Представление о том, что при оперативном удлинении конечностей в тканях происходят те же процессы, что и при естественном продольном росте у детей, не подтвердилось [4]. Отличия, например, в восстановлении функции мышц особенно существенны после удлинения конечностей на большие величины. Поэтому представляет интерес более подробное исследование состояния кровоснабжения дистракционного регенерата. Состояние костного регенерата при оперативном удлинении голени у больных с отставанием в росте конечностей, помимо традиционного исследования с помощью рентгенографии [2], оценивается с помощью методов ультразвуковой визуализации [1, 3]. Не меньшее значение имеет и исследование минеральной плотности костного регенерата с помощью костной денситометрии [5]. При оперативном удлинении конечности информативным параметром является величина дистракционных усилий [4]. Для оценки зрелости костного регенерата важное значение имеет прижизненное тестирование реологических свойств костного регенерата по степени его механической деформации при дозированном аксиальном нагружении голени в условиях применения аппарата Илизарова [6]. Для определения отклонений в функциональном состоянии тканей особый интерес представляет оценка взаимосвязи динамики реологических свойств дистракционного регенерата и его кровоснабжения.
Материалы и методы исследования
Обследована группа больных (108 чел.,) в возрасте от 7 до 33 лет (в среднем 16 ± 1 лет) с врожденным или приобретенным отставанием в продольном росте одной из нижних конечностей. Больные проходили комплексное обследование до лечения, в период оперативного удлинения голени по методу Илизарова на 2–11 см (в среднем 6,7 ± 0,6 см), в период нейтральной фиксации в сроки от 2 до 100 дней (40 ± 8) после окончания периода дистракции.
у всех больных определялась скорость кровотока по артериям в зоне костного регенерата по передне-внутренней стороне голени с помощью ультразвукового датчика на 8 МГц компьютеризированного диагностического комплекса «Ангиодин-2КМ» производственного объединения «БИОСС» (Россия). Уровень напряжение кислорода в тканях удлиняемой голени определялся с помощью транскутанного полярографа «Novametrix-840» (США). Реологические свойства костного регенерата оценивались по величине взаимного смещения выходящих из большеберцовой кости спиц аппарата Илизарова выше и ниже зоны интереса при ступенчато по 10 кг возрастающей дозированной аксиально направленной функциональной нагрузке на конечность, оцениваемой по напольным весам. Расстояние между спицами определяли с помощью тензометрического устройства с предварительно натянутым тросиком (рис. 1). Регистрация осуществлялась с помощью осциллографа Б7-73/1 (Беларусь). Характеристики тензометрического датчика поверяли с помощью микрометра. При обработке материалов исследований использованы стандартные статистические программы, позволяющие применить параметрические методы исследования с анализом показателей достоверности различий по Стьюденту, заложенные в пакете «Microsoft Office Excel.2010».
Результаты исследования и их обсуждение
После прекращения удлинения голени костный регенерат в течение 2 недель периода фиксации становится в 2,5 раза более жестким (рис. 2). В последующие 2 месяца фиксации деформативность костного регенерата определяется его размерами (L, см). Чем больше высота регенерата, тем больше показатель деформативности (рис. 3). Следовательно, деформативность определяет не только так называемая «зона роста» регенерата (зона просветления на рентгенограммах), но и вся его масса.
Рис. 1. Тензометрический датчик и держатель, фиксирующиеся на спицах аппарата Илизарова, выходящих из большеберцовой кости выше и ниже дистракционного регенерата
Рис. 2. Динамика деформативности дистракционного регенерата в период фиксации при аксиальной нагрузке на конечность 10 КГс
До лечения у больных с врожденными укорочениями конечности кровоток в сосудах планируемой зоны костного регенерата не лоцировался, у больных с посттравматическими укорочениями в зоне повреждения составил 14 см/с. При удлинении голени в зоне регенерации скорость кровотока составила 21 ± 0,5 см/с, достигала максимума в течение месяца после начала фиксации, а затем снижалась (рис. 4). Для минерализации регенерата необходимо снижение интенсивности скорости кровотока, которое, также как и при лечении переломов [6], наступает через месяц после начала периода фиксации.
В период фиксации на величину скорости кровотока также влияли размеры костного регенерата. С увеличением высоты регенерата до 6 см скорость кровотока в артериях имела тенденцию к нормализации. По-видимому, в период дистракции, также как в условиях естественного роста, происходит не только увеличением массы регенерата, но и размеров питающих его сосудов и их калибра. Прирост просвета артерий в период увеличения костного регенерата является фактором, ограничивающим линейную скорость кровотока. При больших удлинениях кости процесс перекалибровки сосудов останавливается, и потребности вновь образованных тканей обеспечиваются за счет увеличения скорости кровотока (рис. 5).
Рис. 3. Зависимость деформативности дистракционного регенерата от величины удлинения голени
Рис. 4. Динамика скорости кровотока в сосудах регенерата в процессе лечения больных
Рис. 5. Влияние размеров костного регенерата на интенсивность его кровоснабжения
Эта гипотеза о различиях роста специализированных тканей в условиях дистракции и естественного продольного роста находит подтверждение при анализе динамики регионарного напряжения кислорода. При оперативном удлинении костей конечности на величины свыше 6 см начинается снижение уровня кислорода в тканях голени (рис. 6).
Рис. 6. Динамика напряжения кислорода в тканях удлиняемой голени
Действительно, одной из причин ускорения регионарного кровотока является снижение уровня напряжения кислорода в тканях конечности, которое может является следствием возникновения очагов локальной ишемии тканей (рис. 7),
Рис. 7. Зависимость скорости кровотока в сосудах регенерата от напряжения кислорода в тканях голени
Таким образом, реологические свойства дистракционного регенерата существенно изменяются в первые 2 недели после прекращения периода дистракции и в дальнейшем зависят от размеров костного регенерата. Интенсивность кровоснабжения костного регенерата возрастает по мере его формирования и начинает нормализоваться во второй половине периода фиксации. Удлинение костей голени на величины свыше 6 см может сопровождаться затруднением в кислородном обеспечении тканей и повышением напряжения в функционировании регионарной сосудистой системы. При этом есть основания полагать, что при больших удлинениях не происходит адекватного увеличения калибра артерий в костном регенерате. Ранее нами было показано, что диаметр магистральных артерий нижних конечностей становится больше не за счет увеличения массы тканей, например, после оперативного удлинения конечности, а за счет развития сократительной способности мышц в процессе естественного роста и под влиянием спортивных тренировок [7].