Клинико-экспериментальное обоснование использования межпозвонковых имплантатов из углеситалла в шейном отделе позвоночного столба у собак

Актуальность темы исследования. За последние годы наблюдается качественный скачок в прикладной ветеринарной хирургии и в частности в неврологии и вертебрологии мелких домашних животных, изучаются и разрабатываются новые материалы и конструкции имплантатов для лечения различных патологий позвоночного столба. Предъявляются все более высокие требования к качеству, прочности и биосовместимости материалов (Анников В.В., 2013; Дюльгер П.Г., 2012; Мечов М.П., 2012). Появились и успешно вошли в повседневную ветеринарную практику современные методы диагностики, такие как компьютерная и магнитно-резонансная томография (КТ, МРТ), которые смогли совершить значительный прорыв в диагностике многих неврологических проблем (Радченко О.В., 2012), в том числе и в шейном отделе позвоночного столба (PenderisJ. and Dennis R., 2004). Благодаря МРТ открылся новый раздел ветеринарной неврологии и нейрохирургии, но использование в исследовании высокопольных магнитов наложило определенные запреты на применение металлических конструкций при проведении операций на позвоночном столбе. Это повлияло на изучение и внедрение новых имплантатов, инертных к магниту томографа. Быстрая, точная и относительно безопасная диагностика привела к созданию алгоритмов оперативного вмешательства и были пересмотрены многие устаревшие принципы лечения неврологических патологий (Козлов Н.А., 2013; Тимофеев С.В., 2004; Ягников С.А., 2001). На сегодняшний день, ветеринарными специалистами уже накоплен определенный опыт в лечении таких неврологических патологий, как межпозвонковая грыжа диска, атлантоаксиальная нестабильность, сирингогидромиелия и др. (Козлов Н.А., 2013; Сотников В. В., 2007; Ягников С.А., 2001). Но еще остается ряд нерешенных вопросов при лечении животных с синдромом вобблера (англ. wobbler - тот кто хромает, шатается), врожденных аномалий развития тканей позвоночного столба, стеноза и нестабильностей шейного отдела различной этиологии. Эта проблема остается актуальной, в этой связи наши исследования направлены на разработку нового метода лечения патологии под общим названием спондиломиелопатия шейного отдела. Отсутствие эффективного хирургического метода лечения спондиломиелопатии шейного отдела позвоночного столба и новые требования, предъявляемые к используемым материалам имплантатов, послужили концепцией к разработке нового подхода, заключающегося в протезировании межпозвонкового диска из нанокомпозитного материала – углеситалла. В медицине человека имеется опыт применения межпозвонковых протезов (Шульман Х.М., 1983), но из-за анатомических особенностей, иного распределения векторов нагрузки и различного расположения позвоночного столба в пространстве, использование медицинских имплантатов при протезировании межпозвонковых дисков у собак невозможно. Поэтому нами изучены, сравнены и подобраны имплантаты, удовлетворяющие всем перечисленным требованиям.
Цель и задачи исследования. Цель настоящего исследования научно обосновать и экспериментально апробировать возможность использования межпозвонковых имплантатов из углеситалла у собак в шейном отделе позвоночного столба.
Задачи исследования: 1. разработать алгоритм установки межпозвонковых имплантатов из углеситалла; 2. провести сравнительный анализ оперативных доступов к данной анатомической области и оптимизировать их для выполнения операций по установке имплантатов; 3. изучить динамику гематологических показателей в различные сроки наблюдений для оценки общей реакции организма на имплантат; 4. провести рентгенографический контроль стабильности имплантата, реакции кости и параоссальных тканей на его введение; 5. морфологически оценить реакцию организма на установленный имплантат из углеситалла.
Научная новизна. Предложен новый способ лечения собак со спондиломиелопатией в шейном отделе позвоночного столба. На основании комплексного методического подхода, включающего общеклинические, гематологические, рентгенографические и морфологические исследования адаптирован имплантат, удовлетворяющий анатомическим особенностям позвоночника собаки, прочностным и биоэнертным требованиям. Показано, что изучаемые имплантаты по своей конструкции являются нейтральными к магниту, и после проведения операции по замене межпозвонкового диска животному возможно повторное проведение МРТ исследования без риска смещения имплантата или повреждения окружающих тканей, что исключает вероятность патологий в соседних двигательных сегментах позвоночника. На основании этапных рентгено-морфологических исследований доказана дистракционная и стабилизирующая функция имплантатов. Разработана оригинальная методика оперативного вмешательства на шейном отделе позвоночного столба, исключающая травмирование спинного мозга вследствие отсутствия к нему прямого доступа, и позволяющая проводить установку протезов диска без дополнительных фиксационных приспособлений, что существенно снижает риск интраоперационных и постоперационных осложнений.
Теоретическая и практическая значимость. Изучена возможность применения межпозвонковых имплантатов из нанокомпозитного материала – углеситалла в шейном отделе позвоночного столба у собак. Экспериментальным путем определен имплантат, соответствующий по форме и конструкции анатомическим особенностям шейного отдела позвоночника собаки, для применения его в клинической ветеринарной хирургии. Оптимизирован оперативный доступ, снижаеющий риск ятрогенного повреждения жизненно важных структур и сокращающий время выполнения оперативного вмешательства. Разработан оперативный прием для правильной установки межпозвонковых имплантатов в шейном отделе позвоночного столба. Представленный материал по результатам клинико-морфологических исследований в различные сроки, показывает низкую реактогенность окружающих тканей, что выражается в отсутствии сосудистой реакции и активности клеток фагоцитарного ряда на введенный имплантат. Результаты исследования представляют интерес для практической ветеринарной хирургии при лечении заболеваний межпозвонковых дисков в шейном отделе позвоночного столба. Также, полученные нами данные, создают теоретический базис для применения исследуемого материала – углеситалла в ветеринарной офтальмологии, стоматологии и ортопедии.
Методология и методы исследования. Научное обоснование возможности применения межпозвонковых имплантатов из нанокомпозитного материала – углеситалла при патологиях в шейном отделе позвоночного столба определило целесообразность использования комплексного методического подхода, включающего, анатомическое препарирование, распилы замороженных трупов, гематологическое исследование, клиническую неврологию, обзорную рентгенографию, прикладную хирургию и классическую гистологию.
Положения, выносимые на защиту. 1. Вентральный парамедианный доступ, как оптимальный при проведении оперативных вмешательств на шейном отделе позвоночного столба у собак. 2. Разработанная методика установки, межпозвонкового имплантата, из нанокомпозитного материала - оптимальная при протезировании межпозвонкового диска. 3. Трапециевидная форма имплантата, в сравнении с цилиндрической, обеспечивает более надежную фиксацию тел позвонков, устойчивость к нагрузкам, упрощает оперативное вмешательство и соответствует анатомическим особенностям шейного отдела позвоночника собаки. 4. Применение имплантатов из углеситалла не вызывает системных изменений в организме, что косвенно свидетельствует об отсутствии воспалительных реакций на протез и его отторжение. 5. Нанокомпозитный материал – углеситалл характеризуется хорошей биосовместимостью, низкой реактогенностью и на поздних сроках высокими остеоинтегративными потенциями.
Степень достоверности, апробация и публикация результатов исследования. Операции по установке межпозвонковых имплантатов из нанокомпозитного материала – углеситалла были проведены на кафедре ветеринарной хирургии в ФГБОУ ВО МГАВМиБ - МВА имени К. И. Скрябина. Полученные экспериментальные данные подвергали общестатистической обработке по классическим методам. Материалы исследований были представлены на III Всероссийской межвузовской конференции по ветеринарной хирургии (2013 г.), на IV Всероссийской межвузовской конференции по ветеринарной хирургии (2014 г.), на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (2014 г.). Опубликовано шесть работ по рассматриваемой в диссертации проблеме, из них четыре в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ: «Российский ветеринарный журнал» (4) 2013, «Российский ветеринарный журнал» (1) 2014, «Российский ветеринарный журнал» (4) 2014, «Российский ветеринарный журнал» (2) 2015.
Объем и структура диссертации. Рукопись диссертации состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов, рекомендаций по использованию научных выводов, сведений о практическом использовании результатов, списка литературы и приложений. Изложена на 117 страницах машинописного текста (без учета приложений). Иллюстрирована 41 рисунком, имеется 5 таблиц. Список литературы включает 162 источника, из них отечественных – 15 и зарубежных – 147.