восстановление хрящевой перегородки носа у детей

ПЕРСПЕКТИВЫ
ПРИМЕНЕНИЯ
МАТЕРИАЛА
«ЛИТАР»
ДЛЯ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ХРЯЩЕВОЙ ПЕРЕГОРОДКИ НОСА У ДЕТЕЙ
Литвинов С.Д.1, Серегин А.С.2, Пуштова Т.Б.2, Оленникова М.М.3
1
Самарский
государственный
технический
университет
(ректор
-
профессор
Калашников В.В.), Самара;
2
Областная клиническая больница им. М.И. Калинина (главврач –засл. врач. РФ, к. мед.
наук Гридасов Г.Н.), Самара;
3
Областная клиническая больница им. Н.Н. Бурденко (главврач - Лавров А. Н.), Пенза
Введение.
Искривление перегородки носа - одно из наиболее распространенных заболеваний
ЛОР-органов. Данная патология может быть врожденной, приобретенной (травмы
средней зоны лица) и сопутствующей (врожденные сквозные и полные расщелины неба).
Одна из форм лечения – оперативное пособие. Проведение оперативного вмешательства
необходимо при деформации перегородки носа, сопровождающейся нарушением
носового дыхания.
Хирургическое лечение искривления перегородки носа традиционно проводится по
Киллиану. Дефект, формирующийся в хрящевом отделе перегородки, как правило,
оставляют пустым и ушивают только слизистую оболочку носа. Осложнения,
развивающиеся после операции на перегородке носа в отдаленном периоде: флотация,
атрофия слизистой оболочки с формированием перфорации - сквозного дефекта.
Послеоперационные
перфорации
перегородки
носа
являются
довольно
распространенной патологией в ринологической практике. Больные могут предъявлять
жалобы на шумное дыхание (свист), образование корок в полости носа, носовые
кровотечения, запах из носа, затрудненное носовое дыхание. Одним из способов лечения
данной патологии является замещение хрящевого дефекта с применением хряща
перегородки носа или ушной раковины [1, 2].
В настоящее время, в связи с интенсивным развитием трансплантологии и
имплантологии, для замещения дефектов перегородки носа применяют различные
натуральные
и
синтетические материалы. Успех операции во многом зависит от
используемого имплантата [3].
Материал и методы.
Синтезирован
гидроксидапатит-коллагеновый
материал
«ЛитАр»
путём
направленной диффузии ионов Са2+, ОН, РО43 в пространстве коллагеновых волокон
(рис. 1а,б). Этот способ синтеза позволил получить имплантат с высокой степенью
структурной интегрированности компонентов, приближающейся к нативной кости, что
невозможно достичь механическим перемешиванием коллагена и гидроксидапатита
(Са10(ОН)2(РО4)6). Материал исследовался инфракрасной спектроскопией (ИК) на
спектрометре “SPECORD-M80” в интервале 4000 - 400 см–1 с целью идентификации
основных функциональных групп: РО43– полосы валентных колебаний 1110, 1030 и 960
см–
1
; Ca-OH
полоса валентных колебаний
2850 см–1; широкая полоса валентных
колебаний 3600 - 2800 см–1 ОН- групп, связанных водородными связями; 1650 см–1 –
деформационные колебания молекул Н2О.
Выявление функциональных групп в материале «ЛитАр» не гарантирует наличия
фазы гидроксидапатита
(Са10(ОН)2(РО4)6). Известно [4], что
индивидуальной
кристаллический компонент можно подтвердить только рентгено-фазовым анализом
(РФА). Такой анализ выполнялся на аппарате ДРОН (излучение Сu Kα) в интервале угла
поворота каретки 10 - 60
2 град. На
диффрактограмме при
32 –
33 2град
обнаруживался характерный для гидроксидапатита набор 3-х рефлексов (d1 = 2,79Å;
d2 = 2,67Å; d3 = 2,63Å), что подтверждало индивидуальность солевого компонента и
отсутствие примесей других солей.
Для
оценки
термической
устойчивости
(связано
с
возможностью
автоклавирования материала) выполнялся термический анализ на дериватографе системы
МОМ (Паулик-Паулик-Эрдей) в интервале от 20 до 1000
С. Кривые нагревания
0
описывали термическую устойчивость композита «ЛитАр». Общая картина представлена
двумя эффектами: эндотермичекским (дегидратация, потеря воды) и экзотермическим
(окисление коллагена), характер которого зависит от диспергированности гидроксосоли
между волокнами коллагена.
Начало дегидратации композита «ЛитАр» приходилось на 70 - 90ОС. Окисление
происходило в несколько стадий: при 240 - 270 ОС и при 350 - 470 ОС. Введение солевого
компонента в систему коллагеновых фибрилл закономерно увеличивало интервал
прохождения эндоэффекта (выделение воды) и изменяло характер экзоэффекта
(окисление коллагена).
2
а
б
Рис. 1а, б. Электронная микрофотография: а - материала «ЛитАр»,
ув. х 300;
б - кристаллы соли (гидроксоапатита) материала «ЛитАр», ув.х 10 000.
В материале «ЛитАр» солевой компонент – гидроксоапатит или гидроксидапатит,
или гидроксофосфат кальция – представляет собой кристаллы нанометрических размеров
(рис. 1 б). Такие размеры кристаллов обеспечивают достаточно быструю биодеградацию
имплантата «ЛитАр» в области замещения им дефекта. Пористость композита «ЛитАр» ≈
70 %, что позволяет организму беспрепятственную васкуляризацию материала в области
замещения. Значительная пористость и минимальные размеры кристаллов соли
имплантата обеспечивают формирование в области дефекта соединительной ткани,
начиная со 2-го дня.
Биотрансформация материала «ЛитАр» в опытах на животных контролировалась,
рентгенологически, сцинтиграфически [5] после его имплантирования. Изучение области
дефекта, заполненного гидроксидапатит-коллагеном проводилось in vivo и in vitro [6].
Особенностью превращения «ЛитАр» является формирование в зоне дефекта
неоформленной (через 2 -3 дня), а затем оформленной (10 – 15дней) соединительной
ткани. Далее, в зависимости от
анатомического строения, в оперированном
участке
начинает формироваться тот тип ткани, который предполагает нормальная топография:
мягкотканной (если мягкие ткани), хрящевой (в случае хряща) и костной (если кость). В
случае костной ткани
в зоне биотрансформации материала наблюдалось появление
основных функциональных групп: Ca-OH - полоса валентных колебаний 2850-3200 см–1
и РО43 (1110, 1030, 960 см–1). В случае хрящевой ткани этого не происходило: полосы
поглощения на ИК спектрах, характерные для Са-ОН и РО4 –групп исчезали бесследно.
3
Рентгено-фазовый анализ образцов-регенератов костной ткани показывал, что по
мере формирования нативной костной структуры, рефлексы на РФА рентгенограммах
при 32–33 2град уширялись и сливались, что говорило о переходе гидроксидапатита
синтетического (имплантированный материал) в апатит нативной костной ткани, для
которой характерны рефлексы, разрешённые хуже, чем в композите «ЛитАр». В случае
хряща набор рефлексов гидроксидапатита исчезал полностью, а оставалось лишь гало
органического компонента при 20 – 18 2град.
Кривые нагревания отражали общую тенденцию разрушения материала и перехода
его в нативную ткань: потерю слабосвязанной воды (начало эндоэффекта при 60 ОС для
имплантата и при 80 - 100 ОС для костной и хрящевой ткани), окисление коллагена
(начало экзоэффекта при 230 ОС для имплантата и при 200 – 270 ОС для регенерата),
проходящее в две плохо разделённые стадии (360 ОС и 440 ОС) для материала «ЛитАр»,
который трансформировался
в соединительную ткань организма. При этом вновь
образованная кость характеризовалась одним экзоэффектом с завершением при 460 ОС.
Термической анализ нативной кости и
хряща обнаруживал, примерно, одинаковый
характер эффектов, в тех же интервалах, с той лишь разницей, что стадии не были
разграничены, и в случае хряща потеря воды происходила в пределах до 150 0С, а
обугливание наступало до температуры 400 0С.
Морфологические
исследования
биотрансформации
композита
«ЛитАр»
показали, что на 3-и сутки гидроксидапатит-коллаген хорошо определялся в препаратах,
окрашенных гематоксилин-эозином. На 5-е сутки наблюдалась значительная деградация
материала в зоне имплантации. В препаратах биопсии через 12 дней определялся
ограничительный клеточный вал, отделяющий имплантат от молодой соединительной
ткани. Остатки материала «ЛитАр» представляли собой островки среди вновь
образованной соединительной ткани [7].
Среди современных биодеградируемых материалов композит «ЛитАр» является
наиболее перспективным, т.к. имеет минимальное время биодеградации (15 – 25 дней). Он
представляет собой имплантат,
в
котором
(гидроксидапатит Ca10(PO4)6(OH)2) составляет
(ксеноколлаген) составляет 20-40%.
неорганический
компонент
60-80% и органический компонент
Равномерность распределения компонентов
материала достигнута путем направленной диффузии ионов кальция и фосфат-ионов в
объёме полимерной основы имплантата (патент № 2053733 РФ) (рис. 2). Исходный
«ЛитАр» характеризуется рентгеновской плотностью в интервале 20 – 80 Н [8].
Биотрансформация композита в условиях клиники контролировалась рентгенологически,
4
сцинтиграфически и КТ. Применяемый материал стерилизовался (гамма - излучением
25кГр) в герметичной трехслойной упаковке.
Рис. 2. КТ материала «ЛитАр»: 1 – пластина материала с плоскостью
сканирования,
2
–
график
распределения
солевого
компонента
относительно
коллагеновых волокон.
Результаты и обсуждение.
У 10 больных с искривленной перегородкой носа для замещения удаленного при
операции
хряща
использовался
коллаген-апатитовый
материал
«ЛитАр».
В
послеоперационном периоде на 3-4 сутки отмечался выраженный отек слизистой
оболочки носа в области оперативного вмешательства, однако швы были состоятельны.
Этот процесс не вызывал дискомфорта у
вмешательства.
пациента и не требовал дополнительного
Носовое дыхание и функциональное состояние слизистой оболочки
полости носа полностью восстанавливались.
Клиническое наблюдение.
Больная С., 11 лет, поступила в отделение оториноларингологии СОКБ им. М.И.
Калинина 15.10.05 с жалобами на затрудненное носовое дыхание больше справа, частые
риниты, ОРВИ.
Давность
заболевания
определяется
с
трудом.
Проводимое
ранее
консервативное лечение было малоэффективно.
Риноскопически определялось искривление перегородки носа, преимущественно
вправо, гребень перегородки.
5
В условиях интубационного наркоза проведена гидравлическая отслойка
слизистой оболочки перегородки носа 0,5% раствором новокаина по 5 мл с каждой
стороны. Проведен вертикальный разрез слизистой оболочки перегородки носа и
надхрящницы слева до хряща отступя 0,5 см от переднего края. На стороне разреза
распатором отслоена слизистая оболочка с надхрящницей до заднего края гребня. Через
тот же разрез рассечен хрящ, распатором отслоена слизистая оболочка с надхрящницей
с противоположной стороны перегородки. Деформированная часть хрящевого остова
перегородки резецирована. В область удаленного гребня перегородки установлен
коллаген-апатитовый материал «ЛитАр» размером 1,0Х1,0 см, толщиной 0,1 см,
предварительно обработанный порошком цефазолина. Пропитывание материала кровью
с целью улучшения фиксации нецелесообразно, так как в данном случае он фиксировался
слизистой, то есть «ЛитАр» применялся в сухом виде. Материал на месте удаленного
хряща быстро пропитывался кровью, обеспечивая гемостаз. Листки слизистой оболочки
и надхрящницы, уложены на прежнее место. В области разреза наложено 2 шва
кетгутом. Для сближения, отслоенных листков слизистой оболочки и надхрящницы
проводилась тампонада полости носа с обеих сторон. Послеоперационное ведение
больной происходило по обычной схеме.
Тампоны удалены на вторые сутки. В
послеоперационном периоде отмечалось повышение температуры тела в течение первых
3 суток после операции до 38,0 – 39,0 0С, головная боль. Клиническая картина не
отличалась от таковой у больных без имплантации материалом «ЛитАр». Пациент
выписан на седьмые сутки после операции домой в удовлетворительном состоянии.
Биотрансформация материала «ЛитАр» в области замещения
дефекта
контролировалась с помощью КТ.
Для сравнения полученных результатов измерили оптическую плотность хряща
до операции: обнаружили его неоднородность, изменение плотности в интервале от 62 до
127 Н. Полученные данные позволили предположить, что и в области замещения также
возможно будет наблюдаться градиент плотности в указанном интервале.
Для подтверждения этого предположения проведен компьютерно-томографический
контроль пациента С. через 2 недели после операции (рис 3а): наблюдалась отечность в
области оперативного вмешательства. Плотность в области замещения хряща перегородки
носа в среднем составляла 77 Н (бралась длина фронта гистограммы (определённой
плотности участка перегородки носа) в процентном отношении ко всей длине и
умножалась на величину плотности этого участка, потом полученные доли вкладов
участков плотностей складывались: получалась усреднённая результирующая).
6
а
б
Рис. 3 а, б. КТ пациента С. через 2 недели после септум-операции с материалом
«ЛитАр»: а - в области замещения наблюдается восстановление перегородка носа;
б – гистограмма плотности профиля сечения хряща в области замещения
материалом «ЛитАр» (+70 – +127 Н).
Гистограмма плотности (рис. 3б) области дефекта показывала изменения
от 70
до 127 Н, с одним диффузным максимумом. Наличие неоднородности может быть связано
с неравномерной биотрансформацией материала в области дефекта, а также с
неоднородностью нативного (дооперационного) хряща. Известно [9], что «ЛитАр»
биодеградирует в течение 2-3-х недель в случае замещения костных дефектов.
1
2
а
б
Рис. 4 а, б. КТ перегородки носа пациента С. через 4,5 месяца после заполнения дефекта
«ЛитАр»: а –
интактный хрящ (1), участок восстановленного хряща (2);
б – гистограмма интактного хряща и восстановленной перегородки носа (≈ 85 Н).
7
Учитывая, что замещение «ЛитАр»
мягкотканой структурой (неоформленной
соединительной тканью) морфологически (в опытах на животных) выявлено уже на 2
сутки, а также то, что этот имплантат может участвовать в ангиогенезе [7] , можно
предположить, что основная масса материала через 2 недели превращалась в хрящевую
ткань. Это подтверждает гистограмма (рис. 4 б), полученная сечением не только зоны
операции, но и интактного хряща, которые имеют примерно одинаковые значения (≈85Н).
Через 4,5 месяца после операции, в области послеоперационного дефекта
оптическая плотность в среднем составляла 94 Н, что находилось в зоне плотности
гиалинового хряща.
Взятие
материала
(биопсии)
в
зоне
операции
для
морфологического
исследования в клинике не проводилось, в связи с возможностью инфицирования и
необратимого повреждения вновь образованного хряща. Несмотря на то, что отсутствуют
гистологические данные новообразованной ткани (хрящевой пластины) в области
дефекта, по данным КТ мы констатируем образование полноценного гиалинового хряща
перегородки носа.
Заключение
Представленные
данные
иллюстрируют
возможность
имплантационного
материала «ЛитАр» восстанавливать не только хрящевую, но и костную ткань. Это
позволяет предположить, что композит (как регенераторный агент) имеет универсальный
характер и может применяться как для восстановления тканей опорно-двигательного
аппарата, так и паренхиматозной ткани. Полученные результаты исключают возможность
механизма биотрансформации материала без инициации стволовых клеток [10]. Данное
предположение подтверждается и тем, что «ЛитАр» обеспечивает образование только
того типа ткани, которая соответствуют нормальной анатомической топографии в
дефектном участке, то есть органотипическую регенерацию [11].
Кажущееся феноменологическим применение материала “ЛитАр” при лечении
искривления хряща носовой перегородки в детском возрасте на самом деле является
логическим развитием применения имплантата «ЛитАр» в оториноларингологии [12,13,
14].
Литература:
1. Козлов В.С. Хирургическое лечение перфораций перегородки носа. Тезисы IV
Международного Конгресса по пластической, реконструктивной и эстетической
хирургии. Ярославль, 2003. C. 28.
2. Litvinov S.D., Kapishnikov A.V. The material “LitAr” and septal cartilage. Abstracts of
XLI Conference of Polish Society of Otolaringologists Head and Neck Surgeons, Lublin
(Poland), 2004. P 398.
8
3. Леонтьев В.К., Литвинов С.Д., Судакова Т.В. Имплантационные материалы для
замещения дефектов костной и хрящевой ткани // Российский вестник дентальной
имплантологии, № 2 , 2003. С. 10 - 19.
4. Литвинов С.Д., Буланов С.И. Коллаген-апатитовый материал при замещении
дефектов костной ткани челюсти // Стоматология, № 3, 2001. С. 7 - 12.
5. Литвинов С.Д., Серёгин А.С., Ильин Н.В., Косулин А.Н. Динамическая
сцинтиграфия биотрансформации «искусственной кости». Сборник трудов НИЦ
СамГМУ под ред. проф. С.М. Бабкина. Самара, 1999. С. 157-160.
6. Litvinov S.D., Krasnov A.F., Bulanov S.I., Jickiya V.O. Combination of thermographical
and computed tomographical control of bone tissue zone regenegation in vitro. 8-th
Annual Conference of European Orthopaedic Research Society. Amsterdam (The
Netherlands).Transactions, vоl.8, 1998. P 68.
7. Марков И.И., Литвинов С.Д., Марков А.И. Имплантационный материал "ЛитАр"
индуцирует ангиогенез // Морфологические ведомости, № 1 - 2, 2003. С. 74 - 76.
8. Litvinov S.D., Krasnov A.F., Demidov V.Ya., Seryogin A.S. Тhe computed tomography
study of collagen-apatite implant // Calcified Tissue International, vol. 65, Suppl 1,2000.
P. S126 .
9. Краснов А.Ф., Глухов В.Ф., Литвинов С.Д., Капишников А.В. Применение
материала «ЛитАр» для восстановления постостеомиелитических дефектов //
Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова , № 4, 2004 . С. 76 - 79.
10. Марков И.И., Литвинов С.Д., Марков А.И., Любаева Е.В. Стимуляция ангиогенеза
имплантационным материалом «ЛитАр». Тезисы V Общероссийского съезда
анатомов, гистологов эмбриологов// Морфологические ведомости, № 1 - 2, 2004.
С. 64.
11. Litvinov S.D., Krasnov A.F., Ter-Asaturov G.N., Bulanov S.I., Demidov V.Ya.,
Plyasunov S.A. Clinical application experience of collagen-apatite-base
implants//Actualites en Biomateriaux, vol.V, Romillat, Paris, 2000. P. 343-347.
12. Тарасова Н.В., Литвинов С.Д., Великанов А.К. и др. Заместительная хирургия
перегородки носа. Тезисы IV Международного Конгресса по пластической,
реконструктивной и эстетической хирургии. Ярославль, 2003. C. 28 - 29.
13. Litvinov S.D., Temkin M.L. Septal Cartilage Recovery with the Use of “LitAr” // Bone,
vol. 34. 2004. S 37.
14. Литвинов С.Д. Материал "ЛитАр" и гиалиновый хрящ перегородки носа.
Международная научно-практическая конференция "Морские прибрежные
экосистемы: водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки".
Архангельск: ВНИРО, 2005. С. 309 – 312.
Сведения об авторах и адрес для переписки:
Литвинов Сергей Дмитриевич – доктор фарм. наук, профессор, Самарский
государственный технический университет, Самара;
Оленникова Медея Михайловна – кан. мед. наук, врач-хирург Областная
клиническая больница им. Н.Н. Бурденко, Пенза;
Пуштова Татьяна Борисовна – врач-хирург, Областная клиническая больница
им. М.И. Калинина, Самара;
Серёгин Александр Сергеевич – врач-хирург, Областная клиническая
больница им. Калинина, Самара.
Тел/факс: + (846) 260 30 60
9
E-mail: LSD@samtel.ru или litvinov@sama.ru
Почтовый адрес:
443079 Самара, 79,
ул. Гагарина, 48 – 6.
Литвинову С.Д.
10