Способ реабилитации облученной скелетной мышцы в эксперименте

 

Изобретение относится к области медицины. На облученную скелетную мышцу животного воздействуют ультразвуком в импульсном режиме интенсивностью 0,1-0,2 Вт/см² с частотой 50 Гц по 1-2 мин через 1-2 дня в течение 14-30 суток с плотностью дозы за курс 30-60 Дж/см². Способ обеспечивает устранение ряда последствий травматического и радиационного повреждений скелетных мышц, в результате чего активируются регенерационные процессы в поврежденной мышечной ткани, заметно улучшается заживление кожной раны.

Изобретение относится к области медицины, к реабилитации локальных радиационных и травматических повреждений скелетных мышц и может применяться в лечебной практике.

Экспериментальными и клиническими исследованиями установлено, что ионизирующая радиация тормозит регенерационную активность травмированных тканей. В связи с этим нарушается заживление кожно-мышечной раны. На облученной поверхности наблюдается эритема кожных покровов, изъязвление и мацерация мягких тканей, подавляются процессы тканевой микроциркуляции. Если регенерация и происходит, то этот процесс замедлен по сравнению с необлученными тканями и, как правило, завершается образованием грубого деформированного соединительно-тканного рубца. Все эти процессы протекают в условиях сниженной иммунобиологической реактивности организма.

Известны способы восстановительного лечения травматических повреждений облученных ионизирующей радиацией скелетных мышц путем оперативного вмешательства: имплантация в область травмы облученной мышцы небольшого количества измельченной мышечной ткани, взятой из необлученной скелетной мышцы того же животного (Попова М.Ф. Радиочувствительность и стимулирующие свойства регенерирующих тканей млекопитающих. 1984), а также сочетание аутоподсадки измельченной необлученной мышцы и последующей лазеротерапии области травмы облученной мышцы (Булякова Н. В. и др. Стимуляция регенерации облученных и необлученных скелетных мышц млекопитающих. Лазерная и тканевая терапия. 1995). Применение этого способа в практической медицине ограничено тем, что он предполагает нанесение организму дополнительной механической травмы, кроме того, для его осуществления необходимо иметь банк жизнеспособной мышечной ткани, пригодной для подсадки. Высокая чувствительность переживающей мышечной ткани к недостатку кислорода создает дополнительные трудности в осуществлении такого способа восстановительного лечения травматических и лучевых повреждений скелетной мышцы.

Известен также способ лечения поздних лучевых язв кожи лазерным излучением (Ким Ю. А. Лечение поздних лучевых язв кожи лазерным излучением и управляемой абактериальной средой, диссертация канд.мед.наук. 1987). Недостаток этого способа состоит в том, что лазерное излучение красной области спектра способствует заживлению лучевых язв у 51% больных против 35% больных контрольной группы. Кроме того, он является не столько способом консервативного лечения, сколько способом предоперационной подготовки больных с поздними лучевыми язвами кожи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу реабилитации облученной скелетной мышцы является способ лечения трофических язв голени ультразвуком в непрерывном режиме с интенсивностью 0,8 Вт/см² с продолжительностью 4-8 мин в области дна язвы и ее краев и, кроме того, по ходу приводящей артерии при несколько сниженной интенсивности в течение 2 минут (Сперанский А. П. , Рокитянский В.И. Ультразвук и его лечебное применение. 1970). Процедуры проводили ежедневно или через день, на курс 10-15 процедур.

Недостаток этого способа в том, что терапевтический эффект ультразвуковой терапии у этой группы больных не выше, чем при других методах лечения: после 14 сеансов излечение отмечено в 36% случаев, улучшение - в 9%, отсутствие эффекта - в 36%. В 18% случаев во время лечения наступило обострение тромбофлебитического процесса. Отдаленные результаты при сроке наблюдения до года оказались хорошими только у 18% больных.

Влияние ультразвука по процесс заживления язв от повреждения лучами Рентгена или радия описано в работах 50-х годов рядом зарубежных авторов. В большинстве из них практически не указаны условия ультразвукового воздействия. Исключением в этом плане является работа Wiedau (1963), где рекомендуется проводить воздействие ультразвуком на эти язвы в непрерывном режиме с интенсивностью 0,3-0,8 Вт/см² в течение 5-8 мин, на курс 10-20 процедур, но, к сожалению, не дана оценка эффективности лечебного действия ультразвука. В литературе есть данные о благоприятном действии ультразвука низких интенсивностей на функциональное состояние и метаболизм необлученной мышечной ткани и о повышении при этом ее способности к регенерации (Плотнягин В.И., 1963, Свадковская Н.Ф., 1964, Каган М.Ю., Нащокина Е.Д., 1965, Людковская Р. Г. и др. в книге: Биофизика мышечного сокращения, 1966, Эльпинер И.Е. Биофизика ультразвука, 1973, Журавлев Н.И., Акопян В.В. Ультразвуковое свечение, 1977, "Uitrasonics in Medicine", 1974).

Техническим результатом предлагаемого способа является устранение последствий травматического и лучевого повреждения скелетной мышцы и стимуляция посттравматической регенерации в ней.

Указанный технический результат достигается тем, что после локального действия рентгеновского облучения и оперативной травмы на скелетную мышцу животного воздействуют ультразвуком в импульсном режиме интенсивностью 0,1-0,2 Вт/см² с частотой 50 Гц по 1-2 мин ежедневно или через 1-2 дня в течение 14-30 суток с плотностью дозы 3-6 Дж/см², общая плотность дозы за курс 30-60 Дж/см².

Эффективность реабилитационного действия ультразвука оценивали по способности травмированной облученной скелетной мышцы к регенерации с заполнением дефекта регенерирующими тканями, по соотношению площадей, занимаемых мышечной и соединительной тканями, по содержанию нуклеиновых кислот в регенераторах. Оценку уровня деструктивных и воспалительных процессов в области травмы проводили по данным гистологических исследований с учетом биохимических показателей активности антипротеиназных систем сыворотки крови. Состояние иммунобиологической реактивности организма определялось по активности клеток тимуса.

Наиболее выраженным реабилитационным эффектом обладало импульсное ультразвуковое воздействие с частотой 50 Гц длительностью импульса 10 мс интенсивностью 0,1 Вт/см² в количестве 10 процедур по 1 минуте каждая с общей плотностью дозы 30 Дж/см², примененное в течение 30 суток через 1-2 дня, начиная с 3 суток после локального рентгеновского облучения в дозе 20 Гр на каждую заднюю конечность и последующей полной перерезки в средней части икроножных мышц этих конечностей. Непрерывный режим ультразвукового воздействия с той же общей плотностью дозы был менее эффективен. Увеличение общей плотности дозы вплоть до 90 Дж/см² также не способствовало лучшему реабилитационному действию ультразвука в непрерывном режиме. Увеличение общей плотности дозы до 60 Дж/см² при ультразвуковом воздействии в импульсном режиме не усиливало реабилитационный эффект, а, наоборот, несколько уменьшало его.

Описание способа. Через 2-3 суток после рентгеновского облучения задних конечностей взрослых крыс в дозе 20 Гр на каждую конечность и последующей полной поперечной перерезки средней части икроножной мышцы и наложения шва на кроющую мышцу и кожу, когда раневая поверхность следка подсыхала, животным начинали отпускать ультразвуковые процедуры с интенсивностью 0,1-0,2 Вт/см², площадь облучения 0,5 см², методика подвижная, контактная среда "Репак-Т". Использовался аппарат УЗ-Т-307, генерирующий импульсные ультразвуковые колебания с частотой 50 Гц и длительностью импульса 10 мс. Длительность процедуры 1-2 мин на курс 5-10 процедур через 1-2 дня в течение первых 14-30 суток, общая плотность дозы 30-60 Дж/см².

В качестве контроля были использованы животные, подвергавшиеся локальному рентгеновскому облучению в дозе 20 Гр на обе задние конечности и после поперечной перерезки средней части икроножных мышц, но получавшие вместо ультразвукового воздействия ложные процедуры в том же количестве, что и животные опытных серий.

Пример 1. Группе из 10 крыс через 2 суток после однократного локального рентгеновского облучения в дозе 20 Гр на каждую заднюю конечность и последующей поперечной перерезки икроножных мышц на этих конечностях начали 2-минутное импульсное ультразвуковое воздействие с интенсивностью 0,1 Вт/см² частотой 50 Гц, длительностью импульса 10 мс, плотностью дозы за одну процедуру 6 Дж/см². Процедуры проводили с интервалом в 1-2 дня в течение 14 суток. Всего было 5 процедур ультразвука с общей плотностью дозы 30 Дж/см².

Через 2 месяца в результате этого курса отмечается стимуляция пролиферативных процессов в регенерирующей мышечной ткани, масса регенерирующей мышцы увеличивается на 12,5%, а количество мышечной ткани возрастает до 66,0+2,0% (контроль 50,8+1,0%). Содержание ДНК в 2,1 раза и РНК в 1,48 раз в ней выше по сравнению с контролем. Нормализуется частично активность ингибиторов протеиназ, сниженная в результате действия рентгеновского облучения. Имеет место тенденция к активации клеток тимуса. Число случаев с неудовлетворительным состоянием кожно-мышечной раны составляет 20%. Образования глубоких кожно-мышечных язв не наблюдается.

Пример 2. Группе из 10 крыс через 3 суток после однократного локального рентгеновского облучения в дозе 20 Гр на каждую заднюю конечность и последующей поперечной перерезки средней части икроножных мышц этих конечностей начали 1-минутное импульсное ультразвуковое воздействие с частотой 50 Гц, длительностью импульса 10 мс, плотностью дозы за одну процедуру 3 Дж/см². Процедуры проводили с интервалом 1-2 дня в течение 30 суток. Всего было 10 процедур общей плотностью дозы 30 Дж/см².

В результате этого курса через 2 месяца отмечается большая стимуляция регенерационной способности облученной мышечной ткани. Регенерирующие мышечные волокна активно врастают в область травмы. Масса регенерирующей мышцы увеличивается на 60%. Содержание мышечной ткани в ней возрастает до 76,2+ % (в контроле 50,8+1,0%), а содержание ДНК на 25% и РНК на 48% в ней выше контрольных величин. Активность антипротеиназных ингибиторов в сыворотке крови полностью нормализуется. Абсолютная и относительная масса тимуса и количество клеточных ядер на единицу массы увеличены на 20-30%, что свидетельствует об активации иммунной системы. Удовлетворительное заживление кожной раны наблюдалось в 100% случаев. Кожный шов гладкий, чистый.

Пример 3. Группе из 10 крыс через 3 суток после однократного локального рентгеновского облучения в дозе 20 Гр на каждую заднюю конечность и после поперечной перерезки икроножных мышц на этих конечностях начали ежедневное 1-минутное ультразвуковое воздействие интенсивностью 0,2 Вт/см² в импульсном режиме с частотой 50 Гц, длительностью импульса 10 мс, плотностью дозы за одну процедуру 6 Дж/см² в течение 10 суток, общая плотность дозы 60 Дж/см².

В результате реабилитационного курса через 14 суток снижаются деструктивные процессы в поврежденных облученных мышечных волокнах. Мышечная ткань составляет 68,0+4,0% (в контроле 49,0+4,0%), а соединительная ткань - 15,5+2,6% (в контроле 42,5+1,9%) от общего тканевого пула, при этом резорбция фибрина тормозится. Активируются и биосинтетические процессы в тимусе: содержание белка увеличивается в 3,5 раза по сравнению с контролем. Через 2 месяца в области дефекта формируется соединительно-тканный рубец, а усиления регенерационной активности поврежденных мышечных волокон не наблюдается. Неудовлетворительное заживление кожной раны и образование кожно-мышечных язв отмечено в 66% случаев. Мышечные регенераты не отличаются от контроля по количеству мышечной и соедлинительной ткани. Этому сроку регенерации соответствует низкий уровень активности клеток тимуса.

Предлагаемый способ реабилитации облученной скелетной мышцы в эксперименте был применен на 100 лабораторных животных (белые крысы). В результате применения указанного способа было выявлено улучшение общего состояния животных, подвергнутых локальному рентгеновскому облучению и травматическому повреждению скелетных мышц (по внешнему виду, подвижности, активности, массе тела).

В процессе реабилитации животные находились под наблюдением в виварии на обычном рационе. Оценку эффективности курса реабилитации проводили через 14 и 60 суток после травмы по гистологическим, морфометрическим, биохимическим и биофизическим параметрам. Учитывали также показатели активности клеток тимуса как органа, контролирующего морфогенез тканей.

При гистологическом анализе установлено, что область травмы частично заполняется регенерирующими мышечными волокнами, быстрее завершается воспалительный процесс, оздоравливается соединительная ткань, улучшается заживление кожного шва. Морфометрический анализ показал, что в большем по массе (по сравнению с контролем) мышечном регенерате сохраняется больший процент мышечной и меньший процент соединительной ткани. О благоприятном исходе процесса регенерации облученной скелетной мышцы говорят такие биохимические показатели, как более высокий, чем в контроле, уровень ДНК и РНК в мышечных регенератах. Нормализация антипротеиназной активности сыворотки крови свидетельствует об отсутствии воспалительного и деструктивных процессов в области травмы. Повышение абсолютной и относительной массы тимуса и снижение уровня перекисного окисления липидов в его клетках указывает на участие клеток тимуса в морфогенетическом контроле регенерации мышечной ткани и на повышение неспецифической резистентности организма в условиях локального действия высоких доз рентгеновского облучения.

Предлагаемый способ реабилитации обеспечивает устранение ряда основных последствий радиационных повреждений и травмы. В результате его применения активировались регенераторные процессы в поврежденной мышечной ткани, улучшались обменные процессы в ней, подавлялись воспалительный и деструктивные процессы, повышалась активность иммунной системы организма.

Предлагаемый способ реабилитации наиболее эффективен для устранения таких тяжких последствий радиационного воздействия, как образование лучевых послеоперационных язв.

Формула изобретения

Способ реабилитации облученной скелетной мышцы в эксперименте путем ультразвукового воздействия, отличающийся тем, что на скелетную мышцу животного воздействуют ультразвуком в импульсном режиме интенсивностью 0,1 - 0,2 Вт/см² с частотой 50 Гц по 1 - 2 мин через 1 - 2 дня в течение 14 - 30 суток с плотностью дозы 3 - 6 Дж/см², общая плотность дозы за курс 30 - 60 Дж/см².