СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ ОСТЕОГЕНЕЗА ПРИ ПЕРЕЛОМАХ ДЛИННЫХ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ Российский патент 2000 года по МПК A61F5/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, и предназначено для лечения переломов длинных трубчатых костей нижних конечностей.

Для стимуляции репаративного остеогенеза предложены разнообразные физические факторы: магнитотерапия, лазеротерапия, электростимуляция, гипербарическая оксигенация и др. В основе их лечебного действия лежат механизмы, активизирующие обменные процессы в области перелома или косвенно усиливающие регионарный кровоток за счет расширения сосудов. Однако они не оказывают прямого действия на сосуды костной ткани, не вызывают активного роста сосудистого русла в регенерате.

Известен способ лечения ишемических состояний конечностей по Левашову H. B. /а. с. N1245314 от 23.07.86/, включающий воздействие на больного центробежных сил в направлении голова - нижние конечности с постепенным увеличением времени и числа оборотов. При этом под влиянием перегрузки происходит усиление артериального притока к нижним конечностям.

Недостатком такого способа является отсутствие в нем механизмов, адекватно регулирующих венозный отток от нижних конечностей в зависимости от величины применяемой нагрузки. Поэтому при его применении в нижних конечностях депонируется значительное количество крови, уменьшается венозный приток к сердцу, нарушается центральная и регионарная гемодинамика.

В известном способе предложенный режим работы центрифуги направлен на достижение лишь сосудорасширяющего эффекта, причем у лиц с неповрежденной сосудистой сетью, без признаков травматизации костной и мышечной ткани.

Данные экспериментальных исследований на здоровых животных, подверженных воздействию радиального ускорения больших величин и длительного действия в кранио-каудальном направлении, выявили в костной ткани морфологические изменения, выражающиеся в развитии костеобразовательного процесса в эндостальной и периостальной зонах /Н.М. Патлас, 1979; А.Р. Котовская, И.Б. Краснов, А.А. Шипов, 1965/. Однако отмечено, что повторные и длительные воздействия больших величин радиального ускорения вызывают понижение пластических свойств кровеносных сосудов и ослабляют их регенеративные и репаративные способности /А.А. Сергеев, 1967/.

Наши экспериментальные исследования влияния умеренных величин радиальных ускорений направления голова-таз на регенерацию кости при переломах голени у крыс выявили стимулирующий эффект при воздействии во 2 и 3 стадии репаративного процесса, т.е. на 2-3 недели с момента получения травмы. Причем эффект был лучше выражен у животных, у которых курс вращения включал интервалы отдыха 1-2 дня и меньше при их отсутствии.

Гистологически это проявлялось ранним восстановлением кровообращения в костных отломках, увеличением числа артериальных сосудов в области регенерата, более активным ростом эндостальной и периостальной мозоли. Костные балки провизорной мозоли отличались большей степенью зрелости и значительно преобладали над соединительно-тканным компонентом по сравнению с контрольной группой.

Наши экспериментальные данные указывают, что лечебное применение радиальных ускорений при переломах костей нижних конечностей возможно только с учетом характера повреждения, стадии течения репаративного процесса и выбранного режима перегрузок.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что применение перегрузок в кранио-каудальном направлении осуществляли на фоне статических и динамических сокращений мышц нижних конечностей. Это позволило значительно увеличить отток венозной крови из мышц голени, бедра, предупредить развитие отеков, устранить проблему венозного возврата к сердцу.

Воздействие гравитационными перегрузками начинали со 2-ой недели после травмы /при неосложненных переломах/ и проводили трижды по 5 дней с интервалом 2-3 дня, с постепенным увеличением времени воздействия от 5 до 20 мин и числа оборотов от 20 до 33 об/мин. Вторая и третья неделя после травмы соответствуют этапам регенерации кости, когда весь комплекс адаптационно-компенсаторных явлений направлен на максимальное вовлечение резервных возможностей сосудистых систем для обеспечения оптимальных условий метаболизма в зоне репаративных процессов. Вращение на центрифуге на данном этапе способствует не только значительному притоку крови к пораженному сегменту конечности, но и дополнительному развитию сети кровеносных сосудов. Увеличение емкости сосудистого русла обеспечивает благоприятные условия репарации тканей, особенно на стадии формирования первичной костной мозоли.

Включение интервала отдыха позволило снять кумулятивные явления, дало возможность полнее адаптировать сосудистую систему к возросшей нагрузке.

Способ осуществляется следующим образом.

Больного укладывают на центрифугу с радиусом действия 2 м и вертикальной осью вращения /А.А. Каган, Н.В. Левашов, А.Ю. Попов, a.c. N 1674838 от 1991 г. /. При этом голова больного находится в центре вращения, а конечности на периферии, вдоль радиуса описываемой окружности. Тело пациента фиксируют ремнями для предупреждения смещения его по оси центробежных сил.

При стабильной фиксации переломов /внеочаговый компрессионно-дистракционный остеосинтез/ используют тренажер для мышечной работы нижних конечностей, установленный на дистальном конце ложемента. Последний имеет опорные металлические пластины для стоп, подвижно соединенные с калибровочными пружинами, обеспечивающими выполнение мышечной нагрузки от 10 до 100 Вт. Положение тренажера дает возможность выполнения движений в голеностопном, коленном, тазобедренном суставах.

В случае гипсовой иммобилизации, отсутствия возможности проведения динамической работы включают упражнения в изометрическом режиме для нижних конечностей.

Бесступенчатый редуктор центрифуги обеспечивает плавное изменение скорости вращения в диапазоне от 0 до 45 об/мин. Через 1,5-2 мин после начала вращения начинают выполнять мышечную нагрузку при динамической мощности от 10 до 50 Вт. Ее интенсивность выбирают с учетом тяжести травмы и местных нарушений регионарного кровообращения, а также возраста и уровня физической работоспособности. При меньших уровнях мышечных нагрузок соответственно снижали уровень перегрузки. При появлении признаков венозного стаза, проявляющегося цианозом дистальных отделов голени и стоп, скорость вращения уменьшали до значений, при которых заданный уровень нагрузки позволяет достаточно дренировать венозное русло. Вращение проводят трижды по 5 дней с интервалом 2-3 дня. В течение первых 5 дней продолжительность сеанса постепенно увеличивают от 5 до 10 минут. После 2-3 дней перерыва длительность вращения доводят до 15 минут. Спустя 2-3 дня сеансы продолжают и по истечении последних 5 дней вращения время воздействия возрастает до 20 минут.

Данный способ применен у 18 больных с острой травмой нижних конечностей. Анализ исходов лечения показал его результативность у большинства больных. Отмечено, что применение умеренных величин гравитационных перегрузок от +1,1 до 1,9 G_Z способствует быстрому уменьшению отека, предупреждает гипотрофию мышц, улучшает трофику кожи, формирует прочную первичную мозоль, которая обеспечивает достаточную иммобилизацию отломков и последующую активную перестройку ее в пластинчатую кость.

Реовазографические обследования свидетельствовали не только об отчетливом усилении регионарного кровотока в пораженной конечности, но и более быстром приближении реографических показателей к значениям здоровой конечности. Электромиография выявляла увеличение биоэлектрической активности травмированных мышц.

Приводим клинический пример.

Больной К. , 40 лет поступил в травматологическое отделение клиники с диагнозом: закрытый перелом обеих костей правой голени в нижней трети со смещением отломков. В стационаре больному наложен аппарат Илизарова по экстренным показаниям, с помощью которого произведена репозиция отломков. Спустя 10 дней после травмы, когда уменьшились боли, улучшилось общее состояние больного, проведен курс лечения, включающий трехкратное воздействие гравитационной перегрузкой от +1,1 до 1,9 G_Z с интервалом 2-3 дня. В процессе вращения больной производил вначале изометрическое напряжение мышц голени, а в последующем включал движения в голеностопном суставе пораженной конечности. Мышечная работа здоровой конечности соответствовала уровню гравитационной перегрузки. В результате применения гравитационной перегрузки и дозированной мышечной работы заметно уменьшился отек больной конечности, исчез гипертрихоз кожи, не наблюдалось выраженной атрофии мышц голени. Контрольная рентгенография, проведенная через 1,5 месяца после травмы, выявила отчетливую периостальную реакцию и признаки эндостального и интермедиарного мозолеобразования. После снятия аппарата Илизарова подвижность отломков отсутствовала, конечность была опороспособной.

Таким образом, применение гравитационной перегрузки в сочетании с дозированной изометрической или динамической работой мышц нижних конечностей позволяет регулировать регионарный кровоток в зависимости от характера повреждения костной ткани, способствует как усиленному притоку крови, так и хорошему венозному оттоку.

Увеличение веса при действии гравитационной нагрузки является своеобразной статической нагрузкой, вызывающей раздражение проприорецепторов, усиливает биоэлектрическую активность мышц. Это оказывает благоприятное воздействие на этапе иммобилизации конечности, поддерживая на должном уровне проприоцептивную чувствительность, предупреждая выраженную атрофию мышц.

Использование данного режима работы, предусматривающего воздействие гипергравитации во 2-3 стадии формирования мозоли, позволяет активно влиять на рост сосудистого русла в межотломковой зоне и прилегающих тканях. Увеличение количества новообразованных сосудов неизбежно индуцирует развитие костных балок, ускоряет резорбцию мягких тканей и замещение ее остеоидной. Этим создаются оптимальные условия для репаративного остеогенеза.

Гравитационная перегрузка вызывает более раннюю и выраженную периостальную и эндостальную реакции. Это способствует прочному удержанию отломков на ранних этапах формирования первичной мозоли, особенно в условиях нестабильной их фиксации, стимулирует костеобразование в тех зонах кости, где отсутствует мышечный массив, например в нижней трети большеберцовой кости.

Имеющиеся перерывы в курсе лечения, а также дозированное время воздействия уменьшают кумулятивные явления, устраняют адаптацию к нагрузке, дают возможность поддерживать необходимый уровень перегрузки, оказывающий стимулирующий эффект на течение репаративных процессов.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, и может быть использовано при лечении переломов длинных трубчатых костей. Осуществляют воздействие центробежными силами в направлении голова - нижние конечности в сочетании с дозированной статической или динамической работой мышц нижних конечностей. В случае динамической работы выполняют работу мощностью 10 - 50 Вт. Воздействие осуществляют с 2-й недели после травмы, трижды по 5 дней с интервалом 2-3 дня. Время сеанса увеличивают в первые 5 дней от 5 до 10 мин, в последующие - от 10 до 15 мин, в оставшиеся - от 15 до 20 мин. Воздействие центробежными силами проводят при числе оборотов 20 - 33 в 1 мин. Способ позволяет создать оптимальные условия для репаративного остеогенеза и предупредить атрофию мышц.

Способ стимуляции остеогенеза при переломах длинных трубчатых костей нижних конечностей, отличающийся тем, что проводят воздействие центробежными силами в направлении голова - нижние конечности в сочетании с дозированной статической или динамической мощностью 10 - 50 Вт работы мышц нижних конечностей, причем воздействие осуществляется, начиная со 2 недели после травмы, трижды по 5 дней с интервалом 2 - 3 дня, соответственно увеличивая время сеанса от 5 до 10 мин в первые 5 дней, от 10 до 15 мин в последующие 5 дней и от 15 до 20 мин в оставшиеся 5 дней, при числе оборотов 20 - 33 в 1 мин.