Regeneration of traumatically damaged vertebrae

Abstract

General issues of studying the regeneration of damaged vertebrae, articular processes, and arches are highlighted. The necessity and possibility of controlled stimulation of bone tissue regeneration of the vertebrae is noted.

Full Text

Проблема регенерации костной ткани является центральной в травматологии и ортопедии. Однако, несмотря на значительные успехи в исследовании этого сложного процесса, многое еще остается нерешенным и спорным. До сих пор не раскрыт ряд важных особенностей в его течении, имеющих большое клиническое значение. Много пробелов, в частности, в изучении регенерации тел позвонков. Неизвестно, например, как меняется' течение регенерации после репозиции перелома тела позвонка [15] при различных видах повреждений.

Представления об особенностях регенерации тел позвонков основываются сегодня почти исключительно на клинических и противоречивых рентгенологических данных, немногочисленных морфологических исследованиях неоднородного секционного материала и единичных экспериментальных работах. Между тем в последние годы, при наличии обширной и разносторонней информации, характеризующей процесс репаративной регенерации костной ткани, появилась объективная предпосылка к углубленному изучению и процесса регенерации поврежденных позвонков, отличительные черты которого предопределены существенным анатомо-физиологическим своеобразием позвоночника, этого очень сложного, многосегментарного органа. При этом необходимо учитывать, что репаративная регенерация костной ткани — интенсифицированный динамический процесс, биологически направленный на восстановление анатомической целостности кости с последующим обеспечением ее функции,— сопровождается не только реакцией костной системы в целом [33], но и сложной многокомпонентной реакцией организма на повреждение костных структур [26, 29].

Клинические данные [20, 23] и экспериментальные исследования [12а, 31] показывают определяющее влияние адаптации и обеспечения полной неподвижности фрагментов сломанной кости на течение и характер репаративного остеогенеза. Эти факторы имеют немаловажное значение и при травматических повреждениях позвоночника. Уточнены некоторые различия в течении первичного сращения губчатой и компактной кости [4а, 5], хотя и имеются до сих пор> существенные разногласия в определении понятия о первичном и вторичном заживлении костной раны [126, 25, 28, 32, 33], которые накладывают отпечаток на решение практических задач травматологии. Отечественные авторы [4в, 11] на основании экспериментальных исследований пришли к заключению о преимущественности стабильной фиксации отломков с сохранением между ними небольшого диастаза: репаративный процесс в. этих условиях формируется быстро, в течение 4—5 нед, без фиброзной и хрящевой ткани, с последующим восстановлением нормальной структуры и функции поврежденной кости. Именно такое заживление в отечественной литературе характеризуется как первичное. Зарубежные же авторы [27, 33] считают первичным такое заживление костной раны, когда на стыке отломков формируется сразу пластинчатая кость, минуя стадию незрелой костной ткани. Исходя из этого они полагают необходимым создавать плотный контакт костных отломков, благодаря чему, по их мнению, улучшаются условия для кровообращения, и прорастание костной ткани идет по гаверсовым каналам из одного отломка в другой.

Если при экспериментальных исследованиях выделяют три вида репаративной регенерации костной ткани — первичное, первично-задержанное и вторичное сращение отломков [4в, 30, 33, 34], то в практической деятельности достаточно выделять два вида — наиболее совершенное первичное сращение и более длительное вторичное сращение отломков.

Консолидация сломанных позвонков происходит весьма своеобразно, что зависит в первую очередь от анатомического строения позвоночного столба. Не совсем ясна роль образования соединительной и хрящевой тканей в отдельных участках травмированного тела позвонка в процессе его репаративной регенерации. Противоречивы взгляды на роль и существование периостального остеогенеза в процессе регенерации переломов тел позвонков. Тела позвонков не имеют надкостницы, функцию ее при регенерации костной ткани выполняет связочный аппарат [21]. Окостенение путем метаплазии соединительной ткани в костную является одной из чрезвычайно характерных особенностей связочного аппарата. Эта особенность проявляется и при дегенеративных и воспалительных процессах. Универсальной реакцией связок позвоночника (продольной, желтых, а также в значительной мере связок поперечных и межостистых отростков) на травму является их окостенение. Большинство исследователей [9, 10, 16а, 19, 21] считает костеобразование функцией связки, подобно приросту других костей; отдельные авторы [14] отрицают существование в передней продольной связке остеобластических костных элементов и связывают костеобразование с кортикальным слоем тел позвонков. По мнению В. П. Селиванова и соавт. ,[19], целостность передней продольной связки обеспечивает сохранение нервных и сосудистых связей, способствующих формированию костеобразования. Поэтому выяснение состояния этой связки имеет большое значение в определении метода эффективного лечения. Разрыв передней продольной связки является прямым показанием к раннему спондилодезу, так как, помимо всего, он усугубляет нестабильность поврежденного отдела позвоночника.

Одной из особенностей репаративного процесса при переломах тел позвонков является то, что он начинается в ранние сроки, но продолжается значительно дольше (в среднем 8—10—12 мес), чем после переломов крупных трубчатых костей.

При компрессионных переломах, не сопровождающихся повреждением связочного аппарата, свяжи обычно не принимают участия в консолидации. В то же время развитие эндостальной костной мозоли ограничено хрящевым барьером межпозвонкового диска. В результате при «чистых» компрессионных переломах процесс консолидации выражается в рентгенологически неуловимом замещении костных балок компримированного позвонка вновь образованной костной структурой.

Ряд авторов [2, 21] указывает, что на различных отдаленных сроках наблюдения деформация поврежденного позвонка по рентгенологическим данным остается прежней.

При более сложных и обширных видах переломов тел позвонков (компрессионно-отрывных, компрессионно-оскольчатых, компрессионно-люксационных) мозоль образуется за счет регенеративной метаплазии связок, в первую очередь — продольной. Появляются рентгенологические признаки консолидирующегося перелома позвоночника: костные разрастания —остеофиты, окаймляющие поврежденный диск, анкилозирующие и иммобилизующие поврежденный отдел позвоночника.

Важнейшей особенностью консолидации переломов тел позвонков является следующая: чем обширнее перелом, чем больше нарушена целость костных элементов и связок, тем резче и раньше появляется костная мозоль и тем она массивнее [21]. При переломах поперечных отростков с небольшим смещением наблюдается эндостальный тип консолидации. Переломы остистых отростков редко консолидируются костно. Морфологические исследования показали, что сращение сломанного суставного отростка крайне замедленно и происходит за счет фиброзного соединения [16]. В редких случаях при полном контакте отломков преимущественно за счет периостальной мозоли при внесуставных переломах может иметь место частичная регенерация отломков. Обычно пространство между отломками заполняется соединительной тканью либо переломы суставных отростков не консолидируются вообще. Консолидация переломов собственно дужек позвонков происходит за счет окостенения желтых связок.

Влияние вида перелома на характер процесса репаративной регенерации тела сломанного' позвонка и поврежденного межпозвонкового диска мало изучено. По данным Э. А. Рамиха (1975), при изолированном компрессионном переломе тела позвонка регенерация протекает преимущественно по типу эндостального остеогенеза и исключительно .в виде ангиогенного костеобразования. А ангиогенный тип костеобразования обычно развивается там, где поверхности поврежденной кости адаптированы друг к другу и остаются в таком положении неподвижно фиксированными в процессе Заживления перелома [11, 31, 33]. При проникающих компрессионных переломах тел позвонков с повреждением смежного диска или с одномоментным повреждением обоих смежных дисков наблюдается регенерация преимущественно по типу эндостального остеогенеза, при котором наряду с ангиогенным существенное место принадлежит хондральному и в меньшей степени десмальному типам костеобразования. Хондральный тип костеобразования обусловлен наличием подвижности вторично сместившихся фрагментов тела позвонка и выраженным нарушением кровоснабжения тканей в зоне повреждения [46, 31]. Подвижность компримированных фрагментов тела позвонка, нарушенное кровоснабжение его тканей определяют формирование хрящевой и соединительной тканей в широких промежутках между фрагментами в зоне повреждения позвонка [22]. При компрессионных оскольчатых переломах тел позвонков репаративная регенерация происходит преимущественно по типу эндостального остеогенеза, когда также неизбежно развиваются хондральный и десмальный виды костеобразования; ангиогенный тип костеобразования сосредоточен в отдельных зонах повреждения фрагментов тела позвонка и в периосте.

В литературе мы не обнаружили публикаций, посвященных описанию рентгенологической картины заживления поврежденных позвонков, дужек, суставных, поперечных и остистых отростков, за исключением единичных работ [16, 7, 8], раскрывающих некоторые рентгенологические аспекты этой проблемы.

По нашим данным, использование современных рентгенологических исследований (многопроекционной и прицельной спондилографии, снимков позвоночника в косых и 3Д проекциях, рентгенографии с прямым увеличением изображения, томографии), включая и денситометрическое, дает возможность выявить определенные закономерности заращения компрессионных, компрессионно-отрывных и компрессионно-оскольчатых переломов тел позвонков, дужек, суставных, поперечных и остистых отростков.