регенератов піддається шляхом десмальной оссификации заміщення кістковою тканиною і подальшої органної перебудови. У процесі лікування органної перебудови кісткової тканини і мінералізації сприяє дозоване навантаження на кінцівку. При відсутності нерухомості уламків процес осифікації сполучнотканинною прошарку різко затримується і на кордоні її з кістковими частинами регенерату формуються замикають пластинки. При вираженій нерухомості уламків настає часткова резорбція кінців кісткових регенератов з заміщенням фіброзною тканиною, може утворитися псевдосуглоб.

При подовженні різних сегментів кінцівок і при різних рівнях остеотомии процес формування регенерату і перебудова його перебігає типово. Однак в залежності від рівня перетину кістки дистракцію починають не відразу після операції, а тільки після з`єднання кісткових уламків новоствореної сполучною тканиною. За втручання на рівні метафіза її починають після операції через 5 - 7 днів, а діафіза - через 10-14 днів.

За допомогою апаратів виявилося можливим поступове роз`єднання на рівні зони росту епіфіза і метафіза кісток. Такий спосіб подовження трубчастих кісток отримав назву дистракционного епіфізеоліза.

При дистракційним епіфізеолізе формування регенерату спричиняє різні наслідки. Чим більше ділянку кістки, відривали з зоною зростання при остеоепіфізеоліз, тим активніше протікає репаративная регенерація кісткової тканини. Коли з платівкою зростання відривається невелика кількість кісткової тканини, диастаз в основному заповнюється регенерату, що утворюється з боку метафиза. Формування кісткового регенерату на місці подовження відбувається також з боку окістя і епіфіза.

Рівень репаративної регенерації кісткової тканини багато в чому залежить від ступеня травматизації тканин в області перелому: чим більше пошкоджені джерела формування кісток, тим повільніше протікає процес утворення кісткової мозолі. Тому при лікуванні постраждалих з переломами кращі методи, не пов`язані з нанесенням додаткових¬-ної травми.

В період формування кісткової мозолі важливо дотримуватися механічні фактори: точне зіставлення, створення контакту і надійного знерухомлення уламків.

В сучасних умовах є можливість сприяти поліпшенню умов репаративної регенерації кісткової тканини. Для цих цілей застосовують анаболічні стероїди, електромагнітне поле, деякі препарати.

Анаболічні стероїди (ретаболіл) впливають на процеси білкового обміну, сприяють синтезу білка, перешкоджають розвитку в організмі посттравматичних катаболічних процесів і можуть позитивно впливати на процеси репаративної регенерації кісткової тканини. Особливо цей вплив проявляється, коли репаративні процеси бувають з тих чи інших причин загальмовані. Ретаболил вводять внутрішньом`язово по 1 ампулі 3 рази з 10-денним інтервалом.

Електромагнітне поле створюють штучним шляхом: в одних випадках занурюють в кісткову тканину спеціальні електроди і підключають до них зовнішнє джерело живлення, в інших - за допомогою магнітів. В останньому випадку частина кінцівки, що підлягає впливу, поміщають в зону електромагнітного поля. Ефект залежить від багатьох умов: сили електромагнітного поля, частоти і тривалості дії. Має значення і період репаративної регенерації кістки. Проблема ця знаходиться в стадії інтенсивного наукового вивчення. Встановлено, що в залежності від створюваних параметрів електромагнітного поля можна покращувати регенерацію кісткової тканини або гальмувати цей процес.

С.С. Ткаченко