Способ восстановления целостности спинного мозга в эксперименте

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к экспериментальной вертебрологии и нейрохирургии, и может быть использовано при изучении процессов репаративной регенерации спинного мозга. Осуществляют гемисекцию спинного мозга. Обрабатывают место повреждения и фиксируют костные структуры позвоночного столба с помощью компрессионно-дистракционного аппарата. При этом создают деформацию позвоночного столба до расслабления корешков спинного мозга. Созданное положение стабильно фиксируют до получения клинически достоверной картины восстановления функции спинного мозга. Способ позволяет повысить эффективность функционального восстановления спинного мозга и сократить сроки лечения. 3 ил.

Изобретение относится к области медицины, в частности к экспериментальной вертебрологии и нейрохирургии, и может быть использовано при изучении процессов репаративной регенерации спинного мозга.

Известен способ восстановления целостности спинного мозга при его полном пересечении (1), включающий фиксацию позвоночного столба с помощью аппарата в сочетании с тракцией противостоящих концов поврежденного участка спинного мозга навстречу друг другу. Однако данный способ приводит к дополнительной травматизации спинного мозга, что неблагоприятно сказывается на ходе течения репаративного процесса и в значительной степени удлиняет сроки его функционального восстановления. Кроме того, данная методика показана и использовалась в условиях полного пересечения спинного мозга. При ее применении в условиях частичного повреждения она не оправдана.

Известен способ восстановления целостности спинного мозга при его частичном повреждении (2), предусматривающий ревизию места повреждения с последующей фиксацией поврежденного участка позвоночного столба в среднем физиологическом положении. Однако использование данной методики в силу естественного натяжения тканевых структур не обеспечивает достаточно плотного сближения раневых поверхностей спинного мозга. Это обуславливает сохранение между ними диастаза с последующим его замещением рубцово-измененной тканью, что препятствует полному восстановлению функции спинного мозга. Одновременно следует отметить, что выполнение приемов известного способа носит одномоментный характер, препятствуя тем самым активному воздействию на ход репаративного процесса.

Задачей изобретения является разработка способа восстановления целостности спинного мозга в эксперименте, обеспечивающего его полное функциональное восстановление при сокращении сроков восстановительного периода и дающего возможность активно воздействовать на ход репаративного процесса на каждом из его этапов.

Указанная задача решается тем, что в способе, включающем обработку места повреждения и фиксацию костных структур позвоночного столба с помощью компрессионно-дистракционного аппарата, целенаправленно создают деформацию позвоночного столба до расслабления корешков спинного мозга и поддерживают ее до получения клинически достоверной картины восстановления функции спинного мозга.

Новым в предложенном способе является то, что целенаправленно создают деформацию позвоночного столба до расслабления корешков спинного мозга и поддерживают ее до получения клинически достоверной картины восстановления функции спинного мозга. Это позволяет судить о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".

Анализ доступных источников информации по данной проблеме показывает, что предложенное техническое решение не является очевидным и не следует из достигнутого в этой области уровня знаний, что дает возможность сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Применимость способа подтверждается фактом его успешного использования в РНЦ "ВТО" при проведении экспериментальных работ, направленных на изучение процессов регенерации спинного мозга в условиях управляемого чрескостного остеосинтеза.

Способ осуществляется следующим образом.

После анестезии и обработки операционного поля на соответствующий отдел позвоночника животного производят наложение аппарата внешней фиксации. При его наложении фиксирующие элементы вводят в тела и задние структуры позвонков с учетом особенностей их анатомического строения.

Так, при фиксации позвонков шейного отдела, фиксирующие элементы (стержни и спицы) проводят закрытым путем через тела и поперечные отростки III-VI позвонков во фронтальной плоскости, в том числе по одному - через два поперечных отростка: левый и правый.

Фиксацию позвонков грудного отдела выполняют резьбовыми стержнями, которые вводят в тела через основание поперечных отростков. Для фиксации остистых отростков I-II и X-XII грудных позвонков используют спицы.

Для фиксации позвонков поясничного отдела фиксирующие элементы также проводят через тела и остистые отростки с одновременной фиксацией, при необходимости, и подвздошных костей таза.

Фиксацию позвонков осуществляют выше и ниже уровня, на котором имеется повреждение спинного мозга, либо такое повреждение планируется исходя из задач эксперимента. При этом, как правило, фиксируют по два - три позвонка лежащих выше и ниже места повреждения, а при наличии последнего в грудном отделе дополнительно фиксируют и поясничный отдел позвоночного столба.

Свободные концы фиксаторов крепят на устанавливаемых в проекции соответствующих позвонков опорах аппарата, которые в свою очередь соединяют между собой резьбовыми стержнями.

Опоры аппарата, в которых закреплены фиксаторы позвонков, непосредственно примыкающие к месту повреждения, либо к позвонку, на уровне которого такое повреждение планируют, а также системы аппарата, фиксирующие поясничный и грудной отдел при наличии повреждения на уровне последнего, соединяют между собой при помощи шарнирных узлов.

После наложения аппарата на уровне которого при наличии повреждения спинного мозга осуществляют обработку раны: убирают костные осколки, удаляют мозговой детрит, обрывки оболочек спинного мозга, сгустки крови и т.д.

При выполнении экспериментальных работ производят доступ к поверхности дужки, выполняют ляминэктомию, обнажают спинной мозг и производят его гемисекцию в заданной плоскости исходя из цели эксперимента.

В зависимости от плоскости имевшегося или выполненного повреждения спинного мозга участку позвоночного столба придают положение деформации до расслабления корешков спинного мозга.

При поражении спинного мозга на уровне шейного отдела увеличивают его изгиб в сагиттальной плоскости на 2-3^o.

При повреждении на уровне грудного отдела этот участок позвоночного столба стабилизируют в среднем физиологическом положении с одновременным созданием кифотической деформации величиной 4-6^o в поясничном отделе.

При повреждении спинного мозга на уровне поясничного отдела последнему придают состояние гиперлордоза, превышающего исходные данные на 3-5^o.

При боковом повреждении спинного мозга состояние вышеприведенных деформаций сочетают с созданием элементов сколиотической деформации в ту или иную сторону: в шейном отделе на 2-3^o, в грудном - на 4-5^o и в поясничном отделе на 2-3^o.

Операцию завершают ушиванием раны, выполнением контрольной рентгенографии и стабилизацией систем аппарата.

В послеоперационном периоде стабильную фиксацию аппаратом осуществляют до получения клинически достоверной картины восстановления целостности спинного мозга, к которой относятся возможность свободного передвижения, нормальных функциональных отправлений и т.д. По достижении отмеченной картины аппарат демонтируют.

Практическое выполнение способа иллюстрируется следующим экспериментальным наблюдением.

Собака N 0611, возраст 2 года на день операции.

Для моделирования процесса репаративной регенерации спинного мозга в условиях стабильной фиксации позвоночника выполнена операция гемисекции спинного мозга на уровне IV поясничного позвонка; остеосинтез аппаратом. В ходе операции на поясничный отдел экспериментального животного произвели наложение аппарата внешней фиксации. При его наложении тела и остистые отростки II, III, IV поясничного позвонков, а также подвздошные кости были зафиксированы чрескостно проведенными через них спицами. Свободные концы спиц в натянутом состоянии закрепили на внешних опорах аппарата, установленных соответственно в проекции этих позвонков и костей таза. В свою очередь опоры аппарата попарно соединили между собой резьбовыми стержнями и шарнирными узлами, установленными в проекции IV позвонка.

После этого через разрез кожи осуществили доступ к дужке IV поясничного позвонка и выполнили ляминэктомию с формированием трепанационного окна, обеспечивающего доступ к задней (верхней) поверхности спинного мозга. Выполнив анестезию твердой мозговой оболочки спинного мозга, произвели его гемисекцию с левой стороны на половину поперечника.

После гемостаза послойно ушили операционную рану. Смещением опор аппарата относительно друг друга фиксируемому отделу позвоночника придали положение гиперлордоза на 4^o от исходной нормы и одновременно сколиотической деформацией 3^o с вогнутостью на сторону повреждения. Выполнив контрольную рентгенографию, опоры аппарата стабилизировали.

В послеоперационном периоде осуществляли стабильную фиксацию позвоночного столба в приданном положении в течение одного месяца, после чего животное было выведено из опыта.

В ходе эксперимента поведение животного характеризовалось следующими внешними признаками: в течение первых двух дней произошло восстановление функции правой конечности, через 10 дней левой конечности; нарушения со стороны функции тазовых органов купировались на 10 день. В дальнейшем, до вывода из эксперимента, собака была подвижной, наступала на все конечности, нарушений в неврологическом статусе и функции тазовых органов не отмечалось. Такая клиническая картина сохранялась до конца месяца фиксации, что и послужило основанием для демонтажа аппарата.

После вывода животного на 30-й день из эксперимента были изготовлены гистологические препараты поврежденного участка спинного мозга, согласно которым отмечалась следующая картина. Спинной мозг обычного цвета и формы. Спаек нет. Место рассечения спинного мозга практически не определяется. При микроскопическом изучении установлено, что на продольном срезе, в участке рассечения мозга определяется узкая щель, достигающая центрального спинномозгового канала по вентральной и дорзальной поверхностям. Определяется плотное сопоставление краев диастаза, в последнем выявляются глиальные элементы: больше в латеральном участке, меньшее количество - в медиальном, формирование "мостиков". Края диастаза достаточно сохранны. Контрлатеральный участок также оставался сохранным. В пределах сегмента определялись нейроциты и нервные волокна нормальной структуры.

Приведенные данные гистологического обследования и анализ клинической картины, складывавшейся в ходе эксперимента, подтверждают наличие устойчивой тенденции к полному восстановлению целостности поврежденного участка спинного мозга и его функции.

Аналогичные эксперименты были выполнены на 14 животных. Во всех случаях полученные результаты соответствовали приведенным выше данным, при этом в случаях вывода животных из эксперимента через 2-3-6 месяцев после демонтажа аппарата анализ клинической картины и гистологические данные свидетельствовали о достижении полного сращения поврежденного участка спинного мозга при сложившейся достоверной клинической симптоматике восстановления его функции.

В качестве контроля были проведены дополнительные исследования, суть которых заключалась в получении данных о характере сращения и восстановления функции спинного мозга в условиях: а) стабильной фиксации аппаратом, но без целенаправленного создания деформации позвоночного столба; б) отсутствия фиксации позвоночного столба аппаратом.

Пример А. Собака N 1066, возраст на день операции 1,5 года. Для изучения процесса репаративной регенерации спинного мозга произведена гемисекция его участка на уровне IV поясничного позвонка по описанной выше методике (см. фиг. 1-3). При этом после нанесения повреждения спинного мозга, которое также было произведено по его левой стороне на глубину половины поперечника, фиксация аппаратом поврежденного отдела позвоночника была произведена в среднем физиологическом положении, т. е. без создания условий гиперлордоза с элементами сколиотической деформации. Также как в основной серии опытов, стабильная фиксация аппаратом осуществлялась в течение 30 дней.

Внешнее поведение животного в ходе эксперимента характеризовалось следующей клинической картиной. Восстановление функции правой тазовой конечности произошло в течение первых трех суток. Левая конечность до конца эксперимента находилась в состоянии разгибательной контрактуры и была отведена кзади. Движения в коленном и скакательном суставах отсутствовали, в бедренном ограничены. Пальцы стопы (лапы) опущены. Тонус мышц голени был значительно слабее тонуса мышц бедра. Функция тазовых органов купировалась в течение 14 дней.

После вывода, на 30-й день, животного из опыта были изготовлены гистологические препараты спинного мозга и, в частности поврежденного его участка. В спинном мозге по вскрытию позвоночного канала определялся венозный застой по вентральной и дорзальной поверхностям ниже места гемисекции. Спинной мозг на уровне гемисекции утолщен. Дефект твердой мозговой оболочки 3-4 мм вокруг разреза по дорзальной поверхности, по вентральной поверхности - нарастание ткани в этой области, умеренный спаечный процесс. При микроскопическом исследовании установлено, что в левой половине спинного мозга имеется широкий диастаз, особенно в латеральном участке, где он достигает 3 мм и заполнен соединительной тканью. Имеется деформация спинного мозга в контрлатеральном и каудальном участках. Врастание соединительной ткани в диастаз со стороны оболочек, ориентация пучков преимущественно вдоль диастаза. Прилежащие к диастазу участки спинного мозга несколько подвержены деструкции. Контрлатеральный участок оставался сохранным.

Пример Б. Собака N 0665, возраст на день операции 1,5 года. Животному выполнена гемисекция спинного мозга на уровне IV поясничного позвонка по левой стороне на глубину поперечника. Фиксация поврежденного отдела позвоночника аппаратом не выполнялась.

В послеоперационном периоде отмечалось наличие следующей картины. Состояние собаки было тяжелым. В первую неделю после операции она не ела, у нее наблюдалось непроизвольное мочеиспускание, тазовые конечности были неопороспособны. Через три недели собака стала опираться на правую тазовую конечность. Левая конечность оставалась не опорной в разгибательной контрактуре до конца эксперимента (30 дней).

При макроскопическом осмотре спинного мозга в позвоночном канале - венозный застой в каудальном отделе ниже места пересечения, а также в венах выше места пересечения (краниально) на 3-4 см. Форма и цвет спинного мозга обычный. На месте сечения мозга - утолщение тканей.

Микроскопическое исследование показало наличие диастаза шириной до 1,5 мм в латеральном участке и до 3 мм в медиальном (за счет кистозных преобразований). В области рассечения выявляется рубец, состоящий из соединительной ткани с включением глиальных элементов. Врастание соединительной ткани от оболочечного рубца, ориентация тяжей в диастазе преимущественно вдоль раны. Отмечается формирование достаточно крупных полостей вокруг рубца в медиальном его участке (около центрального спинномозгового канала), имеется разрушение структуры контрлатерального участка (серое вещество).

Анализ результатов проведенных контрольных исследований подтверждает эффективность разработанной методики восстановления целостности спинного мозга в условиях стабильной фиксации позвоночного столба аппаратом в сочетании с приданием ему условий деформации, обеспечивающей расслабление корешков спинного мозга.

Таким образом, использование предложенного способа, обеспечивающего полное функциональное восстановление спинного мозга при его повреждениях, позволяет сократить сроки выполнения экспериментальных работ, активно воздействовать на ход репаративного процесса на каждом из его этапов.

В совокупности это открывает новые возможности в изучении процессов репаративной регенерации спинного мозга с целью разработки новых клинических способов лечения больных со спинномозговой травмой.

Источники информации, принятые во внимание 1. Брехов А.И. Морфологическое и биомеханическое состояние поврежденного сегмента спинного мозга в условиях его стабилизации. Автореферат дисс. на соиск. ученой степени канд. мед. наук. - Симферополь, 1986.

2. Лившиц А.В. Хирургия спинного мозга. - М.: "Медицина", 1990, стр. 151 - 157, 312 - 329.

Формула изобретения

Способ восстановления целостности спинного мозга в эксперименте, включающий обработку места повреждения и фиксацию костных структур позвоночного столба с помощью компрессионно-дистракционного аппарата, отличающийся тем, что целенаправленно создают деформацию позвоночного столба до расслабления корешков спинного мозга и поддерживают ее до получения клинически достоверной картины восстановления функции спинного мозга.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3