Этапы срастания кости: Перелом кости, остеосинтез, сращение перелома

Содержание

Перелом кости, остеосинтез, сращение перелома

Мы с детства знаем, что переломы заживают самостоятельно, стоит только зафиксировать поврежденную часть тела на некоторое время. Как же протекает процесс сращения перелома?

Воссоединение фрагментов кости заключается в трёх этапах:

1. Образование гематомы. Протекает до 2 недель.

В кости присутствуют сосуды, которые рвутся во время перелома. Кровь из них вытекает, сворачивается и образует гематому. Это и является ключевым фактором запуска процесса заживления.

На данном этапе важно зафиксировать фрагменты кости пострадашего. В «простых» случаях это делается с помощью внешнего ортеза – гипсовых, полимерных повязок и фиксаторов.

Если фрагменты кости невозможно закрепить в правильном положении без непосредственного доступа к месту перелома, то проводится операция остеосинтеза. Это «сборка» кости или сустава с помощью фиксирующих конструкций, устанавливаемых непосредственно на поврежденную кость и ее фрагменты.

2. Мягкая мозоль. Протекает до 6 недель.

Гематома создаёт подходящую среду для созревания мягкой костной мозоли. Она строится из нитей соединительной ткани и новых мельчайших сосудов.

3. Твердая мозоль и успешное восстановление кости. Протекает до 12 недель

Постепенно мягкая мозоль наполняется основными строительными клетками костной ткани – остеобластами. Плотность и твердость соединительной ткани увеличивается, ее нити сплетаются туже.

Когда перелом не срастается

К сожалению, бывают переломы, которые не срастаются без дополнительной медицинской помощи. По статистике количество таких травм достигает 10%.

В группу риска попадают люди старше 55 лет, страдающие сахарным диабетом, принимающие нестероидные противовоспалительные препараты. И, конечно, обладатели различных дегенеративных и дистрофических заболеваний костной системы (остеопороза, артритов, артроза и т. д.)

Прямыми причинами того, что кость не срастается, могут быть нарушения в процессе регенерации костной ткани – недостаточное образование отека и гематомы, слабый рост новых сосудов, не созревает соединительная ткань.

В зависимости от этих причин подбирается адекватное лечение. Однако, первым этапом становится остеосинтез. С помощью хирургического вмешательства задается правильное и более плотное расположение фрагментов, при необходимости дополнительная костная ткань берется из здоровой кости.

Клиника «Линия жизни» специализируется на лечении сложных переломов хирургическим способом.

Как ускорить срастание костей после перелома?

Как ускорить срастание костей после перелома?

Когда приходит время заживления сломанной кости, наше тело, как правило, знает что делать. Но в некоторых случаях переломы срастаются очень медленно или вообще не демонстрируют признаков срастания в течение определенного времени.

Тем не менее процесс срастания кости после перелома можно ускорить, следуя определенным рекомендациям.

Процесс срастания сломанной кости

Перед тем, как перейти к рекомендациям, давайте рассмотрим процесс восстановления сломанной кости.

1 этап: воспаление

Когда кость ломается, организм шлет белые кровяные тельца к зоне перелома с тем, чтобы они удалили из крови инородные вещества, образовавшиеся при переломе. Это вызывает воспаление, которое стимулирует рост новых кровяных клеток и является первым этапом восстановления.

2 этап: мягкая мозоль

Следующим этапом Ваше тело создает мозоль вокруг перелома, чтобы зацементировать сломанную кость. Эта мозоль является всего лишь фиброзной тканью и со временем грубеет.

3 этап: жесткая мозоль

Постепенно организм замещает мягкую мозоль на жесткую, соединяющую фрагменты кости более прочно. Эту жесткую мозоль, создающую своеобразную шишку на месте перелома, можно увидеть на рентгеновских снимках через несколько недель после перелома.

4 этап: ремоделирование

Последним этапом процесса восстановления кости является ремоделирование, когда организм замещает связующую мозоль новой, более компактной костью. Ремоделирование делает кости крепче, при этом улучшается циркуляция крови в костной ткани.

При переломе кости врачи предпринимают определенные действия, направленные достижение правильного и быстрого восстановления поврежденных тканей:

Устанавливание кости в правильном положении и обездвиживание перелома. Если необходимо, врач передвинет смещенные сегменты кости обратно на место, после чего кость будет обездвижена с помощью гипса или брейса.

Операция. В некоторых случаях пациентам необходима операция, чтобы установить на место отломки кости и стабилизировать перелом – процесс, при котором могут быть использованы металлические пластины, шурупы или гвозди. Если перелом не показывает признаков сращивания, необходимо дополнительное воздействие. Иногда врачи предпочитают сделать дополнительную операцию. С появлением аппарата Экзоген у повторной операции появилась альтернатива, позволяющая ускорить срастание кости даже при несрастающихся переломах.

Стимулирование роста костной ткани. Чтобы помочь перелому срастись, можно использовать устройство Экзоген – единственный стимулятор, использующий ультразвуковые волны для стимуляции естественных процессов восстановления организма, активируя рост костной ткани.
Реабилитация после перелома. Перелом предполагает длительную фиксацию кости с тем, чтобы дать возможность тканям правильно срастись. Отрицательным эффектом от длительной иммобилизации может быть потеря подвижности сустава, иными словами –возникновение контрактуры. Одной из причиной является то, что травмированные ткани восстанавливаются в фиксированном положении, что в дальнейшем не позволяет суставу полноценно сгибаться.

Врачи рекомендуют активно разрабатывать сустав после снятия гипса или фиксирующего ортеза с помощью специальных упражнений или аппаратов механотерапии Артромот или Кинетек, которые самостоятельно сгибают сустав и постепенно растягивают мягкие ткани. Если сустав был в зафиксированном положении длительное время (более 1-2 месяцев), механотерапию дополняют мануальной или аппаратной техникой, направленными на усиленной сгибание сустава, сопровождающееся микроразрывами тканей. В дальнейшем важно, чтобы ткани, подвергшиеся микроразрывам, восстанавливались в движении.

Помимо разработки подвижности сустава важно вернуть тонус мышцам с помощью специальных упражнений или методом миостимуляции

Срастание костей после перелома — костная мозоль, виды, фото

Если у вас сломалась машина, вы везете ее на сервис, если у вас протекают трубы, вы вызываете сантехника, а если у вас перелом костей, вы посещаете хирурга. Но в отличии от остальных вещей, кости начинают восстанавливаться самостоятельно.

Тело человека обладает удивительной целительной силой, которая позволяет ему справиться с целым рядом заболеваний. Безусловно, врачи играют жизненно важную роль в процессе заживления, но в большинстве случаев они просто помогают организму исцелить себя. Врачи обеспечивают оптимальные условия для заживления костей, а остальное зависит от ваших клеток. Но как именно кости восстанавливаются после перелома? Для ответа на этот вопрос, мы должны более детально изучить, из чего состоят кости.

На первый взгляд кость выглядит, как неживая, обездвиженная часть нашей опорно-двигательной системы. Но весь наш скелет является таким же живым, как и любая часть организма. Тело сохраняет минералы в жесткой части кости. Во внутреннем красном костном мозге производятся красные кровяные клетки, а в желтом костном мозге жиры. Важно помнить, что кости постоянно меняются. Старая костная ткань заменяется новой — этот процесс называется костное ремоделирование. Костная ткань состоит из остеокластов, остеобластов и хондробластов. Последние отвечают за формирование хрящей, а все они в комплексе формируют всю костную ткань.

Хондробласты, остеобласты и остеокласты

После перелома организм сразу же пытается восстановить костную ткань в первоначальное состояние. Когда кость сломалась, трещина разрывает кровеносные сосуды, находящиеся по всей длине кости. Утечки крови образуют сгусток, называемый гематомой. Это помогает придерживать кость в первоначальном положении и отсекает приток крови к поврежденным краям кости. Без свежей крови эти костные клетки быстро погибают. Крошечные кровеносные сосуды разрастаются в гематоме, чтобы питать процесс заживления. После нескольких дней в местах гематомы развивается жесткая ткань, называемая мозолями. Клетки, называемые фибробластами, начинают вырабатывать волокна коллагена, главного белка в костной и соединительной ткани. Затем хондробласты начинают производить волокнистые хрящи. Эта ткань делает мозоли жестче, устраняя разрыв между частями костей. Данный процесс длится около трех недель.

Костная мозоль после перелома

Далее остеобласты начинают производить костные клетки, превращая мозоли в костные мозоли. Эта костная скорлупа обеспечивает необходимую защиту в течение 3-4 месяцев, прежде чем кость пройдет финальную стадию исцеления.

Должно пройти достаточно большое количество времени, прежде чем кость будет готова взять на себя полную нагрузку. Остеокласты и остеобласты в течение нескольких месяцев будут трудиться над превращением мозоли в полноценную костную ткань. Эти клетки так же уменьшают выпуклость, возвращая кости первоначальный вид. Кровообращение улучшается вместе с притоком таких питательных веществ, как кальций и фосфор, которые укрепляют кости.

Даже самые незначительные переломы требуют медицинской помощи, чтобы процесс заживления прошел максимально быстро. Для скорейшего восстановления может потребоваться физиотерапия и электрофорез.

Смотрите также: Строение костей человека

Предлагаем вам ознакомиться с линейкой аппаратов ЭСМА для медицины.

Реабилитация после перелома ноги | «Лаборатория Движения» СПб

Несмотря на то, что многие травмы не требуют хирургической коррекции, достаточно длительный процесс лечения может привести к негативным последствиям для здоровья. Чтобы ускорить время восстановления после перелома ноги, специалисты оздоровительного центра «Лаборатория движения» в Санкт-Петербурге используют инновационный подход к реабилитации. Помимо вышеперечисленных консервативных методик здесь применяют инновационные технологии, направленные на улучшение итогового результата:

CPM-механотерапия

CPM (Continues Passive Motion) означает «постоянное пассивное движение». Реабилитационные тренажеры используются при переломах лодыжки, пяточной и таранной кости. Они способствуют мобилизации суставов и корректировке анатомического движения, и предотвращают формирование контрактур.

Кинезиотерапевтическая методика PNF

Проприоцептивное нейромышечное проторение (PNF) – это разновидность лечения движением, направленная на восстановление функциональных связей между мышцами и ЦНС. Мануальная стимуляция (растяжение и сжатие приорецепторов) устраняет мышечные спазмы и болевой синдром, улучшает состояние двигательных центров восстанавливает утраченные паттерны движения.

Инструментальная мобилизация мягких тканей IASTM

IASTM-терапия – кинезиокоррекция с применением специальных инструментов (блейдов). Стимуляция мягкотканных повреждений, сопровождающих перелом кости, снижает болевой синдром, активизирует рост фибробластов, предотвращает развитие рубцовых изменений и облегчает процесс выздоровления.

Методика NEURAC

Кинезиотерапия NEURAC активно используется для восстановления подвижности ноги после снятия гипса. Методика, направленная на проработку ослабленных глубоких мышц и нейромышечную активацию, включает комплексы упражнений на специализированной подвесной системе. Занятия проходят при отсутствии осевой нагрузки на позвоночник и суставы. Контролируемая амплитуда движений и вибрация способствует устранению болевого синдрома и нормализации работы опорно-двигательного аппарата.

Мануальная терапия (концепция Маллиган и Кальтенборн–Эвент)

Мобилизация с движением – это эффективный метод реабилитации, рекомендованный при переломах ноги после снятия гипса. Одновременные активные физиологические движения пациента и вспомогательные поддержки мануального терапевта в «правильной» лечебной плоскости способствуют ускорению безболезненной работы суставов.

Медицинский фитнес

Для адаптации организма после травмы и улучшения общего состояния здоровья в РЦ «Лаборатория движения» используются практики йогатерапии и пилатеса. С их помощью снижается посттравматический стресс, ускоряется повышение плотности костной ткани по линии перелома, устраняются последствия длительной вынужденной гипокинезии.

Посттравматические состояния верхних и нижних конечностей

Перелом кости – это травма, которая характеризуется частичным или полным нарушением целостности костной ткани и может стать результатом прямого удара (травматический перелом здоровой кости), когда разрыв костной ткани вызван действием механической силы, превышающей твердость костей. Или перелом может случится в результате заболеваний, связанных с изменением структуры и характеристик костной ткани (спонтанный или патологический перелом). Этот тип переломов может произойти и после незначительной травмы (например, переломы из-за остеопороза). Чаще всего встречаются переломы конечностей. Возможны и переломы других костей: грудная клетка, голова и позвоночник, точнее перелом позвонков.

На основании того, дошло ли при переломе до разрыва кожи и подкожной ткани, и есть ли соприкосновение места перелома с внешней средой различают: открытый перелом (на практике тяжелее подвергается лечению и восстановлению) и закрытый перелом.

По тяжести перелом может быть: сложный – при котором кость повреждена в двух или более местах, и простой перелом или трещина — без разделения сломанной кости на сегменты.

Классификация по действию механической силы при переломе: местный перелом — происходит в месте приложения механической силы (обычно более тяжёлый перелом) и отдаленный перелом — встречается чаще и возникает вдали от места приложения силы, или на дистальных концах конечностей.

Тип и тяжесть перелома зависит от механизма повреждения, мощности и направления силы, действующей на кость, а также от свойств самой кости (прочность и тип кости, часть кости, на которую действует травматическая сила).

В клинической картине различают абсолютные и относительные признаки перелома. Абсолютные признаки: патологическая подвижность, физическое обследование сопровождается сильной болью, явление крепитации костных отломков, деформация продольной оси конечности в месте перелома. Относительные признаки: отёк, боль при давлении, боль при передвижении повреждённой части тела, изменение цвета кожи, мышечный спазм.

Чтобы начался процесс заживления перелома, части сломанной кости должны быть установлены рядом друг с другом так, чтобы они касались. Таким образом создаются условия для нормального функционирования одновременно многих процессов, конечным результатом которых является полное структурное и функциональное восстановление сломанных костей .

В современной медицине применяются два основных метода лечения переломов: консервативный (гипс, иммобилизация) и оперативный (хирургическое), когда части сломанной кости соединяются металлическими направляющими спицами, штифтами и винтами. Выбор метода лечения переломов зависит от состояния пациента и типа перелома. Решение принимается хирургом-ортопедом. Как только состояние больного позволит это, необходимо начать восстановление. Конечной целью применения физиотерапии является наиболее полное восстановление функций пациента.

Физиотерапия в так называемой ранней стадии включает в себя применение электротерапии и магнитотерапии, которые могут проводится через гипс и в присутствии металла в зоне перелома. Для повреждённой конечности значительным является и использование статических упражнений.

Врач физиотерапевт, исходя из того, насколько уже сраслась сломанная кость, клинических анализов, возможных осложнений, и когда состояние пациента и сама травма это позволяют, внимательно и строго индивидуально дозирует и комбинует различные физиотерапевтические процедуры. Всё это для того, чтобы ускорить срастание костей, уменьшить отёк и боль, нормализовать местное кровообращение, воспрепятствовать образованию контрактуры и увеличить подвижность суставов, укрепить мышцы. На поздних этапах реабилитации могут быть применены гидро — кинези терапевтические и все бальнеотерапевтические процедуры (лечебная грязь и минеральная вода). Врач физиотерапевт должен учитывать противопоказания к проведению каждой процедуры в отдельности.

Своевременная, хорошо дозируемая и адекватная физикальная терапия сокращает длительность восстановления пациента после перелома и его быстрому возвращению к нормальной жизнедеятельности.

Лечение перелома лучевой кости руки в СПб

Перелом лучевой кости является одной из самых распространенных бытовых травм. Зачастую он возникает при падении на вытянутые руки. Такая травма представляет собой серьезную проблему, так как срок срастания костей может быть довольно долгим из-за развития осложнений (в частности нейродистрофического синдрома).

Лечение перелома лучевой кости преследует 2 цели:

сращение отломков и восстановление целостности кости. Собственно, основной итог лечения будет определяться тем, насколько правильно они срослись;
сохранение функции руки и кисти.

Наиболее распространенным методом лечения такого перелома является закрытая ручная репозиция, в народе известная под названием «вправление костей». Хирург вручную составляет отломки кости в правильном положении и фиксирует их иммобилизационной повязкой (например, гипсовой или полимерной). В области отломков запускаются процессы репарации, и постепенно образуется костная мозоль, которая и будет объединять отломки и кость в одно целое.

Данный метод прост в исполнении, не требует наличия высокотехнологичного оборудования и дополнительной специальной подготовки травматолога. Однако анализ литературы показывает, что от 20 до 42% таких случаев заканчиваются вторичным смещением отломков, возникающем уже при наложенной гипсовой повязке.

Еще одни нюанс заключается в том, что любая травма приводит к отеку тканей, перелом лучевой кости не исключение. Возможное развитие отека наиболее вероятно в первые сутки после травмы, и этот аспект врачи учитывают при наложении фиксирующей повязки. В частности, отдается предпочтение лонгетам, которые потом можно заменить на циркулярные повязки.

Закрытая репозиция с фиксацией спицами

Этот метод проходит в два этапа:

Репозиция отломков
Фиксация отломков спицами

Преимуществами этого метода является надежность, малая травматичность и отсутствие шрамов. Из недостатков можно отметить следующее:

риск возникновения инфекции в месте установки спиц;
необходимость проведения повторной операции для удаления спиц;
срок срастания перелома не менее 1 месяца;
высокий риск развития необратимых контрактур из-за длительного времени срастания и невозможности начала ранней реабилитации.

Открытая репозиция с последующей фиксацией винтами или пластинами

Бывают случаи, когда произошло сильное смещение, и репозицию невозможно провести обычными методами. Тогда выполняется операция, в ходе которой устраняется смещение, а отломки фиксируются титановыми пластинами или винтами. Такая методика считается более прочной, чем фиксация спицами. Пластины прочно и жестко удерживают отломки в нужном положении, поэтому, во-первых, не всегда требуется носить гипс или фиксирующую повязку, а во-вторых, разрабатывать лучезапястный сустав можно чуть ли не сразу.

Применение аппаратов внешней фиксации

Аппараты внешней фиксации обычно применяются для лечения открытых переломов, т.к. в этом случае происходит нарушение целостности мягких тканей, и есть высокий риск попадания в рану бактерий. Здесь нельзя использовать пластины и винты из-за высокого риска развития инфекционных осложнений.

При открытых переломах сначала производится обработка раны антисептиком, и только потом осуществляют репозицию отломков с помощью аппарата внешней фиксации. В медицине его называют аппаратом компрессионно-дистракционного остеосинтеза. Он состоит из спиц и внешнего фиксирующего устройства, которое поддерживает спицы в нужном состоянии. Спицы проходят через кожу и отломки костей, фиксируя их в нужном положении и с нужной компрессией. Такие аппараты позволяют вылечить даже самые сложные, окончатые переломы.

Реабилитация

Лечение переломов кости подразумевает не только сращение костных отломков, но и полное восстановление функции руки. В период сращения место перелома должно быть иммобилизовано, чтобы отломки соприкасались между собой, и могла образоваться костная мозоль. Такое обездвиживание приводит к нарушению функции мышц и образованию контрактур в суставе. Чтобы устранить эти последствия, назначается комплекс специальных упражнений. И если правильность сращения перелома в первую очередь определяется действиями врача, то восстановление функции руки полностью зависит от усилий пациента.

Наш травмпункт работает без перерывов и праздничных дней. Для лечения перелома лучевой кости в «Медицентре» используются современные методики, прием ведут ортопеды-травматологи с многолетним стажем.

Наши клиники в Санкт-Петербурге

Медицентр Юго-Запад
Пр.Маршала Жукова 28к2
Кировский район

Автово
Проспект Ветеранов
Ленинский проспект

Получить подробную информацию и записаться на прием Вы можете по телефону +7 (812) 640-55-25

Кальций для костей при переломах: профилактика переломов у детей

Содержание

Перелом возникает, когда давление на кость превышает допустимую нагрузку. Бывают состояния, которые ослабляют кость (например, остеопороз), и тогда достаточно минимального воздействия, чтобы произошел перелом.

Среди всех травм переломы костей составляют около 21,5%¹. Заживление переломов — важнейший физиологический процесс, который требует значительных усилий от организма. Неправильное сращение приводит к тяжелым нарушениям функций опорно-двигательной системы и ухудшению качества жизни. Реабилитация после переломов занимает от 5-6 недель до года и больше. Для ускорения выздоровления в организм должно поступать достаточное количество кальция, который составляет основу костной ткани в виде гидроксиапатита.

Нужно ли принимать кальций при переломе?

Кальций поступает в организм только извне и при недостатке вымывается из костей ради того, чтобы его уровень в крови оставался неизменным. Вот почему применение кальция оказывает значительную помощь при заживлении переломов.

В регуляции кальциевого обмена участвуют:
— гормоны паращитовидной железы;
— витамин D, от которого зависит всасывание минерала в кишечнике и его поступление в костную ткань (при недостатке витамина D кальций не усваивается, не поступает в достаточном количестве в кости: из-за этого плотность снижается).

Баланс кальция и витамина D — основа для формирования здоровой кости. Исследования показали, что препараты кальция эффективны в ускорении заживления переломов костей², особенно при остеопорозе. Эти средства улучшают процесс отложения макроэлемента в костях и стимулируют формирование костной мозоли – важного этапа заживления перелома.

Препараты с кальцием при переломах костей

Создано три поколения средств для лечения травм и заболеваний костной системы:

Простые соли кальция (карбонат, цитрат, лактат, глюконат, фосфат) — препараты, которые содержат всего один компонент. Биодоступность кальция из них относительно невысокая, то есть в костную ткань поступает незначительное количество минерала. Для улучшения всасывания их нужно обязательно комбинировать с витамином D3.

Комбинация солей кальция (чаще – карбоната) и витамина D. Они не решают все задачи, так как для восстановления упругости и прочности костей нужны и другие микроэлементы⁴.

Препараты кальция с витамином D, в которые входят и другие минералы (магний, цинк, медь, марганец, бор). Примерами являются Кальцемин® и Кальцемин® Адванс, которые назначаются при переломах костей у детей и взрослых⁵. Такие средства обеспечивают не только поступление адекватной дозы кальция и витамина D, но и других важных микроэлементов., утраченной ей за всю жизнь³.

Если ребенок (подросток) не набрал пиковую костную массу, в дальнейшем у него может повыситься риск остеопороза. В группе риска также находятся люди, которые не употребляют достаточное количество продуктов, богатых кальцием, например молочных продуктов.

Какие препараты кальция лучше принимать при переломах костей?

В построении костной ткани участвует множество минералов и микроэлементов⁶. Чтобы ускорить процесс заживления, после перелома следует принимать средства, в составе которых есть:

— Магний. Регулирует обмен в костной ткани, ее минерализацию, поддерживает гибкость и прочность, усиливает возможности по восстановлению после переломов. Его применение способствует повышению минеральной плотности кости⁷. Недостаточное поступление магния может стать причиной остеопороза и низкой костной массы. Норма потребления — 400 мг/сутки.

— Цинк. Участвует во многих обменных процессах, принципиально важен для воспроизведения ДНК. В костной ткани содержится примерно 30% цинка всего организма⁶. Его концентрация в костях быстро падает, если снижается поступление или нарушается всасывание микроэлемента. Из-за дефицита цинка возможны дефекты развития костной ткани. Норма поступления для взрослых — 12 мг/сутки⁶.

— Медь. Компонент ферментов, которые участвуют в обмене железа, обеспечении тканей кислородом. В костной ткани отвечает за образование коллагена, его связь с эластином и общую минерализацию скелета. Недостаток меди приводит к нарушениям формирования костной и соединительной ткани, угнетению роста кости. Потребность для взрослых — 1 мг/сутки⁶.

— Марганец. Также участвует во всех видах обмена (углеводов, жиров, аминокислот). Дефицит марганца может стать причиной нарушений в репродуктивной системе, а также привести к повышенной хрупкости костей⁸. В сутки необходимо поступление 2 мг марганца.

— Бор. Влияет на обмен витамина D, содержание в костях кальция, фосфора, магния. Улучшает всасывание кальция, предотвращает снижение плотности кости и развитие остеопороза. Ежедневно в организм должно поступать до 2 мг бора⁶.

Для повышения эффективности лечения переломов целесообразно дополнительно принимать кальций в составе комбинированных препаратов (особенно пожилым людям). Препараты линейки Кальцемин® обеспечивают дополнительное поступление кальция, витамина D и других микроэлементов, необходимых для своевременного заживления переломов⁴. Они также способствуют формированию костной мозоли и повышению плотности кости для предупреждения повторных травм.

Профилактика переломов

Для предупреждения переломов важна профилактика остеопении (снижения минеральной плотности костей без структурных изменений костной ткани) и остеопороза. С этой целью назначают профилактические дозы кальция и витамина D, разрабатывают комплекс физических упражнений или подбирают оптимальный вид спорта (гимнастика, бег, плавание).

Если диагноз «остеопороз» уже поставлен, для его лечения (независимо от наличия переломов) требуются препараты, способные подавлять разрушение костной ткани и стимулировать ее образование. Только комплексный подход к профилактике переломов, в том числе остеопоротических, может ускорить заживление кости, сохранить ее гибкость и необходимую плотность, а в итоге – трудоспособность и качество жизни.

L.RU.MKT.CC.04.2019.2709

1. Фазы заживления и сращения костей.

Контекст 1

… стратегий для улучшения сращения костей бесчисленное множество. Каждый в некотором роде использует «свой собственный трюк с матерью-природой» для улучшения условий сращения позвоночника. Такие «уловки» призваны предотвратить слишком часто неблагоприятный хирургический исход псевдоартроза. Многие из этих стратегий обсуждаются на следующих страницах. Каждый из них следует рассматривать в настоящее время или в будущем, при определенных обстоятельствах или, возможно, в плановом порядке.Стратегии, разработанные для улучшения сращения позвоночника, можно разделить на две отдельные и отдельные категории: альтернативы аутотрансплантату и физиологические методы улучшения или увеличения. По сути, травмированная кость, поврежденная в результате явного акта травмы или хирургического вмешательства, заживает лучше всего, когда параметры улучшения заживления кости оптимизированы. Эти параметры включают: 1) хирургическую технику; 2) использование заменителей костного трансплантата, которые принимают форму расширителей костного трансплантата или усилителей сращения кости с помощью факторов роста или методов увеличения; и 3) стратегии улучшения или увеличения физиологии костей.Каждая из этих стратегий пытается имитировать или усилить существующие атрибуты аутотрансплантата. Таким образом, подчеркивается, что аутотрансплантат является однозначной стратегией «золотого стандарта», используемой для получения костного сращения. Он обеспечивает остеогенные, остеоиндуктивные и остеокондуктивные компоненты, необходимые для сращения костей. Никакая другая текущая стратегия не позволяет этого достичь. Процесс заживления кости, независимо от того, следует ли он после травмы или хирургического вмешательства, включает в себя несколько этапов заживления (рис. 7.1).Сначала вокруг травмы или места операции образуется гематома. Возникает воспалительная фаза, связанная с образованием грануляционной ткани, образованием фибринового матрикса и клеточной и сосудистой инфильтрацией. Именно воспалительная фаза особенно важна для последующего процесса заживления кости и получения прочного артродеза. Следует отметить, что эта фаза особенно чувствительна к токсичным внешним факторам, таким как никотин (и другим факторам, связанным со злоупотреблением табаком), употреблением стероидов, радиацией, химиотерапией и т. Д.Поэтому подчеркивается, что такие клинические стратегии следует отложить до завершения воспалительной фазы (примерно через 3 недели после травмы или операции). Далее следует фаза формирования костной мозоли, в которой закладываются хрящевые и фиброзные ткани (примитивная тканая кость). Наконец, костная мозоль реконструируется с отложением и резорбцией пластинчатой кости. Последний реконструируется для достижения окончательного состояния твердого и прочного зажившего перелома или сращения костей. Очевидно, что хирургическая техника играет важную роль в клиническом исходе, но, к сожалению, ее трудно охарактеризовать.Что касается сращивания костей, «плотницкие работы» (например, тщательная обработка ложа сращивания костей и установка тщательно обработанного трансплантата или стойки) играет важную роль в улучшении и оптимизации среды для сращивания. Оптимизация площади контакта, обеспечение соответствующей (ни чрезмерной, ни слишком маленькой) нагрузки на место сварки, использование тщательно отобранных имплантатов, которые не чрезмерно нагружают и не «защищают от напряжения» место сварки (рис. 7.2), и Выборочное использование стратегий, обсуждаемых на следующих страницах, зависит от хирурга и часто определяет судьбу хирургической процедуры. 3,5 Оптимизация площади поверхности контакта между поверхностями слияния была первоначально поддержана Клоуардом 8 и другими как стратегия улучшения сращения костей. Cloward 9 предположил, что площадь соприкосновения с костным сращением, охватывающая 80% площади поверхности поясничной межпозвонковой замыкательной пластинки, была оптимальной (рис. 7.3). Большинство сегодня не прислушиваются к таким советам, и поэтому многие операции терпят неудачу. Аллотрансплантат слабо пытается воспроизвести атрибуты аутотрансплантата, особенно в приложениях без нагрузки.При применении с межтеловой нагрузкой, когда костный трансплантат находится в прямом контакте с силами сжатия кости заживления, аллотрансплантат 21 работает относительно хорошо. Другими словами, аллотрансплантат, если он будет использоваться в качестве жизнеспособной автономной альтернативы сращению, должен оптимально использоваться в ситуациях, когда трансплантат испытывает усиливающее сращение напряжение (то есть сжатие). Аллотрансплантат работает с меньшей эффективностью, когда трансплантат не выдерживает острой нагрузки (оптимально осевой нагрузки). Наиболее распространенными из них являются спондилодезы спинных накладок. Наиболее распространенным применением аллотрансплантата в дорсальных приложениях без нагрузки является метод увеличения костной массы (особенно у детей, у которых успех слияния гораздо более вероятен, а варианты донорского участка аутотрансплантата могут быть ограничены), в котором аллотрансплантат используется для увеличить аутотрансплантат (например, когда достаточное количество аутотрансплантата недоступно). Следует отметить, что аллотрансплантат особенно плохо работает при остеопоротической кости. Новые и недавние применения включают использование аутологичных стволовых клеток, таких как аспират костного мозга (BMA).Этот тип применения, при котором структурный компонент (в данном случае аутотрансплантат) комбинируется с клеточным компонентом, называется «композитом». Такой композит сочетает в себе преимущества компонентов остеогенеза и остеоиндукции костного сращения с остеокондукционной способностью, обеспечиваемой структурой костного матрикса аллотрансплантата. Принимая во внимание вышесказанное, важно вспомнить три компонента заживления костей и сращения костей: остеогенез, остеоиндукцию и остеокондукцию.Остеогенез усиливает формирование кости или формирует кость за счет клеточной (например, остеобластической) активности. Это зависит от наличия стволовых клеток-остеопрогениторов. Остеоиндукция формирует или усиливает образование кости путем рекрутирования и дифференциации клеток, образующих костную ткань, с помощью факторов, которые индуцируют дифференцировку недифференцированной ткани в кость. Остеокондукция включает костное прикрепление растущей кости к трехмерной поверхности подходящего каркаса, который направляет рост в трех измерениях.Каждый из этих трех компонентов играет жизненно важную роль в процессе заживления и сращения костей. Включение как можно большего количества этих компонентов увеличит шанс на успех хирургического вмешательства. Аллотрансплантат обеспечивает остеокондуктивный каркас и не более того. Это необходимо тщательно учитывать в процессе принятия решений относительно выбора методики и оптимизации клинических результатов. Деминерализованный костный матрикс (DBM) образуется путем удаления минерального компонента кости посредством кислотного переваривания.Клинически используемые DBM комбинируются с носителем, таким как глицерин или …

Руководство для пациента по стимуляции роста костей

Стимуляция роста костей (BGS) — это терапия, которую ваш хирург может назначить после процедуры спондилодеза. Стимулятор роста костей — это дополнительное устройство, которое носят после операций на шейном (шее) или поясничном (поясничный) отделах позвоночника. BGS может использоваться, чтобы помочь сращению костей позвоночника после процедуры слияния или в качестве лечения неудачного сращения. Естественно, у вас есть вопросы по этой технологии.
Стимуляция роста костей может использоваться для улучшения сращения костей позвоночника после процедуры сращивания или для лечения неудачного сращения. Фото: 123RF.com.

Информация, представленная в этом руководстве пациента, может помочь вам узнать:

Как заживает кость
Факторы риска плохой или неудачной сварки
Роль стимуляции роста костей в реабилитации позвоночника
Вопросы к хирургу-позвоночнику

Хирург-ортопед, позвоночник, поясняет BGS

Джерард Дж. Джирасоль, доктор медицины, пояснил: «Стимуляция роста костей для шейного и поясничного отделов позвоночника значительно улучшила результаты слияния. Будучи центром изучения этой технологии, я использовал стимуляцию роста костей в большинстве своих послеоперационных случаев для шейных и поясничных пациентов. Не каждый пациент является кандидатом на стимуляцию роста костей. Критерии оценки пациентов, которые я использую, включают:

Курящие пациенты
Многоуровневые слияния; сращено более 1 уровня позвоночника
Сопутствующие заболевания (факторы риска), которые могут препятствовать заживлению и росту костей

О спондилодезе

Спондилодез выполняется для остановки движений позвоночника и предотвращения неврологического дефицита.Во время процедуры 2 или более тел позвонков соединяются вместе с помощью инструментов и костного трансплантата. Спинальный инструментарий включает стержни, винты, пластины и / или межтеловые устройства (имплантаты). Костный трансплантат может включать вашу собственную кость (аутотрансплантат), донорскую кость (аллотрансплантат) или другие типы трансплантата.

Костный трансплантат помогает стимулировать рост новой кости через 3 этапа:

Воспалительная стадия: клетки начинают формировать новую ткань
Этап восстановления: начинается прорастание мелких кровеносных сосудов
Этап ремоделирования: укрепление костной структуры

Послеоперационное изображение хирургического вмешательства на шее (шейке матки) с использованием спинномозговой аппаратуры.Спинальные инструменты создают внутреннюю повязку, которая позволяет воспалительному процессу стимулировать заживление костей. Со временем новая кость врастает в имплантированный инструмент и вокруг него, превращаясь в прочную конструкцию.

У некоторых пациентов существует риск того, что спондилодез может не зажить должным образом или потерпеть неудачу. Неудачный сращение также называется псевдоартрозом или несращением . Псевдоартроз и несращение — это медицинские термины, которые ваш хирург может использовать для определения проблемы сращения.

Общие проблемы с позвоночником , леченные хирургическим путем с помощью спондилодеза, включают:

Шейный отдел (шея) / поясница (поясница)

Поясничный

Как стимулятор роста костей может способствовать сращению позвоночника?

BGS отправляет электрические сигналы низкого уровня на место сварки. Электрические сигналы активируют естественный процесс заживления костей в организме, который может быть нарушен у пациентов из группы риска.

Стимуляция роста костей десятилетиями использовалась для заживления костей

Более 50 лет назад ученые обнаружили, что электрические поля низкого уровня стимулируют процесс заживления костей в организме.Другие достижения, в том числе поиск различных типов энергии, стимулирующих рост костей, технология электромагнитных катушек и просто более совершенные устройства, поддерживаемые научными и клиническими исследованиями, улучшили заживление костей у пациентов, перенесших артродез.

Различные типы стимуляторов роста костей

Все стимуляторы роста костей разные. Некоторые типы предназначены для хирургической имплантации (внутренний BGS), а другие стимуляторы носят вне тела (внешний BGS).Другие различия включают тип электрического тока или магнитного поля, создаваемого устройством, и то, как стимуляция передается на позвоночник.

Типы устройств для стимуляции роста костей, одобренные Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), используют постоянный ток ¹, емкостную связь ², комбинированные магнитные поля ³ или импульсные электромагнитные поля. ^4-6 В целом было доказано, что успешность слияния может быть увеличена у пациента, получавшего BGS, по сравнению с хирургическим вмешательством без использования BGS.

Исцеление костей — Факты о здоровье стопы

Для просмотра содержимого на этой странице требуется Javascript. Пожалуйста, включите поддержку джаваскрипта в вашем браузере.

Как заживает кость?

Все сломанные кости заживают одинаково. Это верно независимо от того, была ли кость разрезана во время хирургической процедуры или сломана в результате травмы.

Процесс заживления кости состоит из трех перекрывающихся стадий: воспаления, образования кости и ремоделирования кости.

Воспаление начинается сразу после перелома кости и длится несколько дней. Когда кость сломана, в эту область идет кровотечение, ведущее к воспалению и свертыванию крови в месте перелома. Это обеспечивает начальную структурную стабильность и основу для образования новой кости.
Образование костей начинается, когда свернувшаяся кровь, образовавшаяся в результате воспаления, заменяется фиброзной тканью и хрящом (известным как мягкая мозоль).По мере заживления мягкая мозоль заменяется твердой костью (известной как твердый мозоль), которая видна на рентгеновских снимках через несколько недель после перелома.
Ремоделирование кости, финальная фаза заживления кости, длится несколько месяцев. При ремоделировании кость продолжает формироваться и становится компактной, возвращаясь к своей первоначальной форме. Кроме того, улучшается кровообращение в этой области. После того, как произошло адекватное заживление кости, нагрузка (например, стояние или ходьба) способствует ремоделированию кости.

Как долго длится заживление костей?

Кости обычно в значительной степени заживают от шести до 12 недель. В целом детские кости заживают быстрее, чем взрослые. Хирург стопы и голеностопного сустава определит, когда пациент готов выдержать нагрузку на эту область. Это будет зависеть от местоположения и серьезности перелома, типа выполненной хирургической процедуры и других соображений.

Что способствует заживлению костей?

Если кость будет разрезана во время запланированной хирургической процедуры, некоторые шаги могут быть предприняты до и после операции, чтобы помочь оптимизировать заживление. Хирург может посоветовать диету и пищевые добавки, которые необходимы для роста костей. Отказ от курения и адекватный контроль уровня сахара в крови у людей, живущих с диабетом, очень важны. Курение и высокий уровень глюкозы мешают заживлению костей.

Для всех пациентов с переломами костей иммобилизация является важной частью лечения, потому что любое движение костных фрагментов замедляет начальный процесс заживления. В зависимости от типа перелома или хирургической процедуры хирург может использовать какую-либо форму фиксации (например, винты, пластины или проволоку) на сломанной кости и / или гипс, чтобы кость не двигалась.В период иммобилизации ограничение веса тела в соответствии с указаниями хирурга.

После того, как кость полностью зажила, физиотерапия часто играет ключевую роль в реабилитации. Программа упражнений, разработанная для пациента, может помочь восстановить силы и равновесие, а также может помочь вернуться к нормальной деятельности.

Что может препятствовать заживлению костей?

Замедлить процесс заживления может множество факторов. К ним относятся:

Перемещение костных отломков; слишком ранний вес
Курение, сужающее кровеносные сосуды и ухудшающее кровообращение
Заболевания, такие как диабет, гормональные проблемы или сосудистые заболевания
Некоторые лекарства, такие как кортикостероиды и другие иммунодепрессанты
Переломы тяжелые, осложненные или инфицированные
Пожилой возраст
Плохое питание или нарушение обмена веществ
Низкий уровень кальция и витамина D

Как лечить медленное заживление?

Если кость заживает не так хорошо, как ожидалось, или не заживает, хирург стопы и голеностопного сустава может выбрать один из множества вариантов лечения для ускорения роста кости, например, длительную иммобилизацию в течение более длительного периода, стимуляцию кости или операцию с пересадкой кости. или использование белков роста костей.

Различия в процессе спондилодеза в моделях живых крыс с остеопенией и без остеопении с использованием последовательной микрокомпьютерной томографии

J Korean Neurosurg Soc. 2017 Май; 60 (3): 348–354.

, M.D., ¹, M.D., Ph.D., ¹, M.D., Ph.D., ^2, ³ и, M.D., Ph.D. ^2, ^3, ⁴

Парк Сунг Бэ

¹ Отделение нейрохирургии, Медицинский центр Борамаэ Сеульского национального университета, Сеул, Корея

Хи-Джин Ян

¹ Отделение нейрохирургии, Медицинский центр Борамаэ Сеульского национального университета, Сеул, Корея

Чи Хон Ким

² Кафедра нейрохирургии, Медицинский колледж Сеульского национального университета, Сеул, Корея

³ Институт клинических исследований, Больница Сеульского национального университета, Сеул, Корея

Чун Ки Чунг

² Кафедра нейрохирургии, Медицинский колледж Сеульского национального университета, Сеул, Корея

³ Институт клинических исследований, Больница Сеульского национального университета, Сеул, Корея

⁴ Кафедра мозговых и когнитивных наук, Колледж естественных наук Сеульского национального университета, Сеул, Корея

¹ Отделение нейрохирургии, Медицинский центр Борамаэ Сеульского национального университета, Сеул, Корея

² Кафедра нейрохирургии, Медицинский колледж Сеульского национального университета, Сеул, Корея

³ Институт клинических исследований, Больница Сеульского национального университета, Сеул, Корея

Адрес для перепечаток: Chun Kee Chung, M.

Доктор философии, отделение нейрохирургии, Госпиталь Сеульского национального университета, 101 Daehak-ro, Jongno-gu, Сеул 03080, Корея, тел .: + 82-2-2072-2352, факс: + 82-2-744 -8459, E-mail: rk.ca.uns@cgnuhc

Поступила 7 июля 2016 г .; Пересмотрено 17 ноября 2016 г .; Принято 22 ноября 2016 г.

© Корейское нейрохирургическое общество, 2017 г. неограниченное некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Abstract

Цель

Выявить и исследовать различия в сращении позвоночника между нормальным и остеопеническим позвоночником на модели крысы.

Методы

Самкам крыс Sprague Dawley была выполнена овариэктомия (OVX) или имитация операции, и они были рандомизированы на две группы: группу без OVX и группу OVX. Через восемь недель после OVX был выполнен односторонний поясничный спондилодез с использованием аутологичной подвздошной кости. Плотность кости (BD) измеряли через 2 дня и 8 недель после операции слияния. Микрокомпьютерная томография использовалась для оценки процесса сращения костей каждые две недели в течение 8 недель после операции по сращению. Скорость сращения, процесс слияния и параметры объема кости сращенного ложа сравнивались между двумя группами.

Результаты

BD был значительно выше в группе без OVX, чем в группе OVX через 2 дня и 8 недель после операции слияния. Скорость слияния в группе без OVX была выше, чем в группе OVX через 8 недель после операции ( p = 0,044).Костное соединение костных фрагментов с поперечными отростками и костеобразование между поперечными отростками в группе без OVX были значительно лучше, чем в группе OVX, через 6 недель после операции слияния. Компактность и созревание костной ткани ложа слияния в группе без OVX были заметными по сравнению с группой без OVX.

Заключение

Скорость слияния в группе OVX была ниже, чем в группе без OVX на поздней стадии после операции слияния. Созревание костной ткани ложа слияния в группе OVX было хуже по сравнению с группой без OVX. Стратегии улучшения слияния на ранней стадии могут потребоваться пациентам с остеопорозом, которым требуется операция по сращению позвоночника.

Ключевые слова: Остеопороз, Овариэктомия, Позвоночник, Фьюжн, Крыса

ВВЕДЕНИЕ

Несмотря на то, что инструментарий и методы хирургии спондилодеза улучшились в последние годы, частота несращений в 10-40% ограничивает ее успех и может отрицательно повлиять на клиническую практику. исходы ³ ^, ⁷ ^, ¹⁴⁾.Поэтому понимание биологии сращения позвоночника очень важно для хирургов-хирургов. Клинически значимые модели поясничного слияния на животных предоставляют важную биологическую, гистологическую и радиологическую информацию о слиянии поперечных отростков (TP) ² ^, ⁹⁾. Формирование эндохондральной кости через промежуточный хрящ происходит в центре ложа слияния между верхней и нижней половинами мостиковой кости, а образование внутримембранной кости происходит рядом с декортикацией TPs ¹⁴ ^, ²¹⁾.

Остеопороз вызывает отрицательное ремоделирование кости, которое задерживает сращение кости ¹ ^, ⁸⁾. Поскольку остеопороз связан с плохим сращением и стабильностью кости, очень важно выявить различия в процессе сращения костей между остеопорозом и неостеопорозом позвоночника. Процессы восстановления переломов и спондилодеза были описаны на моделях животных, не страдающих остеопорозом ⁵ ^, ¹⁶⁾. Восстановление перелома и спондилодез проходят аналогичные стадии в месте перелома или ложа сращения: воспалительная реакция, образование фиброзного хряща, образование твердой мозоли и ремоделирование кости ¹⁶⁾.Исследование на животных показало, что если слияние не произошло через 4 недели после операции, скорость слияния не увеличилась через 10 недель ⁴⁾. Следовательно, для преодоления неудач сращения у пациентов с остеопорозом важно понимать, существуют ли различия между пациентами с остеопорозом и без него в ранний период сращения костей. Немногочисленные исследования изучали негативное влияние остеопороза на ранний период заживления переломов. ¹² ^, ²⁰⁾.Костеобразование при сращении позвоночника — это деформация костной ткани в межпозвоночном пространстве или межпоперечных отростках, которые не являются областью костной структуры. В связи с этим мы считаем, что необходимо провести базовое исследование, связанное с формированием кости при остеопоротическом сращении позвоночника. Многие исследования показали влияние антиостеопороза на сращение позвоночника в исследовании на животных ¹⁴ ^, ¹⁵ ^, ¹⁷⁾. Эти исследования просто описали разницу в скорости слияния у животных без остеопении и животных с остеопенией.Нет исследований, сравнивающих процесс спондилодеза на живых моделях животных с остеопенией и без остеопении. Целью этого исследования было использование микрокомпьютерной томографии (микро-КТ) для выявления и оценки радиологических различий в процессе спондилодеза у живых крыс с остеопенией и без остеопении.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Животные

Самки крыс Sprague Dawley в возрасте 10 недель (n = 36) были приобретены у Orient Bio (Соннам, Корея) и содержались поодиночке в вентилируемых клетках, свободных от патогенов, с 12-часовым освещением. темный цикл.Крысам был предоставлен свободный доступ к водопроводной воде и стандартному корму для грызунов (Cargill, Соннам, Корея), который содержал 1,35% (вес / вес) кальция, 0,44% (вес / вес) фосфата и не содержал витамина D. диета (<0,3% по массе) может снизить минеральную плотность костей (МПК), используемый здесь корм не влияет на МПК ¹³⁾.

План эксперимента и операция

После 2 недель акклиматизации 18 крысам была сделана овариэктомия (OVX), чтобы вызвать остеопению, а другим 18 — имитационная операция.Через шесть недель после OVX у крысы наблюдалось значительное снижение МПК ¹⁴⁾. Таким образом, через 8 недель у всех крыс было выполнено одностороннее заднебоковое межпоперечное слияние с аутологичной подвздошной костью (AIB). Анестезию вызывали 5% изофлураном и поддерживали 2,5% изофлураном; во время обслуживания кислород подавался через коаксиальный носовой конус. Был сделан задний срединный разрез над остистым отростком на L4–5. После правостороннего дорсального разреза TP L4 и L5 были обнажены путем расщепления многораздельной мышцы и мышцы, выпрямляющей позвоночник ⁴ ^, ¹⁹⁾.Кортикальную кость TP L4 и L5 вырезали с помощью электрического фрезы под микроскопом, и примерно 0,25 г AIB было извлечено из ипсилатеральной подвздошной кости. AIB вводили между отделенными корнями L4 и L5 TP.

36 крыс были разделены на две группы: группу OVX (двусторонний OVX + слияние с использованием AIB) и группу без OVX (имитация операции + слияние с использованием AIB). Изображения микрокомпьютерной томографии (КТ) получали каждые 2 недели в течение 8 недель у всех крыс (). Скорость сращения костей и плотность кости (BD) были получены из серийных изображений микро-КТ.Этот экспериментальный протокол был одобрен Комитетом по уходу за животными и их использованию.

Экспериментальные группы и расписание. Восемнадцати крысам была сделана двусторонняя OVX (группа OVX), а еще 18 крысам была сделана фиктивная операция (группа без OVX). Через восемь недель после OVX всем крысам был проведен односторонний спондилодез с использованием аутологичной подвздошной кости. Последовательные оценки микро-КТ у всех крыс проводились каждые 2 недели в течение 8 недель после операции. Плотность костей у всех крыс оценивали через 2 дня и 8 недель после операции слияния.OVX: овариэктомия, микро-КТ: микрокомпьютерная томография.

Для оценки слияния и измерения BD была проведена трехмерная (3D) микро-КТ (NFR-Polaris-G90; NanoFocusRay, Чонджу, Корея) на 2-й день после операции и каждые 2 недели в течение 8 недель после операции слияния. Сканирование было выполнено с нижней замыкательной пластинки тела S2 позвонка и выполнено краниально; сканирование включало обзоры под углом 720 ° и было получено при 70 кВпик, 80 мкА и 100 мс на кадр. Размер восстановленного изображения составлял 1024 × 1024 пикселей; размер вокселя — 56. 179 мкм × 56,179 мкм × 123,594 мкм, и было получено 512 срезов. Успешное слияние приводит к наличию непрерывности костной ткани от верхнего TP к нижнему TP в ложе с трансплантатом. Таким образом, мы определили слияние как одновременное наличие соединения мостиковой кости с TP и мостиковой кости между TP (). После спондилодеза пересаженные костные отломки соединяются с новым костным материалом и ТП. При остеопорозе соединение костных фрагментов может быть более слабым по сравнению со здоровой костью из-за дисбаланса активности остеобластов и остеокластов во время ремоделирования кости.Следовательно, если между TP существовала мостиковая кость, но у мостовидной кости не было костного соединения с TP, это определялось как несращение (). Для оценки степени объединения костных фрагментов в сращенном ложе, морфометрических показателей кости, включая фракцию объема кости (BV) (BV / объем ткани [TV]; BV / TV), поверхность кости (BS) и удельное соотношение BS (BS / BV; BS / BV) термоядерного слоя, были рассчитаны с использованием трехмерного реконструированного изображения ⁶⁾. Фракцию BV определяли как отношение сегментированного BV к общему объему интересующей области, а специфическую BS определяли как отношение сегментированной BS к сегментированной BV ⁶⁾.Таким образом, высокая фракция костной ткани и низкая BS в ложа сращения указывают на образование новой кости и тесную связь между костными фрагментами, которую мы назвали компактностью. Чтобы оценить процесс сращения кости, включая компактность в месте трансплантата, аксиальное изображение было преобразовано в трехмерное изображение с использованием программного обеспечения Digital Imaging and Communications in Medicine (Lucion, Infinite, Сеул, Корея) ¹⁵⁾. Чтобы определить BD через 2 дня и 8 недель после операции слияния, мы измерили площадь между верхней замыкательной пластиной L4 и нижней замыкательной пластиной L5 с порогом> 700 единиц Хаунсфилда ¹⁵⁾.Скорость сращения, наличие сращенной массы, связанной с TP и соединяющей кость между TP, и плотность кости как показатель ремоделирования кости оценивались каждые 2 недели после операции слияния и сравнивались между группами.

Оценка процессов термоядерного синтеза с использованием трехмерных (3D) изображений. Схема и трехмерные восстановленные изображения показывают неслияние (A) и слияние (B). Сплавление определялось как одновременное присутствие мостовидной кости и соединение мостовидной кости как с верхним, так и с нижним TP.Форма костных фрагментов на трехмерном восстановленном изображении A (звездочка) не выглядит такой компактной, как на трехмерном восстановленном изображении B (звездочка). VB: тело позвонка, TP: поперечный отросток.

Статистический анализ

Результаты представлены как среднее ± стандартное отклонение. Критерий хи-квадрат Пирсона использовался для выявления значительных различий в статусе слияния между группами. Разница в скорости слияния во времени в каждой группе анализировалась с помощью теста Макнемара. Двухвыборочный t-критерий использовался для выявления значимых различий в показателях BD и морфометрических показателей кости между группами.Значение p <0,05 считалось значимым.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Плотность костей

Как и ожидалось, была значительная разница в BD между группой без OVX и группой OVX через 2 дня и 8 недель после операции слияния (1,32 ± 0,134 г / см ³ и 1,30 ± 0,117 г / см ³ соответственно; p <0,0001 и 1,32 ± 0,191 г / см ³ и 1,29 ± 0,006 г / см ³ соответственно; p = 0,000). Следовательно, группа OVX была остеопенией по сравнению с группой без OVX.

Скорость слияния и процесс слияния

Скорость слияния групп без OVX по сравнению с группами OVX на 2, 4, 6 и 8 неделях составила 0% (0/18) по сравнению с 5,6% (1/18) ( p = 0,310), 11,1% (2/18) против 11,1% (2/18) ( p = 1.000), 38,9% (7/18) против 22,8% (4/18) ( p = 0,278 ) и 61,1% (11/18) против 27,8% (5/18) ( p = 0,044) соответственно. В группе без OVX скорость слияния через 6 и 8 недель после операции значительно увеличилась по сравнению с таковой через 4 недели после операции ( p = 0. 096 и p = 0,022 соответственно). Однако в группе OVX не было значительной разницы в скорости слияния через 4, 6 или 8 недель после операции.

Костное соединение костных фрагментов с TP происходит вокруг декортифицированных TP и может образовываться в основном за счет внутримембранного окостенения ²⁾. До 4 недель после операции по сращиванию не было существенной разницы между группами в скорости костного соединения. Однако частота костного соединения в группе без OVX была выше, чем в группе OVX через 6 и 8 недель после операции (66.7% против 22,2%, p = 0,007 и 72,2% против 27,8%, p = 0,008 соответственно). Однако образование эндохондральной кости участвует в формировании сращенной массы в качестве костной перемычки между TP ¹⁴⁾. Частота наличия мостиковой кости между TP в группах без OVX и OVX существенно не различалась через 4 недели (38,7% против 22,2%, p = 0,278). Тем не менее, частота образования мостовидных протезов в группе без OVX через 6 и 8 недель была выше, чем в группе OVX (61. 1% против 22,2%, p = 0,018 и 66,7% против 27,8%, p = 0,019 соответственно) ().

Сравнение процесса слияния двух групп. На этом графике показана разница между группами без OVX и OVX в скорости слияния (A), а также соотношения наличия костного соединения с TP (B) и мостиковой кости между TP (C) на 2, 4 неделе после операции, 6 и 8 (звездочка, p <0,05). OVX: овариэктомия, TP: поперечный отросток.

Не было существенной разницы между двумя группами в морфометрических показателях кости сразу после операции слияния.Однако среднее значение BV / TV в группе без OVX было значительно выше, чем в группе OVX через 4 недели после операции слияния ( p = 0,000), а средние значения BS и BS / BV в группе без OVX. -OVX были ниже, чем в группе OVX (). Другими словами, объем костной массы в ложа слияния в группе без OVX увеличился, а количество поверхности костной массы, состоящей из костных фрагментов, уменьшилось по сравнению с таковыми в группе OVX. Эти результаты продемонстрировали, что объединение костных фрагментов в сращиваемом ложе было лучше в группе без OVX по сравнению с группой OVX.Компактность сварочного слоя показана на восстановленном трехмерном изображении (). Костные материалы в слитном ложе в группе OVX не слились и рассыпались. Таким образом, форма соединительной кости не была такой компактной, как в группе без OVX. Кроме того, если в группе OVX не было обнаружено костной непрерывности ложа слияния с TP к середине периода слияния (4 недели после операции), слияние мостиковой кости с TP не происходило до конца исследования.

Микро-КТ сканирование термоядерных масс.На рисунках показаны 3D-реконструированные изображения из обеих групп после операции. На рисунке в верхнем ряду показаны серийные 3D-восстановленные изображения крысы из группы, не относящейся к OVX. Пересаженные костные материалы были вставлены в ложу для сплавления между TP L4 и L5. Форма перемычки через 8 недель после операции (звездочка) была более компактной, чем в ранний период после операции. Изображение в нижнем ряду представляет собой трехмерное реконструированное изображение крысы из группы OVX. Форма трансплантированной кости через 8 недель была менее компактной в группе OVX (стрелка), чем в группе без OVX.Микро-КТ: микрокомпьютерная томография, OVX: овариэктомия, TP: поперечный отросток.

Таблица 1

Морфометрические показатели кости на ложа слияния обеих групп

TV Post 0 недель

		G I	G II	p -значение
4,15 ± 0,408	3,97 ± 0,349	0,356
Послеоперационная операция. 4 недели	4,87 ± 0,589	3.34 ± 0,305	0,000
Послеоперационная операция. 8 недель	4,78 ± 0,563	3,48 ± 0,302	0,000

BS	Postop. 0 недель	32,54 ± 3,675	34,55 ± 2,679	0,070
	Послеоперационная операция. 4 недели	31,21 ± 3,178	36,21 ± 3,379	0,000
	Послеоперационный период. 8 недель	29,82 ± 3,384	35,15 ± 3,181	0.000

BS / BV	Postop. 0 нед	81,54 ± 10,431	84,76 ± 7,743	0,301
	Послеоперационная операция. 4 недели	53,01 ± 7,871	82,84 ± 8,43	0,000
	Послеоперационная операция. 8 недель	25,92 ± 23,346	82,92 ± 8,902	0,000

ОБСУЖДЕНИЕ

Настоящее исследование показало радиологические различия между живыми крысами с остеопенией и неостеопенией в процессе спинномозгового сращения с использованием микропродольного слияния.Формирование внутримембранозной кости происходит в области рядом с TP, а образование эндохондральной кости, которое включает образование кости через промежуточный хрящ, происходит в центре на границе между верхней и нижней половинами соединительной кости ²¹⁾. На средних и поздних стадиях формирования кости образование кости распространяется по направлению к центральной зоне, и хрящ исчезает одновременно с образованием кости в центральной области ³ ^, ⁵ ^, ¹⁸⁾.Настоящее исследование показало, что скорость объединения костных фрагментов между TP и соединения костных фрагментов с TP была выше в группе без OVX по сравнению с группой OVX через 6 и 8 недель после операции слияния. Эти результаты предполагают, что группа OVX имела менее выраженное формирование эндохондральной кости и меньшее созревание кости, чем группа без OVX.

Остеопороз может снизить способность остеобластов, васкуляризацию и качество костного мозга в слиянии ¹⁴⁾. Как показано в настоящем исследовании, это может отрицательно повлиять на термоядерный слой.В нашем исследовании внутримембранозная кость, которая сформировалась вокруг декортикальных TP в группе OVX, была слабее, чем в группе без OVX. Кроме того, формирование кости за счет эндохондральной оссификации в центре ложа слияния было хуже в группе OVX, чем в группе без OVX. Сразу после операции слияния и до 8 недель после операции коэффициент BV в группе без OVX значительно увеличился по сравнению с таковым в группе OVX. Однако коэффициент BS в группе без OVX значительно снизился.Другими словами, на более поздних стадиях процесс уплотнения соединительной кости посредством ремоделирования кости был менее полным, что позволяет предположить, что после сращения позвоночника остеопороз отрицательно влияет на формирование эндохондральной кости и созревание кости за счет ремоделирования кости. Поскольку клеточные изменения после потери эстрогена включают уменьшение остеобластогенеза и продолжительности жизни остеобластов, а также увеличение остеокластогенеза и продолжительности жизни остеокластов, активность костеобразования в группе OVX может снижаться на более поздних стадиях ¹⁴⁾.Следовательно, соотношение образования кости может быть одинаковым в группах OVX и не-OVX в течение раннего периода формирования кости; однако на более поздних стадиях костеобразование в группе OVX может уменьшаться по сравнению с таковым в группе без OVX. Из-за этих различий хирурги-хирурги должны учитывать тип трансплантата, количество трансплантата и поверхность контакта трансплантата с ложем для слияния, чтобы увеличить скорость сращения у пациентов с остеопорозом, которым требуется операция по сращению позвоночника.

В настоящем исследовании использовалась микро-КТ для оценки процесса сращения костей на модели живых крыс. Крыс не нужно было подвергать эвтаназии, и процесс сращения позвоночника можно было исследовать продольно с помощью микро-КТ на временно анестезированных живых крысах. Большинство предыдущих исследований описывали изменения в сегментах слияния, полученных от умерщвленных животных ¹⁰ ^, ¹¹ ^, ¹⁷⁾. Хотя количество крыс в настоящем исследовании было небольшим, анализ серийных изображений живых крыс может быть более значимым, чем анализ образцов спинного мозга, полученных от разных крыс в разные моменты времени.

Это исследование имело некоторые ограничения. Хотя мы проанализировали серийные изображения живых крыс, количество крыс было слишком маленьким, чтобы сделать четкий вывод, который имел бы клиническое значение. Необходимы дальнейшие исследования с большим количеством крыс с остеопеническими и неостеопеническими шипами. Чтобы прояснить разницу в эндохондральном и внутримембранозном оссификации у крыс с остеопенией и без остеопении, необходимо провести гистологический анализ. В настоящем исследовании не было гистологического результата.Хотя мы не смогли показать эндохондральные и внутримембранозные оссификации из-за отсутствия гистологической оценки, мы получили значимый результат с разницей в скорости слияния с помощью микро-КТ. В настоящем исследовании мы использовали только микро-КТ для выявления и оценки радиологических различий, и мы не собирали количественные данные о вновь сформированной кости в сращении. Гистологический анализ и оценка маркеров метаболизма костной ткани необходимы для оценки различий в процессе сращения между неостеопеническим и остеопеническим позвоночником.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Группа крыс с дефицитом эстрогена OVX имела меньшее образование эндохондральной и внутримембранозной кости и ремоделирование кости по сравнению с группой без OVX. Чтобы увеличить скорость спондилодеза в остеопеническом позвоночнике, необходимы стратегии увеличения костеобразования на ранней и средней стадиях после операции спондилодеза.

Благодарности

Это исследование было поддержано Программой фундаментальных научных исследований через Национальный исследовательский фонд Кореи (NRF), финансируемым Министерством науки, ИКТ и будущего планирования (2014R1A2A1A11049662).

Ссылки

1. Альдини Н. Н., Фини М., Джаварези Дж., Джардино Р., Грегги Т., Паризини П. Фиксация на ножке в остеопоротическом позвоночнике: пилотное исследование in vivo на овцах, подвергшихся длительной удаленной овариэктомии. J Orthop Res. 2002; 20: 1217–1224. [PubMed] [Google Scholar] 2. Bae HW, Zhao L, Kanim LE, Wong P, Marshall D, Delamarter RB. Костный мозг усиливает действие rhBMP-2 при спондилодезе: модель на грызунах. J Bone Joint Surg Am. 2013; 95: 338–347. [PubMed] [Google Scholar] 3. Боден SD. Биология спондилодеза поясничного отдела позвоночника и использование заменителей костного трансплантата: настоящее, будущее и следующее поколение.Tissue Eng. 2000; 6: 383–399. [PubMed] [Google Scholar] 4. Боден SD, Schimandle JH, Hutton WC. Экспериментальная модель спондилодеза поясничного межпоперечного отростка. Рентгенологические, гистологические и биомеханические характеристики заживления. Spine (Phila Pa 1976) 1995; 20: 412–420. [PubMed] [Google Scholar] 5. Боден С.Д., Шимандл Дж. Х., Хаттон В. К., Чен М. И.. 1995 г. Премия Volvo в области фундаментальных наук. Использование остеоиндуктивного фактора роста для поясничного спондилодеза. Часть I: Биология спондилодеза. Spine (Phila Pa 1976) 1995; 20: 2626–2632.[PubMed] [Google Scholar] 6. Bouxsein ML, Boyd SK, Christiansen BA, Guldberg RE, Jepsen KJ, Müller R. Рекомендации по оценке микроструктуры костей у грызунов с использованием микрокомпьютерной томографии. J Bone Miner Res. 2010. 25: 1468–1486. [PubMed] [Google Scholar] 7. Bridwell KH, Sedgewick TA, O’Brien MF, Lenke LG, Baldus C. Роль слияния и инструментария в лечении дегенеративного спондилолистеза со стенозом позвоночника. J Расстройство позвоночника. 1993; 6: 461–472. [PubMed] [Google Scholar] 8. Коу Дж. Д., Надзиратель К. Э., Херциг Массачусетс, McAfee PC.Влияние минеральной плотности костной ткани на фиксацию грудопоясничных имплантатов. Сравнительное исследование транспедикулярных винтов, ламинарных крючков и остистых отростков. Позвоночник (Phila Pa 1976) 1990; 15: 902–907. [PubMed] [Google Scholar] 9. Камода Х., Отори С., Исикава Т., Мияги М., Араи Г., Сузуки М. и др. Влияние богатой тромбоцитами плазмы на заднебоковой поясничный слияние на модели крысы. J Bone Joint Surg Am. 2013; 95: 1109–1116. [PubMed] [Google Scholar] 10. Моаззаз П., Гупта М.К., Гилотра М.М., Гилотра М.Н., Майтра С., Тераджуньяпорн Т. и др.Эстроген-зависимые действия костного морфогенетического белка-7 на сращение позвоночника у крыс. Spine (Phila Pa 1976) 2005; 30: 1706–1711. [PubMed] [Google Scholar] 11. Накао С., Минамид А., Каваками М., Боден С.Д., Йошида М. Влияние алендроната на слияние позвоночника в модели животных с остеопорозом. Spine (Phila Pa 1976) 2011; 36: 1446–1452. [PubMed] [Google Scholar] 12. Намкунг-Маттай Х., Апплеярд Р., Янсен Дж., Хао Линь Дж., Маастрихт С., Суэйн М. и др. Остеопороз влияет на ранний период заживления перелома на модели остеопороза у крыс.Кость. 2001. 28: 80–86. [PubMed] [Google Scholar] 13. Оми Н., Эзава И. Животные модели заболеваний костей и суставов. Модель остеопороза на крысах, вызванная диетой с низким содержанием кальция. Clin Calcium. 2011; 21: 173–180. [PubMed] [Google Scholar] 15. Пак С.Б., Ким СН, Хонг М, Ян Х.Дж., Чанг СК. Влияние селективного модулятора рецептора эстрогена на формирование костей при остеопоротическом слиянии позвоночника с использованием модели крыс с удаленными яичниками. Spine J. 2016; 16: 72–81. [PubMed] [Google Scholar] 16. Шинделер А., Макдональд М.М., Бокко П., Литтл Д.Г. Ремоделирование кости при восстановлении перелома: клеточная картина.Semin Cell Dev Biol. 2008; 19: 459–466. [PubMed] [Google Scholar] 17. Такахата М., Ито М., Абэ Й., Абуми К., Минами А. Влияние антирезорбтивной терапии на заживление костного трансплантата на модели артродеза позвоночника крыс с удаленной яичником. Кость. 2008. 43: 1057–1066. [PubMed] [Google Scholar] 18. Торибатаке Y, Хаттон WC, Томита K, Боден SD. Васкуляризация спондилодеза в заднебоковом межпоперечном отростке. Позвоночник (Phila Pa 1976) 1998; 23: 1149–1154. [PubMed] [Google Scholar] 19. Вильтсе Л.Л., Спенсер К.В.Новые применения и усовершенствования параспинального доступа к поясничному отделу позвоночника. Позвоночник (Phila Pa 1976) 1988; 13: 696–706. [PubMed] [Google Scholar] 20. Сюй SW, Yu R, Zhao GF, Wang JW. Ранний период заживления переломов у крыс с удаленными яичниками. Chin J Traumatol. 2003. 6: 160–166. [PubMed] [Google Scholar] 21. Zipfel GJ, Guiot BH, Fessler RG. Костная пластика. Нейрохирург Фокус. 2003; 14: e8. [PubMed] [Google Scholar]