СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ СПИННОГО МОЗГА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ЕГО ПОЛНОГО АНАТОМИЧЕСКОГО ПЕРЕРЫВА В ОСТРОМ ПЕРИОДЕ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ Российский патент 2008 года по МПК G09B23/28 A61B17/00 A61K31/02 A61N2/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной медицине, и может быть использовано в нейрохирургии, травматологии для восстановления функций спинного мозга после механической травмы.

Осложненная травма позвоночника является не только медицинской, но и социальной проблемой.

Известно, что тяжесть повреждений позвоночника обусловливается не столько нарушением той функции, которую выполняет позвоночник как объединяющий опорный комплекс, сколько повреждением важнейшего отдела ЦНС - спинного мозга и его элементов, расположенных в костно-фиброзном канале позвоночника (В.Е.Парфенов, В.Ф.Янкин, А.К.Дулаев с соавторами. Повреждения позвоночника. // Практическая нейрохирургия. / Под редакцией Б.В.Гайдара. - Санкт-Петербург: " Гиппократ", 2002. - с. 172).

Современные операции по стабилизации позвоночника и декомпрессии спинного мозга содержат огромный реституционный потенциал. Однако до настоящего времени, вследствие неспособности современной молекулярной биотехнологии управлять регенерацией спинного мозга, не разработаны эффективные методы лечения больных в случаях полного разрыва или размозжения мозга (Х.А.Мусалатов, П.И.Катунян, Г.Джили с соавторами. Экспериментальный и клинический опыт использования перфторана при острой травме спинного мозга. // Перфторорганические соединения в биологии и медицине. / Под редакцией Г.Р.Иваницкого, В.В.Мороза, С.Ю.Пушкина, Р.Я.Сениной. - Пущино: "Перфторан", 1999. - с.62-69).

Известно, что установление возможности роста травмированных отростков нервных клеток (A.J.Aguayo, S.David, P.Richardson, M. G.Bray. // Adv. Cell. Neurobiol. - 1982. - Vol. 3 - p.215-234), способности нервных волокон к регенерации в контакте с опорными тканями, влияние механического субстрата на направление растущих аксонов (Р.А.Weiss. Nerve patterns: The mechanics of nerve growth. "Third Growth Symposium", 1941, 5, p.163-203), неэффективность пластического замещения дефекта спинного мозга обусловило разработки и применение методик сближения культей спинного мозга до их прямого и даже «избыточного» сопоставления без наложения швов, за счет вертеброэктомии и фиксацией к позвоночнику системы управляемой стабилизации (А.В.Лившиц. Хирургия спинного мозга. - Москва: "Медицина", 1990. - с.313).

Предшествующее проведение данного хирургического метода в эксперименте на собаках позволило подтвердить принципиальную возможность регенерации нервных проводников в спинном мозге. Как показали эти исследования у ряда животных, оперированных через 7-8 дней после травмы, уже через 3 недели после данной операции метаморфные культи спинного мозга были соединены непрерывной структурой продольно ориентированной ткани без полостей. Одиночные аксоны прорастали в месте ранее проведенного пересечения (W.V.Lumb, H.O.Nomes. Vertebral and spinal cord reapposition. In book: "Spinal Cord Reconstruction" / Ed. C.C.Kao, R.P.Bunge and P.J.Reier-Raven Press, New York. - 1983. - p.209-222).

Недостатки: механическое сопоставление поврежденных отрезков спинного мозга недостаточно для восстановления функций этого органа.

А.А.Корж доказал, что через 24 недели, после субпиальной перерезки спинного мозга с изоляцией места пересечения от действия ликвора по методике В.И.Зяблова, в сочетании с укорочением и фиксацией позвоночника, основным препятствием для роста нервных волокон являлись кистовидные полости (А.А.Корж, В.А.Филипенко, Г.К.Грунтовский, Н.В.Дедух. // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1990. - №8. - с.16-20).

Кистообразование происходит в зоне пересечения спинного мозга и прилегающих зонах при слабом развитии соединительнотканного рубца и незначительно выраженном образовании перемычек между культями мозга.

Эмпирическое применение различных методов воздействия на поврежденную ткань оказалось неэффективным для восстановления физиологической целостности спинного мозга (И.А.Борщенко, А.В.Басков, А.Г.Коршунов, Ф.С.Сатанова. Некоторые аспекты патофизиологии травматического повреждения и регенерации спинного мозга. // Вопросы нейрохирургии. - 2000. - №2. - с.28-31).

Известен способ хирургического лечения повреждений спинного мозга (В.Т.Пустовойтенко, А.А.Кандыбо. Способ хирургического лечения повреждений спинного мозга. Авторское свидетельство 1651869. - 1991. А61В 17/00. Опубликовано 30.05.91. БИ №20).

При выполнении типичной ламинэктомии или гемиламинэктомии с ревизией спинного мозга выполняют дополнительный этап операции: симметрично изнутри твердой мозговой оболочки спинного мозга с одной или двух сторон по линии зубчатых связок на уровне или выше очага поражения наносят крестообразные разрезы через все слои твердой мозговой оболочки до эпидуральной клетчатки позвоночного канала без ее повреждения.

Положительный эффект крестообразных разрезов на твердой оболочке спинного мозга заключается в истечении спинномозговой жидкости, а с ней продуктов распада тканей, крови в эпидуральную клетчатку позвоночного канала без повторных люмбальных пункций. Одновременно возобновляется ликвороток, если ранее имел место ликворный блок, что в итоге уменьшает отек спинного мозга, способствует улучшению спинального кровообращения и восстановлению функций спинного мозга.

Недостатки: данный метод не устраняет отек мозговой ткани.

Отек спинного мозга - составная часть в комплексе морфологических изменений, который не заканчиваются немедленно после прекращения воздействия травмирующего агента. Сосудистые нарушения, тканевая гипоксия, отек, сложные биохимические и иммунные аутодеструктивные процессы являются причиной вторичных обширных, распространяющихся по длиннику спинного мозга поражений (А.Л.Парфенов. Отек спинного мозга. // Нейротравматология. Справочник. / Под редакцией А.Н.Коновалова, Л.Б.Лихтермана, А.А.Потапова. - Москва: "Вазар-Ферро", 1994. - с.272-273).

Известен метод по васкуляризации поврежденного мозга участком большого сальника, подведенного к месту поражения (оментомиелопексия) в позднем периоде травматической болезни спинного мозга (А.В.Басков, И.Н.Шевелев, Д.Е.Яриков и соавторы. Результаты оментомиелопексии в позднем периоде травматической болезни спинного мозга. // Вопросы нейрохирургии. - 1988. - №2. - с.17-19).

По данным экспериментальных и клинических наблюдений для восстановления движений достаточно 5-10% сохранившихся аксонов. Для этого необходимо улучшение их состояния (W. Young // Frontiers of Clinical Neuroscience: Neural Regeneration and Transplantation / Ed.F.Seil. - New York, 1987. - vol.10 - p.156-159).

Роль хронической ишемии спинного мозга, как одного из звеньев патогенеза его травматической болезни, усиление спинального кровообращения и уменьшение развития рубцово-спаечного процесса после подведения к спинному мозгу сальника на сосудистой ножке подтверждена многими исследователями (H.S.Goldsmith, E.Steward, S.Ducket. // Paraplegia. - 1985. - Vol.23, №2. - р.100-112). Однако использование транспозиции сальника в позднем периоде травматической болезни спинного мозга влияет в основном на сегментарную активность в зоне повреждения. Клинические изменения выражались в улучшении функций тазовых органов, некотором снижении чувствительности и увеличении мышечной активности в зонах иннервации поврежденных отделов спинного мозга.

Недостатки: метод оментомиелопексии в остром периоде позвоночно-спинномозговой травмы не использовался.

Наиболее близким способом к заявляемому является способ хирургического лечения пострадавших с полным анатомическим повреждением спинного мозга, предусматривающий шов спинного мозга после иссечения его нежизнеспособного участка и укорочения позвоночника за счет тотальной вертеброэктомии (А.А.Корж, А.И.Продан, Г.Х.Трунтовский, В.А.Филиппенко. Технические особенности укорочения позвоночного столба и реконструкции спинного мозга в эксперименте и клинике. // Ортопедия травматология и протезирование. - 1988. - №3. - с.1-4)). Данный метод включает расширенную ламинэктомию, визуальную ревизию дурального мешка, электрофизиологическое исследование спинного мозга для определения протяженности участка его необратимых изменений.

Тотальная вертеброэктомия из заднего доступа завершалась стабилизацией позвоночника при помощи пластин или стержневого аппарата для внеочагового остеосинтеза и межтеловым корпородезом с использованием керамического имплантата.

После иссечения спинномозгового рубца целость спинного мозга восстановлена швами «конец в конец». Основные швы наложены в области зубчатых связок, а также по линии выхода передних и задних корешков, где сетчатый слой мягкой оболочки достаточно прочен. В промежутках между основными швами для лучшей адаптации концов спинного мозга накладывали П-образные швы на мягкую оболочку. Область шва спинного мозга окутывали жировым лоскутом. Для исключения контакта ликвора с областью шва мозга пользовались методикой герметизации, предложенной В.И.Зябловым (В.И.Зяблов. К вопросу о восстановлении проводимости спинного мозга после его перерезки. // Морфогенез и регенерация: Труды Крымского медицинского института. - Харьков, 1975. - т.60 - с.11-14).

Недостатки: попытки проведения шва спинного мозга по принципам восстановления периферических нервов в реальности не привели к успеху. Отсутствие учета механических свойств спинного мозга, роль структур, его поддерживающих, силу и деформацию их во временном, пространственном отношении объясняет прорезание микрохирургического шва при создании прямого анастомоза между отрезками спинного мозга (А.П.Ромоданов, К.Э.Рудяк. // Вопросы нейрохирургии. - 1998. - №1. - с.56-62).

В эксперименте на собаках после ламинэктомии производилось субдуральное пересечение спинного мозга. Восстановление осуществлялось с помощью анастомоза двух культей с использованием нити 10/0 за мягкую и арахноидальную оболочки непосредственно после пересечения.

Гистологический анализ проведен в сроки от 15 дней до 6 месяцев после операции. Достичь морфологической непрерывности между культями спинного мозга не удалось. В них развился некроз в непосредственной близости от линии шва. Наблюдалась рубцовая соединительная ткань, находившаяся на внутренней стенке твердой мозговой оболочки. (А.В.Лившиц. Хирургия спинного мозга. - Москва: "Медицина", 1990. - с.312-313).

Задача настоящего изобретения - создать способ прочного соединения между отрезками мозга, снимающего проблемы пластического замещения дефекта мозга и натяжения анастомоза, изменить условия в зоне соединения вследствие использования метода оментомиелопексии, интратекального (субдурального) введения перфторана, воздействия высокоинтенсивным импульсным магнитным полем в остром периоде и изучить в эксперименте влияние этих факторов на повышение эффективности репаративной регенерации спинного мозга и восстановление его функций.

Поставленная задача достигается способом восстановления функций спинного мозга при моделировании его полного анатомического перерыва в остром периоде в эксперименте, включающем соединение без натяжения концов спинного мозга с наложением узловых швов на мягкую оболочку. При этом перед наложением швов на мягкую оболочку выполняют крестообразные разрезы через все слои твердой оболочки на краниальном и каудальном отрезках спинного мозга вдоль его задней срединной борозды. В проекции зубчатых связок накладывают два равноудаленных, симметрично расположенных направляющих шва на твердую оболочку на расстоянии одного диаметра просвета дурального мешка от края, вторичным прошиванием фиксируют нить, далее прошивают край твердой мозговой оболочки каудального отрезка снаружи внутрь, а затем край твердой мозговой оболочки краниального отрезка со стороны просвета дурального мешка изнутри к наружи и сводят края твердой мозговой оболочки до неподвижной коаптации торцевых поверхностей отрезков спинного мозга, пересекают зубчатые связки. Выполняют микрохирургический узловой шов мягкой мозговой оболочки по периметру. Вдоль боковой поверхности спинного мозга в субдуральное пространство устанавливают дренажную трубку, которую выводят на кожу. Проводят пластику дефекта твердой мозговой оболочки. Выполняют оментомиелопексию. Раны послойно ушивают. Начиная с первых суток по 15 сутки проводят интратекальное введение перфторана в дозе 0,1 мл на 1 кг массы тела животного с одновременным проведением высокоинтенсивной импульсной магнитной терапии аппаратом АМИТ-01 при интенсивности магнитного поля 1500 мТл, интервалом между посылками 100 мс, располагают индукторы на коже в области шва мозга поперечно оси позвоночника и проводят терапию в течение 6 мин, затем перемещают индукторы через 1-3 посылки по ходу мозга ниже места повреждения в течение еще 9 минут.

Новизна изобретения

- Выполняют крестообразные разрезы через все слои твердой оболочки на краниальном и каудальном отрезках спинного мозга вдоль его задней срединной борозды.

Крестообразный разрез твердой оболочки на уровне краниального отрезка создает отток спинномозговой жидкости, продуктов распада тканей для абсорбции большим сальником на последующем этапе оментомиелопексии.

Крестообразный разрез твердой оболочки на уровне каудального отрезка исключает формирование зоны тотального сминания тканей спинного мозга при последующем проведении его первичного микрохирургического шва.

- В проекции зубчатых связок каудального отрезка накладывают два равноудаленных, симметрично расположенных направляющих шва на твердую оболочку на расстоянии одного диаметра просвета дурального мешка от края, вторичным прошиванием фиксируют нить, далее прошивают край твердой мозговой оболочки каудального отрезка снаружи внутрь, а затем край твердой мозговой оболочки краниального отрезка со стороны просвета дурального мешка изнутри к наружи и сводят края твердой мозговой оболочки до неподвижной коаптации торцевых поверхностей отрезков спинного мозга, пересекают зубчатые связки. Данный существенный признак позволяет создать состоятельность прямого анастомоза между отрезками поврежденного спинного мозга путем устранения ретракционного компонента. Ретракция культей обусловлена возможностью смещения твердой мозговой оболочки по отношению к периосту позвоночного канала. Смещение отрезков происходит благодаря прослойке рыхлой соединительной, жировой ткани, заполняющей эпидуральное пространство и функции эластических волокон, образующих твердую оболочку, к обратимой деформации (возвращению к исходной форме после ее временного изменения) (В.Л.Быков. Цитология и общая гистология. - Санкт-Петербург: "Сотис", 2002. - c.311).

Твердая оболочка спинного мозга соединяется с мягкой оболочкой двумя рядами симметричных продольных плоских зубчатых связок, проходящих по боковой поверхности мозга между передними и задними корешками. Связки служат для укрепления мозга на месте, не позволяя вытягиваться ему в длину (В.Т.Пустовойтенко. Клиническая ликворология травмы спинного мозга. - Минск: "Навука i тэхнiка", 1992. - c.151).

Морфологическая взаимосвязь спинного мозга и твердой оболочки объясняет их единовременную ретракцию при полном травматическом перерыве мозга. Таким образом, исключить прорезание обязательных узловых швов на мягкой мозговой оболочке, состоящей из рыхлой соединительной ткани, при восстановлении анатомической целостности мозга возможно только при предварительном проведении двух равноудаленных, симметрических, направляющих швов на твердой оболочке в проекции зубчатых связок.

- Выполняют микрохирургический узловой шов мягкой мозговой оболочки по периметру. Микрохирургический шов спинного мозга, обеспечивая состоятельность прямого анастомоза, создает первичную изоляцию области травмы мозга от врастания клеток мозговых оболочек в щель между культями и формирования соединительнотканного рубца. Однако восстановление анатомической непрерывности поврежденного спинного мозга не ускоряет процессов регенерации нервной ткани, так как не предотвращает вторичного повреждения его структур (апоптоза). Восстановление физиологической целостности спинного мозга при его полном анатомическом перерыве обусловлено многофакторным лечением в остром, раннем периодах травмы.

- Вдоль боковой поверхности спинного мозга в субдуральное пространство устанавливают дренажную трубку, которую выводят на кожу. Это позволяет в дальнейшем проводить интратекальное (субдуральное) введение перфторана.

- Проводят пластику дефекта твердой мозговой оболочки, в частности, лиофилизированным гомотрансплантатом, что обеспечивает восстановление ликвороциркуляции в его нижележащих отделах.

- Выполняют оментомиелопексию, раны послойно ушивают.

Положительный эффект перемещения участка большого сальника в область повреждения спинного мозга в остром периоде травмы обеспечивается способностью васкуляризованного сальника всасывать отечную жидкость за счет хорошо развитой венозной и лимфатической системы, вызывать усиленную пролиферацию сосудов, которые прорастают через зону полного разъединения мозга.

- Начиная с первых суток по 15 сутки проводят интратекальное введение перфторана в дозе 0,1 мл на 1 кг массы тела животного. Нормальное функционирование неповрежденных или малоповрежденных нервных элементов (участки митохондрий, синаптических мембран) требует поддержания аэробного клеточного энергетического метаболизма. Для сохранения окислительно-восстановительных процессов в остром, раннем периодах травмы спинного мозга необходимо поддержание соответствия между доставкой и потреблением кислорода и нутриентов (глюкозы). В случаях полного прекращения кровоснабжения поврежденной области спинного мозга методом экстренной вспомогательной оксигенации является интратекальное (субдуральное) введение перфторана. Доставка кислорода, учитывающая газотранспортные, сорбционные свойства перфторана, травматическое повреждение гематоэнцефалического барьера, направлена на ингибирование ишемического компонента травмы спинного мозга. Все это способствует более быстрой регенерации нервных волокон.

- Одновременное с подачей перфторана проведение высокоинтенсивной импульсной магнитной терапии аппаратом АМИТ-01 позволяет осуществлять ритмическую стимуляцию пресинаптической терминали, что обусловливает феномен длительной постсинаптической потенциации, заключающейся в сохранении после стимуляции повышенной синаптической эффективности, что необходимо при упорядочении схоластической деятельности нервных элементов, восстановлении интегративной роли нервной системы, без чего невозможна специфическая реорганизация синапсов, установление структурных связей, обеспечивающих восстановление функций спинного мозга.

Известен метод применения перфторана при острой травме спинного мозга. Сущность метода заключается в наиболее раннем начале вспоможения (6-8 часов после травмы) в виде внутривенного введения перфторана до операции: декомпрессии спинного мозга и его экстравазальной оксигенации во время операции, а также введения перфторана в течение 10-12 дней после операции. Положительные результаты отмечены в 47% случаях в виде восстановления проводящей функции спинного мозга.

Положительные результаты отсутствовали, если помощь оказывалась через трое и более суток после травмы. (П.И.Катунян, Т.П.Клюшник, С.А.Ермакова и соавторы. Исследование содержания антимиелиновых антител при оперативном лечении острого травматического повреждения спинного мозга с использованием перфторана. // Перфторорганические соединения в биологии и медицине. / Под редакцией Г.Р.Иваницкого, В.В.Мороза. - Пущино, 2001. - с.164-166).

Мы предлагаем интратекальное (субдуральное) введение перфторана с орошением (лаважем) спинного мозга в субдуральном пространстве. Важную роль в этом случае играют его сорбционные свойства. Большая площадь поверхности эмульсии, до 600 м² в 100 мл., в виде которой выпускают перфторан, при непосредственном контакте с травмированным участком мозга позволяет удерживать и при создании потока вымывать большое количество активных тканевых продуктов.

Интратекальное введение перфторана останавливает деструктивную последовательность вторичных метаболических изменений и обеспечивает сохранение невовлеченных участков мозга и ингибирование апоптоза олигодендроцитов.

Известен метод магнитной стимуляции в восстановительном лечении больных с органическими поражениями нервной системы. Использование магнитной стимуляции связано с определенными преимуществами в сравнении с методом использования электрической стимуляции мозга (Т.Г.Тышкевич, В.В.Никитина. // Журнал невропатологии и психиатрии. - 1997. - №9. - с.41-43).

Стимуляция пораженного двигательного анализатора на всех уровнях возможна только при использовании высокоинтенсивного магнитного поля. Импульсное магнитное поле, в отличие от стандартной электрической стимуляции, способно проникать через структуру с высоким сопротивлением, то есть костную ткань, не вызывать значительную активацию болевых рецепторов, индуцировать в тканях электрический ток. Электрический ток индуцируется в тканях пропорционально скорости изменения магнитного поля, а его величина пропорциональна силе электрического тока в катушке.

В остром периоде позвоночно-спинномозговой травмы метод высокоинтенсивной импульсной магнитной терапии в сочетании с фармакологическими препаратами с целью воздействия на разные звенья патологического процесса и сохранения выживающих нейронов, глиальных клеток не применялся.

На основании вышеизложенного, считаем, что предлагаемый способ отвечает критерию «новизна».

Совокупность существенных признаков изобретения позволяет получить новый технический результат, заключающийся в создании патогенетически обоснованного способа лечения анатомического перерыва спинного мозга в остром периоде травмы, позволяющего предотвратить формирование соединительного рубца, заполняющего дефект мозга, восстановить морфологическую структуру спинного мозга и повысить эффективность восстановления функций спинного мозга.

Хирургическая реконструктивная операция, включая морфологически обоснованную микрохирургическую технику шва спинного мозга, оментомиелопексию, обеспечивает избирательную организацию отдельных органов и тканей в функциональную систему. Под воздействием физического и фармакологического факторов взаимодействие отдельных элементов созданной функциональной системы вызывает трансформацию транспортной, регулирующей, исполнительной систем, приводящую к адаптивным реакциям.

Многокомпонентные адаптивные реакции, как результат многофакторного лечения начатого в остром периоде, обеспечивают торможение апоптоза в нервной ткани с учетом его временной характеристики, в частности, отсроченной гибели олигодендроцитов через 14 суток и максимального пика гибели глиальных клеток на 40 день после травмы спинного мозга (И.А.Борщенко. Возможности и реалии восстановления функций спинного мозга. Достижения фундаментальных исследований. // Первая учредительная научно-практическая конференция Межрегиональной общественной медицинской организации "Спинной мозг". - Москва, 2002. - c.11-13).

Альтерация эукариотических клеток всегда сопровождается повреждением митохондрий - морфологического субстрата, на котором локализуются ферменты цикла Кребса и где осуществляется аэробное окисление и сопряженное с ним окислительное фосфорилирование (Н.Н.Зайко, Ю.В.Быць. Патологическая физиология. - Киев: "Логос" - 1996. - c.215).

Энергетический дефицит и нарушение окислительных процессов, вследствие тканевой гипоксии, играют инициальную роль в дегенерации и гибели нейронов, глиальных клеток (Г.Н.Крыжановский. Общая патофизиология нервной системы. - Москва: "Медицина" - 1997. - 351 с.).

Адекватная утилизация кислорода и питательных веществ невозможна в условиях прогрессирующего отека спинного мозга, обусловленного повышенной ультрафильтрацией жидкости из сосудистого русла в межклеточное пространство.

Отечная жидкость, концентрирующаяся в интерстициальном пространстве поврежденного спинного мозга, имеет высокое осмотическое давление, способствующее нарастанию отека. Способность спинного мозга реабсорбировать интерстициальную жидкость ограничена из-за отсутствия в центральной нервной системе лимфатических сосудов. Положительный эффект перемещения участка большого сальника в область повреждения спинного мозга в остром периоде травмы обеспечивается способностью васкуляризованного сальника всасывать отечную жидкость за счет хорошо развитой венозной и лимфатической системы, вызывать усиленную пролиферацию сосудов, которые прорастают через зону полного разъединения мозга (О.Либерманн-Мефферт, Х.Уайт. Большой сальник. - Москва: "Медицина", 1989. - с.198-220). Однако усиленное прорастание аксонов через глиосоединительнотканную зону возможно при восстановлении трофической сети спинного мозга, состоящей из отдельных регионарных трофических систем. Нейрон, иннервируемая им клетка, а также связанный с ним глиоцит составляют регионарную трофическую систему, внутри которой происходит постоянный взаимный обмен трофическими веществами между указанными структурами. Связь данного нейрона с другими нейронами через пресинаптические окончания их аксонов обеспечивает выход регионарной трофической системы в генерализованную трофическую нейронную систему (Г.Н.Крыжановский. Общая патофизиология нервной системы. - Москва: "Медицина" - 1997. - 351 с.) Устранение рассогласованности межнейрональных связей является залогом эффекта сочетанного воздействия многофакторного лечения полного анатомического перерыва спинного мозга. Ритмическая стимуляция пресинаптической терминали при проведении высокоинтенсивной импульсной магнитной терапии обусловливает феномен длительной постсинаптической потенциации, заключающейся в сохранении после стимуляции повышенной синаптической эффективности, что необходимо при упорядочении схоластической деятельности нервных элементов, восстановлении интегративной роли нервной системы, без чего невозможна специфическая реорганизация синапсов, установление структурных связей, обеспечивающих восстановление функций спинного мозга.

Изобретение поясняется фотографиями гистологических препаратов, представленных на фиг.1-4.

Способ осуществляется следующим образом.

Экспериментальное моделирование восстановления функций спинного мозга проведено при его полном анатомическом перерыве у собаки, на уровне Th Х - Th XI позвонков. Способ осуществляется следующим образом. Премедикация проводится за 30 минут до начала оперативного вмешательства промедолом и атропином. Область передней брюшной стенки, грудного отдела позвоночника освобождается от волосяного покрова. Для анестезии применяется внутривенный тиопенталовый наркоз. Операционное поле трижды обрабатывается спиртовым раствором хлоргексидина. Оперативное вмешательство включает 4 этапа.

1-й этап. Оперативный подход к спинному мозгу осуществляется задним доступом. Разрез кожи производится по линии остистых отростков на протяжении Th Х - Th XI позвонков. Параллельными разрезами по обеим сторонам от остистых отростков рассекают фасциальные и мышечные прикрепления. Широким остеотомом мышцы вместе с надкостницей отделяют от остистых отростков и дужек до линии суставных отростков. Кровотечение останавливают тугой тампонадой, посредством марлевых тампонов, смоченных теплым физиологическим раствором. Костными кусачками Люэра или Листона перекусывают у основания скелетированные остистые отростки Th Х - Th XI позвонков. Иссечение отростков производится вместе со связочным аппаратом. Дужки позвонков удаляют до суставных отростков на ширину 2 см. Приподняв участок обнаженной твердой мозговой оболочки двумя пинцетами, надрезают ее ножницами. Введя в образованное отверстие желобоватый зонд, производят поперечное рассечение твердой оболочки с переходом на боковые поверхности дурального мешка. Спинной мозг приподнимают диссектором и полностью пересекают скальпелем под контролем глаза.

2-й этап. Крестообразные разрезы (5×5 мм) через все слои твердой оболочки в пределах зоны ламинэктомии производят раздельно, на краниальном и каудальном отрезках спинного мозга, вдоль его задней срединной борозды. Приподняв выделенный участок твердой оболочки двумя пинцетами, его надрезают ножницами. Под контролем шпателя, свободно проникающим в субдуральное пространство, при помощи узкого скальпеля или ножниц продолжают крестообразный разрез твердой оболочки отрезка мозга.

3-й этап. Для восстановления анатомической непрерывности спинного мозга, в проекции зубчатых связок, производилось двустороннее, равноудаленное наложение направляющих швов на твердую оболочку. Сопоставление краев поврежденной твердой оболочки осуществляли нитью 8/0 на атравматической игле, используя микрохирургический инструментарий, 8-10-кратное увеличение операционного микроскопа 34 - G 157 (Карл Цейс, Йена). На каудальнем отрезке спинного мозга, в проекции зубчатых связок, на расстоянии одного диаметра просвета дурального мешка от края, прошивается под контролем шпателя твердая оболочка. Вторичным прошиванием твердой оболочки в этом же месте шовная нить фиксируется и при протягивании ее уже не скользит вдоль оси дурального мешка. Далее прошивается край твердой оболочки каудального отрезка снаружи внутрь, а затем край твердой оболочки краниального отрезка со стороны просвета дурального мешка изнутри к наружи. Сшиваемые края твердой оболочки сводят, достигая неподвижной кооптации торцевых поверхностей отрезков спинного мозга. Швы одновременно завязывают хирург и ассистент. Фиксация краев твердой оболочки позволяет добиться стабильного соединения отрезков спинного мозга при наложении 4-6 узловых швов за мягкую мозговую оболочку по периметру. Пересекают зубчатые связки для уменьшения натяжения спинного мозга. Вдоль боковой поверхности спинного мозга в субдуральное пространство вводится дренажная трубка диаметром 2 мм, соединяющая пространства выше и ниже места травмы, для последующего интратекального введения перфторана. Дренажная трубка длинной 30 см выводится в области верхнегрудного отдела позвоночника на кожу, с последующей фиксацией ее герметезированной муфты узловым швом. При проведении пластики твердой оболочки лиофилизированным гомотрансплантатом производят фиксацию арахноидальной оболочки к твердой, что позволяет предупредить вторичные рубцовые изменения. На этом этапе спинной мозг защищают марлевыми салфетками, смоченными в физиологическом растворе. Собаку переводят в положение лежа на правом боку.

4-й этап. Из срединного разреза передней брюшной стенки производится лапаротомия. Выкраивается фрагмент сальника путем его мобилизации от селезенки и по большой кривизне желудка (в дистальном и среднем отделах). Перемещение участка сальника на ножке на заднебоковую поверхность туловища производили через отдельный разрез на левой латеральной стенке живота с последующим проведением в зону ламинэктомии через сформированный туннель под кожей в спинных мышцах. При уложении сальника укутываются задние и боковые поверхности мозга с последующей фиксацией 3-4 узловыми швами к твердой оболочке. Раны послойно ушивались. В послеоперационном периоде, с момента травмы, в течении 15 суток проводится курс высокоинтенсивной импульсной терапии с использованием аппарата «АМИТ-01» МГФК 941514.001, изготовленного Метрологическим центром радиотехнических и магнитных измерений ГП "ВНИИФИТ РИ", с параметрами:

- интенсивность - 1500 м Тл,

- интервал - 100 мс,

- время - 15 мин.

После реконструктивной операции на спинном мозге индукторы располагают на коже в области шва мозга поперечно оси позвоночника и в течение 6 минут применяют стабильную методику, и далее перемещают индукторы через каждые 1-3 посылки магнитного поля по ходу мозга ниже места его повреждения. Одновременно проводится интратекальное введение перфторана в дозе 0,1 мл на 1 кг массы тела животного.

На момент подачи заявки проведено 2 серии экспериментов на 20 взрослых собаках. Способ моделирования восстановления функций спинного мозга произведен на 10 собаках. В контрольной группе эксперимента лечение 10 собак после моделирования полного анатомического перерыва спинного мозга не проводилось. Комплекс до и после операционного обследования, в динамике острого и раннего периодов травмы спинного мозга, включал изучение клинического статуса, анализ состояния проводниковой функции спинного мозга, нервно-мышечного аппарата с использованием регистрации соматосенсорных вызванных потенциалов и электромиографии с помощью электромиографа «Нейроматик - 2000 м/с» фирмы «Дантек». Для достоверной оценки процессов повреждения и регенерации использованы современные методы гистохимии. Для гистологического исследования, после эвтаназации, вскрывалась полость спинномозгового канала, извлекался спинной мозг с нервными корешками. Для микроскопии брали ткани мозга на уровне перерыва мозга, выше и ниже его. Кусочки мозга проводили через пропитывающие среды, заливали в парафин и изготовляли ступенчатые срезы толщиной 5-7 микрометров. Гистотопографические срезы окрашивали гематоксилин - эозином, соединительную ткань (коллагеновые волокна) по методу Ван-Гизона, нервные клетки окрашивали по методу Ниссля. Производили импрегнацию нервных волокон серебром по методу Шпильмейера. Гистологические препараты изучали и фотографировали, используя исследовательский микроскоп «Axiostar pens» (Карл Цейс, Йена), видеокамеру WAT-2215 фирмы «WATEC», объектив - 10, окуляр - 10. Длительность наблюдения за животными составила 40 суток. Выбор указанного срока объясняется тем, что планирование комплексного обследования определялось максимальным пиком гибели глиальных клеток на 40-й день после травмы спинного мозга.

Пример 1. Собака №6. Протокол эксперимента №56. Дата 29.03.2005 г. Вес 20 кг.

Собаке нанесена спинномозговая травма с полным нарушением анатомической целостности спинного мозга. Проведена реконструктивная операция по вышеописанной методике. С момента травмы в течение 15 дней ежедневно проводился курс чрескожной высокоинтенсивной импульсной магнитной терапии аппаратом «АМИТ-01». Одновременно проводилось интратекальное введение перфторана в дозе 0,1 мл на 1 кг массы тела. Собака ежедневно подвергалась клиническому обследованию с целью выявления клинических признаков регенерации спинного мозга.

В ближайшем послеоперационном периоде отмечена утрата рефлекторной функции сегментов мозга, расположенных ниже его пересечения, не выявляются двигательные, чувствительные функции, отсутствуют признаки анальной чувствительности. Через 3 суток появление атипической реакции: движение хвоста на раздражение лапы характеризует способность к перестройке функций. Через 5 суток, с момента начала лечения, наблюдалась возможность самостоятельного мочеиспускания. На 10-е сутки отмечено минимальное восстановление двигательной функции в виде движений в задних лапах без отталкивания и опоры на них. Через 20 суток, с момента начала лечения, отмечено восстановление тактильной чувствительности, свободное передвижение с опорой и подъемом таза.

Данные гистологических исследований

Забор материала произведен на 40-е сутки. В зоне операции отмечается сохранность структуры нервных волокон спинного мозга. Местами спинной мозг выглядит мало дифференцированным (нервные клетки с недостаточно четко сформированными периневральными прослойками); лишь локально есть мелкие кистозные полости, заполненные макрофагами (фиг.1: импрегнация серебром нервных волокон по методу Шпильмейера). Повсеместно в области серого вещества встречаются группы крупных нервных клеток ганглионарного характера (клетки имеют очень большую цитоплазму). Структура спинного мозга в концевых отделах сохранена, пучки нервных волокон расположены компактно и упорядочены по длиннику. Периневральные оболочки местами утолщены с активацией и пролиферацией клеток периневрия, очагово наблюдаются мелкие полости без содержимого в периневральных прослойках, без нарушения целостности нервных волокон спинного мозга. Не формируется соединительная ткань рубцового характера (фиг.3: окраска коллагеновых волокон по методу Ван-Гизона). Твердая оболочка утолщена и неравномерно фиброзирована.

Пример 2. Собака №12. Протокол эксперимента №82, 12.07.06 г. Вес 17 кг.

Собаке нанесена спинномозговая травма с полным нарушением анатомической целостности спинного мозга. После проведения первичного микрохирургического шва спинного мозга курс многофакторного лечения не проводился.

В ближайшем послеоперационном периоде отмечены проводниковая анестезия всех видов чувствительности ниже уровня поражения, вялая параплегия, нарушение функции тазовых органов. Через 30 суток отмечено развитие гипертонуса в мышцах экстензорах; конечность тверда, несгибаема.

В течение 40 суток восстановления двигательных функций задних конечностей не произошло.

Данные гистологических исследований

Забор материала произведен на 40-е сутки. В зоне операции отмечается полный перерыв спинного мозга с нарушением целостности нервных волокон их периневральных оболочек (фиг.2: импрегнация серебром нервных волокон по методу Шпильмейера). В этой зоне отмечаются множественные кистозные полости, заполненные макрофагами, неравномерный склероз оболочек периневрия (фиг.4: окраска коллагеновых волокон по методу Ван-Гизона).

Впервые в эксперименте разработан патогенетически обоснованный способ многофакторного лечения полного анатомического перерыва спинного мозга в остром периоде травмы с учетом временной характеристики процессов апоптоза в нервной ткани.

Впервые в эксперименте разработана техника первичного микрохирургического шва спинного мозга, обеспечивающего состоятельность прямого анастомоза между его отрезками. Это происходит при обеспечении взаимной неподвижности сопоставленных торцевых поверхностей отрезков мозга, предотвращении врастания мезенхимальных элементов в щель между ними с последующим формированием соединительнотканного рубца. Однако избежать посттравматической атрофии, миеломаляции возможно при сохранении окислительно-восстановительных процессов в зоне повреждения спинного мозга в остром, раннем периодах.

Вспомогательная оксигенация при интратекальном (субдуральном) введении перфторана, учитывая его газотранспортные, сорбционные свойства, травматическое повреждение гемато-энцефалического барьера, прекращение кровоснабжения перерыва мозга, эффективна при купировании отека мозга. Положительный эффект оментомиелопексии в остром периоде травмы спинного мозга обеспечивается способностью васкуляризованного большого сальника всасывать отечную жидкость, вызывать усиленную пролиферацию сосудов в зоне повреждения мозга.

Однако усиленное прорастание аксонов через глиосоединительнотканную зону происходит при восстановлении трофической сети спинного мозга, состоящей из отдельных регионарных систем.

Формирование, при проведении многофакторного лечения полного анатомического перерыва спинного мозга, устойчивых искусственных связей, оказывающих лечебный эффект возможно при устранении рассогласованности межнейрональных связей. Ритмическая стимуляция пресинаптической терминали при проведении высокоинтенсивной импульсной магнитной терапии в остром, раннем периодах травмы спинного мозга обусловливает феномен длительной постсинаптической потенциации, заключающийся в сохранении после стимуляции повышенной синаптической эффективности, что лежит в основе процесса восстановления аксонального транспорта, регенерации нервных волокон.

Гистологическое исследование спинного мозга показало восстановление его морфологической структуры при полном анатомическом перерыве, что подтверждает стимулирующее влияние многофакторного лечения на регенерацию нервной ткани.

Заявляемый способ многофакторного лечения при полном анатомическом перерыве спинного мозга в остром периоде создает условия для более быстрой регенерации нервных волокон, исключает образование посттравматических кистозных образований мозга. Сохраняется жизнеспособность денервированных мышц, внутренних органов. Подтверждается целесообразность применения многофакторного лечения в остром периоде травмы спинного мозга с учетом временной характеристики развития апоптоза в нервной ткани.

Изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной медицине, и может быть использовано в нейрохирургии и травматологии. Осуществляют соединение без натяжения отрезков спинного мозга с наложением узловых швов на мягкую оболочку. Перед наложением узловых швов выполняют крестообразные разрезы через все слои твердой оболочки на краниальном и каудальном отрезках спинного мозга вдоль его задней срединной борозды. В проекции зубчатых связок каудального отрезка накладывают два равноудаленных, симметрично расположенных направляющих шва на твердую оболочку, на расстоянии одного диаметра просвета дурального мешка от края. Вторичным прошиванием фиксируют нить, далее прошивают край твердой мозговой оболочки каудального отрезка снаружи внутрь, а затем край твердой мозговой оболочки краниального отрезка со стороны просвета дурального мешка изнутри кнаружи и сводят края твердой мозговой оболочки до неподвижной коаптации торцевых поверхностей отрезков спинного мозга. Пересекают зубчатые связки, выполняют микрохирургический узловой шов мягкой мозговой оболочки по периметру, вдоль боковой поверхности спинного мозга в субдуральное пространство устанавливают дренажную трубку, которую выводят на кожу. Проводят пластику дефекта твердой мозговой оболочки, выполняют оментомиелопексию, раны послойно ушивают. Начиная с первых суток по 15 сутки проводят интратекальное введение перфторана в дозе 0,1 мл на 1 кг массы тела животного с одновременным проведением высокоинтенсивной импульсной магнитной терапии аппаратом АМИТ-01 при интенсивности магнитного поля 1500 мТл, интервалом между посылками 100 мс. Располагают индукторы аппарата на коже в области шва мозга поперечно оси позвоночника и проводят терапию в течение 6 мин, затем перемещают индукторы через 1-3 посылки по ходу мозга ниже места повреждения в течение еще 9 минут. Способ расширяет арсенал средств для восстановления функций спинного мозга при его полном анатомическом перерыве. 4 ил.

Способ восстановления функций спинного мозга при моделировании его полного анатомического перерыва в остром периоде в эксперименте, включающий соединение без натяжения отрезков спинного мозга с наложением узловых швов на мягкую оболочку, отличающийся тем, что перед наложением узловых швов на мягкую оболочку выполняют крестообразные разрезы через все слои твердой оболочки на краниальном и каудальном отрезках спинного мозга вдоль его задней срединной борозды, в проекции зубчатых связок каудального отрезка накладывают два равноудаленных, симметрично расположенных направляющих шва на твердую оболочку, на расстоянии одного диаметра просвета дурального мешка от края, вторичным прошиванием фиксируют нить, далее прошивают край твердой мозговой оболочки каудального отрезка снаружи внутрь, а затем край твердой мозговой оболочки краниального отрезка со стороны просвета дурального мешка изнутри кнаружи и сводят края твердой мозговой оболочки до неподвижной коаптации торцевых поверхностей отрезков спинного мозга, пересекают зубчатые связки, выполняют микрохирургический узловой шов мягкой мозговой оболочки по периметру, вдоль боковой поверхности спинного мозга в субдуральное пространство устанавливают дренажную трубку, которую выводят на кожу, проводят пластику дефекта твердой мозговой оболочки, выполняют оментомиелопексию, раны послойно ушивают, начиная с первых суток по 15-е сутки, проводят интратекальное введение перфторана в дозе 0,1 мл на 1 кг массы тела животного с одновременным проведением высокоинтенсивной импульсной магнитной терапии аппаратом АМИТ-01 при интенсивности магнитного поля 1500 мТл, интервалом между посылками 100 мс, располагают индукторы аппарата на коже в области шва мозга поперечно оси позвоночника и проводят терапию в течение 6 мин, затем перемещают индукторы через 1-3 посылки по ходу мозга ниже места повреждения в течение еще 9 мин.