prepod

Путь к Файлу: /медицина / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   0
Пользователь:   prepod
Добавлен:   04.05.2015
Размер:   10.4 МБ
СКАЧАТЬ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЯСНИЧНОГО СПИНАЛЬНОГО СТЕНОЗА

А.И. Продан, О.А. Перепечай, А.Г. Чернышов, В.В. Подлипенцев, Г.В. Иванов, С.Л. Елисеев, Н.Ю. Новиков

ГУ "Институт патологии позвоночника и суставов им. проф. М.И. Ситенко АМН Украины", Харьков

ГУ "Институт травматологии и ортопедии АМН Украины", Киев

ЧП Клиническая больница, г. Симферополь

Центр патологии позвоночника и суставов Genesis

 

 

Введение. Поясничный спинальный стеноз (ПСС) служит одной из основных причин патологических изменений элементов конского хвоста, вызывающих тяжелые неврологические синдромы: радикулопатии, радикуломиелоишемии и нейрогенную перемежающуюся хромоту. Для изучения патогенеза стеноза позвоночного канала (ПК), в частности, патоморфологии и патофизиологии элементов конского хвоста, используется экспериментальное моделирование. Адекватная экспериментальная модель необходима также для испытания эффектов лекарственных препаратов и способов лечения стеноза позвоночного канала.

Структурные изменения в позвоночном канале и в его содержимом (конский хвост и спинномозговые корешки, сосуды) исследуются преимущественно в острых опытах с компрессией спинномозговых корешков в течение лишь нескольких часов [3]. У крупных животных (собак, свиней) проводят дозированную компрессию конского хвоста с помощью баллончиков в течение от 7 дней до 3 месяцев [2].

K.Yashihara et al. (1996) [7] моделировал стеноз позвоночного канала у кошек путем эпидурального введения силиконовой пленки. Аналогичный метод моделирования использовали K.Yamaguchi et al. (1999) [6].

Авторы выполняли ламинэктомию L4, а под дугу L5 позвонка в заднее эпидуральное пространство вводили квадратный фрагмент силиконовой пленки толщиной 0,3 мм со стороной квадрата 3,5 мм. В последние годы M.Sekiguchi et al. (2004) [4], а затем K.Watanabe et al. (2007) [5] модифицировали метод моделирования стеноза ПК у крыс. Способ включает вскрытие из заднего доступа межсуставных частей дуг двух соседних нижних позвонков L5 и L4 поясничного отдела позвоночника и механическое сжатие содержимого позвоночного канала принудительным локальным уменьшением его поперечного сечения. Согласно этому известным способом моделирования стеноза удаляют желтую связку между позвонками L5 и L4 и вводят в позвоночный канал, в эпидуральное пространство под дугу позвонка L5 через промежуток между дугами позвонков силиконовый блок длиной 4,0 мм, шириной 1 мм и толщиной 0,9 мм так, что бы он занял приблизительно половину переднезаднего диаметра позвоночного канала.

Известный способ имеет существенные недостатки. Во-первых, хирургические манипуляции в полости позвоночного канала, связанные с удалением желтой связки и введением в позвоночный канал постороннего предмета – силиконового блока, травмируют содержимое позвоночного канала, в том числе эпидуральной жировой клетчатки, эпидуральных сосудов и элементов спинного мозга, что приводит к цепи нежелательных побочных эффектов (кровоизлияний, образования спаек, травматических изменений структуры и функции спинного мозга). Во-вторых, помещенный в позвоночный канал силиконовый блок ничем не закреплен и может свободно перемещаться як вдоль позвоночного канала, так и поперек его, вследствие чего часто происходит неконтролируемое изменение местонахождения зоны стеноза и степени стеноза позвоночного канала.

Хотя силикон считается биологически инертным материалом, но уже спустя 3 недели после операции формируется соединительнотканная капсула вокруг силиконового блока, введенного в эпидуральное пространство[5]. В последующем, вызванный силиконом эпидуральный фиброз существенно изменяет течение стеноза позвоночного канала.

Вышеназванные недостатки известного способа моделирования стеноза позвоночного канала снижают точность воссоздания реальных условий стеноза позвоночного канала.

Цель работы состоит в создании такого способа экспериментального моделирования стеноза позвоночного канала на мелких опытных животных, который обеспечивал бы точное воссоздание реальных условий стеноза позвоночного канала за счет минимизации травмирующих хирургических вмешательств в полости позвоночного канала, включения непредусмотренного целями эксперимента травмирования содержимого позвоночного канала, и за счет обеспечения возможности фиксации и регулирования местоположения зон стеноза, степени уменьшения риска образования эпидурального фиброза.

 

Технология предложенного способа экспериментального моделирования ПСС у крыс.

Анестезия интраперитонеальным введением одного из барбитуральных препаратов (тиопентал, пентобарбитал) в дозе 30-50 мг/кг. Продольный разрез кожи над остистыми отростками (≈ 20 мм) L4 – L6 позвонков. Скелетируют дугу L5 позвонка. Цилиндрической фрезой справа и слева от остистых отростков продольно рассекают пластину дуги L5 симметрично под углом 15-35º относительно сагиттальной плоскости (рис. 1). Продольные симметричные рассечения пластин дуги выполняют в два этапа: цилиндрической фрезой делают канавки вплоть до внутренних тонких пластинок кортикального слоя, а затем с помощью микрохирургических ножниц рассекают внутренние кортикальные пластинки. Таким образом, средняя часть дуги вместе с остистым отростком отделяется от остальных частей дуги и суставных отростков.

Отделенную среднюю часть дуги вместе с прикрепленными желтыми связками смещают в вентральном направлении в полость позвоночного канала на определенную величину до упора боковыми краями отдельной части дуги в боковые края оставшейся части дуги и фиксируют контактирующие костные края костным цементом (рис. 1, б).

Величина вентрального смещения S срединной отделенной части дуги рассчитывают по формуле

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС,

где S – величина вентрального смещения срединной отдельной части дуги, которая определяет степень созданного стеноза позвоночного канала;

b – ширина каждого из двух сечений пластин дуги;

α – угол наклона плоскости каждого из двух розрезов пластин дуги к сагиттальной плоскости.

 

Смещение S срединной отделенной части дуги позвонка приводит к уменьшению поперечного сечения позвоночного канала. При этом уменьшается переднезадний размер как центральной части позвоночного канала , так и его латеральных отделов (на рисунке не показаны), что дает возможность моделировать центральный и латеральный стеноз позвоночного канала. Желтые связки  во время разрезания дуги позвонка  и во время вентрального смещения отделенной срединной части  дуги не травмируются. Хирургические манипуляции в полости позвоночного канала  при этом минимальны и травма его содержимого исключается. Выбор угла наклона α плоскости каждого из двух разрезов  пластин дуги к сагиттальной плоскости в пределах от 15 до 35º и шириной каждого из этих разрезов в пределах от 1,0 до 1,5 мм позволил регулировать степень стеноза позвоночного канала в достаточно широком диапазоне – от 15 до 75 %, что значительно расширяет функциональные возможности способа моделирования стеноза ПК.

 

Результаты. Предложенный способ экспериментального моделирования стеноза ПК, апробирован на 20 половозрелых крысах линии Вистарю Выживаемость составляет 95%. Гистологические и рентгенологические исследования, проведенные через 1 неделю, 1 месяц и  3 месяца подтвердили, что локализация и степень стеноза ПК остаются регулируемыми и несменными. Побочных последствий в результате хирургических вмешательств при выполнении моделирования стеноза ПК предложенным способом не выявлено.

На рис. 2 показан L5 позвонок крысы в аксиальной проекции до моделирования (рис. 2,а) и после моделирования стеноза позвоночного канала (рис. 2,б). В качестве иллюстрации адекватности модели представлены аксиальные компьютерные томограммы одной из крыс до и после операции моделирования (рис. 3).

Гистологические эндоневральные и эпиневральные изменения оценивали по шкале G.Byrod et al. (1998) [1]. Дегенеративные поражения нервных корешков оценивали по 7-бальной шкале:

0 ст. – нет повреждений нервных волокон;

1 ст. – минимальное повреждение единичных волокон;

2 ст. – повреждение около 10% нервных волокон;

3 ст. – повреждение 11-25% нервных волокон;

4 ст. – повреждение 26-50% нервных волокон;

5 ст. – повреждение 51-75% нервных волокон;

6 ст. – повреждение 76-100% нервных волокон.

Другие гистологические изменения оценивали по 5-ти бальной шкале:

0 – изменений нет;

1 – минимальные изменения;

2 – легкие изменения;

3 – значительные изменения;

4 – грубые изменения.

Это касается:

а) Эндоневральные нарушения:

1. Лейкоцитарная инфильтрация;

2. Кровоизлияние;

3. Гиперемия;

4. Отек Шванновских клеток.

б) Эпидуральные изменения:

1. Гиперемия;

2. Кровоизлияние;

3. Фибробласты;

4. Тучные клетки;

5. Лейкоцитарная инфильтрация.

Эпидуральные изменения заключались в распространенных эпидуральных кровоизлияниях. Выраженная очаговая лейкоцитарная инфильтрация, моноциты и тучные клетки выявлялись в единичных препаратах. Эпидуральный фиброз проявляется формированием соединительной ткани с очагами гиалиноза. Эндоневральные изменения проявляются признаками дегенерации нервных волокон задних и передних корешков, отеком Шванновских клеток, признаками гиперемии и тромбоза эндоневральных сосудов (рис. 4). Отмечаются так же признаки эндоневрального воспаления (лейкоцитарная инфильтрация, наличие единичных фибробластов, тучных клеток).

В таблице 1 показаны средние значения количественных гистологических эндоневральных и эпиневральных изменений спинномозговых корешков в контрольной группе животных и различные сроки после моделирования стеноза ПК.

 

Таблица 1 – Средние значения количественных эндоневральных и эпиневральных изменений спинномозговых корешков (в баллах) в контрольной группе и в различные сроки после моделирования стеноза ПК

Группа животных

Эндоневральные изменения

Эндоневральные изменения

поражение

нервных волокон

лейкоцитарная

инфильтрация

кровоизлияния

гиперемия

отек

Шванновских

 клеток

гиперемия

кровоизлияния

фибробласты

тучные

клетки

лейкоцитарная

инфильтрация

Контроль

(n=2)

0

0

0

2,0

0

3,0

2,0

0

0

2,0

Опытная

группа

7 день

(n=5)

2,6

0

1,4

2,4

1,2

4,0

3,6

0

2,4

3,2

1 мес.

(n=5)

6,0

2,6

1,6

3,6

4,0

4,0

3,0

3,6

4,0

4,0

3 мес.

(n=5)

6,0

3,0

0

3,6

3,0

4,0

4,0

3,2

3,6

3,6

 

Из таблицы видно, что в контрольной группе крыс определяется лишь легкая гиперемия интраневральных и эпиневральных сосудов, легкие эпиневральные кровоизлияния и легкая лейкоцитарная инфильтрация клетчатки, связанные с хирургической травмой во время ламинэктомии для извлечения дуральной трубки с элементами конского хвоста.

В опытной группе животных спустя 7 дней после моделирования стеноза ПК появляются дистрофические изменения нервных волокон, но степень их невелика. Признаков эндоневрального воспаления практически нет (отсутствует лейкоцитарная инфильтрация), но появляется диапедезные кровоизлияния и отек Шванновских клеток.

Спустя 1 месяц после моделирования стеноза ПК дистрофические и дегенеративные изменения значительного большинства нервных волокон (более 75%), появляется лейкоцитарная инфильтрация, нарастают диапедезные кровоизлияния, стаз и гиперемия в эндоневральных сосудах, местами с кровяными сгустками, значительно возрастает отек Шванновских клеток.

В более поздние сроки (3 месяца) эндоневральные изменения остаются практически такими же, как и спустя 1 месяц после операции.

Спустя 7 дней после моделирования стеноза ПК в эпиневральной клетчатке определяются выраженные или грубые изменения: гиперемия, венозный стаз, кровяные сгустки и тромбы; выраженные диапедезные кровоизлияния появляются тучные клетки и лейкоцитарная инфильтрация, что свидетельствует об эпиневральном воспалительном процессе.

В более поздние сроки (1 и 3 месяца) тяжелые эпиневральные нарушения сохраняются, появляются группы и единичные фибробласты как признак эпиневрального фиброза. Видны участки новообразований соединительной ткани и гиалиноз.(рис.5).

Заключение. Представленная экспериментальная модель стеноза позвоночного канала позволяет регулировать степень стеноза, существенно снижает риск неконтролируемого повреждения содержимого ПК и формирования эпидурального фиброза. Способ легко репродуцируется, что позволяет использовать его не только для изучения патогенеза стеноза ПК, но и для экспериментальной оценки эффективности лекарственных препаратов и способов лечения.


 


ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС

а

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС

б

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС

в

Рис. 1 Схема выполнения способа экспериментального моделирования стеноза позвоночного канала:

а) общий вид дуги в аксиальной проекции:

1 – пластина дуги, 2 – срединная отделенная часть дуги.

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС

Рис. 2 Препарат L5 позвонка крысы

а) до моделирования стеноза позвоночного канала;

б) после моделирования стеноза позвоночного канала (уменьшение площади поперечного сечения ПК на 50%).

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС

Рис. 3 Аксиальные компьютерные томограммы крысы:

а) до моделирования стеноза позвоночного канала;

б) после моделирования стеноза позвоночного канала

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПССа

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПССб

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПССв

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПССг

Рис. 4 Гистологические эндоневральные изменения:

а) лейкоцитарная инфильтрация;

б) гиперемия;

в) отек Швановских клеток;

г) фибробласты и тучные клетки.

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПССЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС

а

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПССЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПССЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПССЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПССЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСС

б

Рис. 5 Микрофотография. Развитие соединительной ткани с гиалинозом в позвоночном канале экспериментального животного (обведено линией). Окраска гематоксилин и эозин. Увеличение 100 (а) и 200 (б)

СТ – новообразованная соединительная ткань;

Г – очаги гиалиназа.

Стаз, тромбоз и лейкодиапедез в сосудах ПК и конского хвоста.

 

Литература

1. Byrod G. Early effect of nucleus pulposis application on spinal root morphology and function / Byrod G., Rydevik B., Nortborg C., Olmaker K. // Eur Spine J. – 1998. – V. 7. – P. 445-449.

2. Cornefjord M. A model for chronic nerve root compression studies: presentation of porcine model for controlled, slow-onset compression with analyses of anatomical aspects, compression onset rate, and morphologic and neurophysiologic effects / Cornefjord M., Sato K., Olmarker K., Rydevik B. // Spine. – 1997. – V. 22. – N 9. – P. 946-957.

3. Kobayashi S. Vasogenic edema induced by compression injury to the spinal root: distribution of intravenously injected protein tracers and gadolinum-enhanced magnetic resonance imaging / Kobayashi S., Yoshizawa H., Hachiya Y., Ukai T., Morita T. // Spine. – 1993. – N. 18. – P. 1410-1424.

4. Sekiguchi M. Experimental spinal stenosis relationship between degree of the cauda equina compression, neuropathology and pain // Sekiguchi M., Kikuchi S., Myers R.R. // Spine. – 2004. – V.29. – P. 1105-1111.

5. Watanabe K. Spinal stenosis: assessment of motor function, VEGF expression, and angiogenesis in an experimental model in the rat / Watanabe K., Konno S., Sekiguchi M., Kikuchi S. // Eur. Spine J. – 2007. – V. 16. – P.1913-1918.

6. Yamaguchi K. Behavioral and morphologic studies of the chronically compressed cauda equina: experimental model of lumbar spinal stenosis in the rat / Yamaguchi K., Murakami M., Takahachi K. [et al.] // Spine. – 1999. – V. 24. – P. 845-851.

7. Yashihara K. Chronic compression model of the cauda equina: morphological and electrophysiological study / Yashihara K., Murakami M., Takahachi K. [et al.] // J.Orthop Science. – 1996. – V. 1. – P. 376-383.

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика