Репаративная регенерация и адаптивная перестройка тканей нижней челюсти при лечении ее множественной травмы методом чрескостного остеосинтеза (экспериментально-морфологическое исследование)

Разработка эффективных способов лечения травм челюстно-лицевой области до сих пор является одной из важных задач современной хирургии [4]. На долю переломов нижней челюсти, основными причинами которых являются бытовые, производственные и транспортные травмы, приходится, по разным данным, от 61,2 до 90% повреждений лицевого скелета [3, 9].

Основной метод иммобилизации отломков при переломах нижней челюсти — наложение назубных шин, однако это метод имеет ряд недостатков — ухудшение гигиенического состояния полости рта, нарушение функции слюнных желез, развитие воспалительного процесса в тканях пародонта [5, 9]. В последние годы при переломах костей лицевого скелета все шире используется малоинвазивный чрескостный компрессионно-дистракционный остеосинтез [3, 6, 7, 10], однако вопрос о его широком внедрении остается открытым [7]. Экспериментальные разработки позволяют теоретически обосновать его преимущество при различных видах челюстной патологии [1, 3].

Цель исследования — сопоставить активность репаративного процесса и состояние альвеолярной кости, периодонта и цемента при лечении множественной травмы нижней челюсти в условиях внешней чрескостной фиксации.

Материал и методы

Работа основана на анализе результатов экспериментов, проведенных на 27 беспородных собаках в возрасте от 1 года до 3 лет. Содержание, уход и эвтаназия животных соответствовали требованиям Министерства здравоохранения РФ к работе экспериментально-биологических клиник, а также «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» [8].

Животным в условиях операционной, под наркозом моделировали перелом тела нижней челюсти на уровне P_III—P_IV (линия повреждения проходила через межальвеолярную перегородку) с разрывом нижнечелюстного симфиза, после чего осуществляли репозицию (устранение латерального ротационного смещения рострального фрагмента) и чрескостный остеосинтез аппаратом собственной конструкции [2]. Животных выводили из опыта через 7, 14, 21, 28 и 35 сут в период фиксации аппаратом, а также через 30, 90 и 180 сут после его демонтажа.

Объектом исследования являлись фрагменты нижней челюсти собак, взятые в указанные сроки эксперимента. После эвтаназии внутривенным введением летальных доз наркотических средств у животных выпиливали фрагменты нижней челюсти, включающие в себя зону перелома и прилежащие участки отломков, освобождали их от мягких тканей и помещали в 10% формалин. После фиксации, обезжиривания в ацетоне и декальцинации в смеси равных объемов 8% раствора соляной и 10% муравьиной кислоты образцы нейтрализовали в 5% растворе алюмокалиевых квасцов, дегидратировали в растворах этилового спирта возрастающей концентрации и заливали в целлоидин. На санном микротоме изготавливали гистотопографические срезы толщиной 20—25 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином, по Ван-Гизону. Исследование и микрофотосъемку препаратов проводили с использованием светового микроскопа Микмед-5 и цифровой камеры-окуляр DCМ-300 в комплекте с программным обеспечением ScopePhoto. Для подготовки иллюстраций использовали также оцифрованные изображения гистотопографических препаратов, полученные на планшетном сканере HP ScanJet 7400C.

Результаты и обсуждение

На 7-е сутки после операции в диастазе между отломками нижней челюсти располагалась реактивно измененная рыхлая волокнистая соединительная ткань (рис. 2, а).

Рисунок 2. Формирование интермедиарного сращения отломков нижней челюсти в условиях чрескостного остеосинтеза. а — волокнистая соединительная ткань на 7-е сутки после операции; б, в — трабекулы губчатой кости и волокнистая соединительная ткань на 14-е и 21-е сутки после операции; г, д, е — губчатое костное вещество на 28, 35-е и 65-е сутки после операции; ж, з — компактная костная пластинка на 125-е и 215-е сутки после операции; стрелками указана новообразованная костная ткань; целлоидиновые срезы, окраска гематоксилином и эозином; об. ×10, ок. ×10.

В отломках наблюдали активизацию периостального и эндостального остеогенеза, остеокластическую резорбцию.

В период с 14-х по 28-е сутки фиксации аппаратом определялось костно-волокнисто-соединительнотканное сращение (рис. 1, а)

Рисунок 1. Область перелома и прилежащие участки отломков нижней челюсти на этапах лечения в условиях чрескостного остеосинтеза; зона сращения указана стрелками. а — костно-соединительнотканное сращение на 21-е сутки после операции; б, в — полное костное сращение на 65-е и 125-е сутки после операции; целлоидиновые срезы; окраска по Ван-Гизону; сканограммы гистологических препаратов.

с множественными очагами интрамембранного остеогенеза (см. рис. 2, б, в, г). Трабекулярная сеть губчатого костного вещества отломков уплотнялась в результате эндостального остеогенеза. На периостальной поверхности располагались наслоения мелкопетлистой губчатой кости. Остеокластическая резорбция была выражена незначительно. С 35-х по 65-е сутки послеоперационного периода отмечали формирование полного костного сращения, образованного трабекулами губчатой кости (см. рис. 1, б; 2, д, е). В отломках наблюдалось ремоделирование компактного и губчатого костного вещества, периостальные и эндостальные наслоения подвергались компактизации. На 125-е сутки эксперимента компактная пластинка была сформирована как по альвеолярной, так и по вентральной поверхности кости (см. рис. 1, в; 2, ж). В альвеолярной части зона сращения определялась по уплотнению трабекулярной сети. Через 215 сут после операции тело нижней челюсти в области повреждения имело органотипическое строение. Плотность компактной костной пластинки (см. рис. 2, з) и трабекулярной сети альвеолярного отростка была приближена к норме.

В области разрыва нижнечелюстного симфиза с 7-х по 21-е сутки после операции определялась рыхлая, а с 28 сут вплоть до окончания эксперимента — преимущественно плотная неоформленная рыхлая волокнистая соединительная ткань. Сочленяющиеся поверхности нижнечелюстных костей подвергались резорбции остеокластами и перестройке в период фиксации, а также в течение 1 мес после снятия аппарата.

Компактная костная пластинка стенок зубных альвеол РIII, РIV и клыков на стороне повреждения в период фиксации аппаратом подвергалась спонгизации. В те же сроки отмечали разрыхление волокнистого остова, явления гиперемии и застоя в сосудистой сети периодонта. Ширина периодонтального пространства увеличивалась вследствие резорбции альвеолярной стенки остеокластами (рис. 3, а, б, в, г).

Рисунок 3. Адаптационная перестройка стенки альвеолы, периодонта и цемента при лечении множественной травмы нижней челюсти в условиях чрескостного остеосинтеза. а, б, в, г — прогрессирующая спонгизация стенки альвеолы, увеличение высоты, разрыхление волокнистого остова и сосудистые нарушения в периодонте, утолщение и частичная резорбция цемента; д, е, ж, з — компактизация стенки альвеолы, нормализация строения периодонта, изменение цементации (д, е — гиперцементоз, е — спаивание со стенкой альвеолы, ж — резорбция, з — замещение пластинчатой костной тканью): 1 — костная ткань стенки альвеолы; 2 — волокнистая соединительная ткань периодонта; 3 — цемент; сроки эксперимента: а — 7 сут; б — 14 сут; в — 21 сут; г — 28 сут; д — 35 сут; е — 65 сут; ж — 125 сут; з — 215 сут послеоперационного периода; целлоидиновые срезы; окраска гематоксилином и эозином; об. ×10, ок. ×10.

В цементе корней зубов возрастала численность цементоцитов. Толщина цемента увеличивалась в несколько раз, в нем обнаруживали линии склеивания и резорбционные полости. По окончании периода фиксации костная ткань альвеолярной стенки компактизировалась (см. рис. 3, д, е, ж, з). Через месяц после демонтажа аппарата наблюдали многочисленные спайки гипертрофированного слоя цемента и альвеолярной кости (см. рис. 3, е). В более поздние сроки наряду с гиперцементозом отмечали частичное обнажение дентина, замещение цемента пластинчатой костной тканью либо наслоения костной ткани на его поверхности. Ширина периодонтальной щели и строение связки приближались к норме на 125-е сутки, однако нарушения микроциркуляции сохранялись вплоть до 215 сут после операции (см. рис. 3, ж, з).

Таким образом, в эксперименте по моделированию и лечению множественного повреждения нижней челюсти в условиях внешней фиксации продемонстрирована взаимосвязь репаративного процесса в зоне повреждения и адаптивной перестройки периодонтальной связки в комплексе с прилежащими структурами альвеолярной кости и цемента. Перестроечный процесс в костной ткани отломков и периодонте, вызванный нарушением их кровоснабжения, даже в условиях стабильной малоинвазивной иммобилизации аппаратом является причиной ослабления фиксации корня зуба в альвеолярной лунке. После формирования костного сращения отломков в периоде с 35-х по 65-е сутки эксперимента укрепление корней происходит за счет уплотнения реактивно измененной волокнистой соединительной ткани периодонта, связанной с компактизирующейся стенкой альвеолы. До завершения процесса перестройки пластические свойства цемента обеспечивают их дополнительную стабилизацию посредством гипертрофии и локального сращения с альвеолярной костью. Нарушения кровоснабжения периодонта и структуры слоя цемента сохраняются в отдаленные сроки — до 7 мес после травмы, что позволяет сделать вывод о необходимости дополнительной терапевтической коррекции.