За счет чего происходит регенерация костей после перелома

за счет чего происходит регенерация костей после перелома

Рентгеновский снимок – единственный достоверный источник, показывающий, как идёт процесс сращения

Замечено, что процесс реабилитации после переломов у людей, которым врач объяснил, как срастаются кости после перелома, в большинстве случаев, проходит без осложнений. Пациент, понимающий, что происходит в его организме на каждой стадии восстановления сломанной кости, подходит более ответственно ко всем предостережениям и чётче выполняет рекомендации, лечащих его специалистов.

При переломах у детей, инструкция о том, что можно, а что нельзя делать ребёнку, на каждом из этапов лечения, будет необходима родителям. Ведь несмотря на то, что детские кости срастаются быстрее, важно, чтобы репозиция костных отломков была максимально неподвижной, но в то же время получала соответствующую физическую нагрузку, обеспечивающую нормальную скорость сращения кости.

Стадии регенерации костной ткани

за счет чего происходит регенерация костей после перелома

Образование при переломе гематомы запускает процесс регенерации костной ткани

Как срастается кость после перелома?

Сложный процесс «спайки» костных отломков запускается сразу же после слома – из костного мозга и надкостницы в кровяной сгусток, устремляется огромное количество молодых соединительнотканных элементов и фибробластов, с которых и начинается процесс заживления. Видео в этой статье размещено не будет, только рисунки и фото.

Для сращения кости медики используют следующие характеристики и классификации:

  • виды заживления кости – первичный или вторичный (без образования или с образованием костной мозоли);
  • типы сращения – контактный с нагрузкой, контактный без нагрузки, непрямой с образованием костной мозоли, замедленная консолидация;
  • этапы заживления костей после перелома (стадии) – первичная, образование мягкой мозоли, сращение костной мозолью, консолидация зрелой костной тканью.

Практически значимая информация для пациента – это стадийность заживления переломов.

за счет чего происходит регенерация костей после перелома

Стадии сращения костных отломков

Таблица 1 – этапы формирования мягкой и трансформации костной мозоли:

Порядковый номер стадии Процесс, происходящий в месте перелома Длительность течения Особенности этапа
I Нарастание концентрации фибропластов и развитие соединительнотканной мозоли. с первых часов

до 7-10 дня

Отломки легко смещаемы.
II Формирование остеоидной (мягкой) мозоли с 7-10 дня

до 14-20 дня после перелома

Мягкая мозоль не видна на рентгене
III Превращение мягкой мозоли в костную – обызвествление. с 14-20 дня

до 60-90 дня

Видимость костной мозоли на рентгене считается показанием для отмены иммобилизации.
IV Рассасывание костной мозоли и восстановление архитектоники нормальной костной ткани. до 2-х лет Процесс хорошо контролируется с помощью рентгена.

К сведению. Если на рентгеновском снимке признаки обызвествления костной мозоли уже видны, то делать консервативную репозицию неправильно сросшегося перелома уже поздно. В некоторых случаях, цена отсроченного обращения за врачебной помощью – это принудительный перелом кости и заживление кости заново.

Скорость заживления переломов

за счет чего происходит регенерация костей после перелома

У детей кости срастаются быстрее чем у взрослых, и тем более, чем у пожилых

На то, сколько заживает кость после перелома, оказывает влияние целый ряд факторов:

  • грамотность оказания первой помощи;
  • время до оказания помощи в стационаре;
  • возраст пострадавшего;
  • уровень здоровья, наличие сопутствующих патологий, в том числе и дистрофических поражений нервной системы;
  • разновидность сломанной кости;
  • количество и местоположение сломов на самой кости;
  • тяжесть и вид перелома;
  • объём мышечных, нервных и соединительных волокон, вовлечённых в процесс;
  • уровень содержания в крови кальция и фосфора;
  • выбранная тактика лечения и её успешность.

На заметку. На то, как срастается кость после перелома со смещением будут оказывать влияние целый ряд показателей – величина смещения, наличие вколоченных фрагментов, раздробленность и форма линии перелома, попадание в щель перелома мышц или нервных окончаний.

Скорость заживления переломов у детей

за счет чего происходит регенерация костей после перелома

Перелом ключицы по типу «зелёная ветка» – наиболее частая травма у детей 2-3 лет

Как срастаются кости после перелома у детей? «Детские» переломы срастаются быстрее чем «взрослые». Например, если перелом мизинца у взрослого срастётся на 17-21 день, то у ребёнка этот процесс завершится уже к 14-16 дню.

Кроме этого, детям присущи переломы пот типу «зелёная ветка», которые, в большинстве случаев, проходят незамеченными. При таких переломах ломается только внутренняя часть кости, а надкостница только растягивается и покрывается мелкими трещинками. Переломы «зелёная ветка» зарастают быстро и не требуют дополнительного вмешательства.

Средние сроки сращения переломов у взрослых

за счет чего происходит регенерация костей после перелома

Переломы шейки бедра и компрессионный перелом позвоночника срастаются дольше всех

Таблица 2 – Сроки иммобилизации переломов у взрослых и временные ограничения на труд, сопровождающийся физическими нагрузками:

Вид сломанной кости, разновидность перелома Длительность фиксации Ограничение на физический труд
Ключица 23-45 45-60
Лопатка (шейка или тело) 30-35 60-75
Вколоченный перелом плеча 20-30 45-60
Перелом плеча со смещением 30-40 65-75
Диафизарный перелом плеча 60-70 70-90
Слом плечевого мыщелка 14-20 60-70
Локтевой отросток 28 50-60
Кости предплечья (обе) 40-65 60-75
Пястные кости 30-35 45
Фаланги 14 45
Вколоченный перелом шейки бедра 60-90 150-180
Внутрисуставной шейки бедра со смещением 150-180 240-300
Перелом шейки бедра внесуставной 90 150-180
Бедренная кость 90 150-180
Надколенная кость без смещения 30-35 45-60
Внутрисуставные переломы колена 30-45 120-150
Большая берцовая в верней трети 60 90-120
Большеберцовая кость посередине 75-90 70-120
Большая берцовая кость (нижняя треть) 90-120 135-150
Лодыжка, (двухлодыжечный/трёхлодыжечный) 30 (60/90) 60 (90/120)
Таранная и пяточная кости 90 120
Кости предплюсны 30 60
Плюсневые кости 20-25 60-75
Тело позвонка 60 90-360
Перелом отростка позвонка 14-20 45
Перелом таза (без нарушения целостности кольца) 30 60
Перелом таза «Бабочка» 60-90 90-120
Рёбра 20 45-50

Факторы, влияющие на скорость сращения костей

Остеопороз (следствие менопаузы) – причина плохой «спайки» костей у пожилых женщин

Почему долго срастается кость после перелома?

Процесс регенерации костной ткани может быть приостановлен, или кость вообще не срастётся, если:

  • пострадавшему больше 90 лет;
  • есть остеопороз, остеомаляция, остеодистрофия гиперпаратиреоидная или другие патологии костной ткани;
  • в щель между отломками попали фрагменты мышечной ткани;
  • произошло инфицирование раны – во время самого перелома, в течение операции или на протяжение лечения;
  • игнорирование рекомендаций по соблюдению физических нагрузок при ЛФК и трудотерапии привела к возникновению патологической (параоссальной) костной мозоли.

В целом же, величины скоростей сращения костной ткани, как в норме, так и в патологии, являются постоянными величинами. Потому на вопрос: «Как ускорить срастание кости после перелома?», возможен только один ответ – Ускорить процесс регенерации кости невозможно, и это, пока что, ни удалось никому в мире.

Помощь, доступная для сращения костных отломков

Сегодня тестируются инъекции костного морфогенетический белка, стимулирующего остеосинтез

Так как помочь костям срастись после перелома и что принимать для срастания костей после перелома? Необходимо чётко понимать, что лекарственные препараты являются только вспомогательными средствами, помогающими костной ткани восстановиться более «качественно» и с наименьшими затратами для организма.

Сегодня, параллельно с ЛФК, могут быть прописаны следующие лекарства:

  1. На этапе формирования мягкой мозоли показаны препараты, способствующие образованию хрящевой ткани – Терафлекс, Хондроитин, комбинации хондроитина с глюкозамином.
  2. На этапе преобразования мягкой мозоли в костную и до окончания реабилитации костной ткани нужно принимать препараты кальция, фосфора и витамина D. Важно, чтобы разновидность препарата, в зависимости от стадии перелома, подобрал именно врач, поскольку нужно учесть направленность конкретной лекарственной группы в отношении процессов остеогенеза и резорбции костной ткани.
  3. Для профилактики развития остеомиелита, пострадавшим с открытыми переломами, назначаются иммуномодуляторы – натрия нуклеинат, левамизол, тималин, Т-Активин. Для регулирования фагоцитоза и клеточного иммунитета могут быть применены и липополисахариды – пиротенал, продигиозан. Лекарства подбирает только врач, поскольку они требуют динамического иммунологического контроля.
  4. Приём мумиё не увеличивает скорость сращения кости, но улучшает минеральный обмен, что влияет на состояние костей в целом, и формирование «правильной» костной структуры, в частности.
  5. Пожилым людям выписывают кальцитонины (кальцитрин, кальсинар), а в некоторых случаях биофосфонаты и препараты фтора.
  6. В сложных случаях лечения переломов могут быть применены анаболические стероиды.

Два «хита» медикаментозного лечения переломов – Остеогенон и Иприфлавон

В последнее время, на первых двух стадиях заживления переломов, в независимости от возраста (кроме маленьких детей), назначается Остеогенон. Он представляет собой комбинацию кальция, других микроэлементов, с гидроксиапатитом и оссеином (неколлагеновые и коллагеновые белки).

С одной стороны, Остеогенон стимулирует остеобласты и факторы роста, а с другой, оказывает тормозящее воздействие на остеокласты и процесс обызвествления мягкой мозоли. Отмечена хорошая биодоступность лекарства, которую относят насчёт оптимального соотношения кальция и витамина Р.

Хорошей репутацией среди ортопедов пользуется и комбинация коллагенов с синтетическими производными природных флавоноидов – Иприфлавон. Этот препарат не только «гармонизирует» процессы костеобразования и резорбции (разрыхления), но и способствует правильности воссоздания микроархитектоники костной ткани.

Основа реабилитации переломов – выполнение индивидуального плана лечения с помощью ЛФК

И в заключение напомним, что в лечении и реабилитации этого вида травм необходимо прагматично подходить к сочетанию биохимических и биомеханических условий, которые бы оптимизировали функциональность сохранившейся костной ткани и вспомогательных клеток. Нужно чётко соблюдать режим увеличения общей физической нагрузки, плотности и продолжительности занятий ЛФК, количества входящих в лечебные комплексы специальных упражнений, их повторяемости и разнообразия из различных исходных положений.

Регенерация костной ткани может быть физиологической и репаративной. Физиологическая регенерация заключается в перестройке костной ткани, в процессе которой происходит частичное или полное рассасывание костных структур и создание новых.

Репаративная (восстановительная) регенерация наблюдается при переломах костей. Этот вид регенерации является истинным, так как образуется нормальная костная ткань.

Восстановление целостности поврежденной кости происходит путем пролиферации клеток камбиального слоя надкостницы (периоста), эндоста, малодифференцированных плюрипотентных клеток стромы костного мозга, а также в результате метаплазии малодифференцированных мезенхимных клеток параоссальных тканей. Последний вид репаративной регенерации костной ткани наиболее активно проявляется за счет мезенхимных клеток адвентиции врастающих кровеносных сосудов. По современным представлениям, остеогенными клетками-предшественниками являются остеобласты, фибробласты, остеоциты, парациты, гистиоциты, лимфоидные, жировые и эндотелиальные клетки, клетки миелоидного и эритроцитарного ряда. В гистологии принято называть костеобразование, возникающее на месте волокнистой соединительной ткани, десмальным; на месте гиалинового хряща — энхондральным; в области скопления пролиферирующих клеток скелетогенной ткани — костеобразованием по мезенхимному типу.

Повреждение костной ткани сопровождается общими и местными изменениями после травмы; посредством нейрогуморальных механизмов в организме включаются адаптационные и компенсаторные системы, направленное на выравнивание гомеостаза и восстановление поврежденной костной ткани. Образующиеся в зоне перелома продукты распада белков и других составных частей клеток являются одним из пусковых механизмов репаративной регенерации. Среди продуктов распада клеток наибольшее значение имеют химические вещества, обеспечивающие биосинтез структурных и пластических белков. В последние годы доказано (А. А. Корж, А. М. Белоус, Е. Я. Панков), что такими индукторами являются вещества нуклеиновой природы (рибонуклеиновая кислота), которые влияют на дифференцировку и биосинтез белков в клетке.

В механизме репаративной регенерации костной ткани выделяют следующие стадии:

1) катаболизм тканевых структур, дедифференцирование и пролиферация клеточных элементов;

2) образование сосудов;

3) образование и дифференцирование тканевых структур;

4) минерализация и перестройка первичного регенерата, а также реституция кости.

В зависимости от точности сопоставления отломков костей, надежного и постоянного их обездвиживания, при сохранении источников регенерации и прочих равных условиях наблюдаются различия в васкуляризации костной ткани. Выделяют (Т. П. Виноградова, Г. Н. Лаврищева, В. И. Стенула, Э. Я. Дубров) 3 вида репаративной регенерации костной ткани: по типу первичного, первично-задержанного и вторичного сращения костных отломков. Сращение костей по первичному типу происходит при наличии небольшого диастаза (50— 100 мкм) и полном обездвиживании сопоставленных отломков костей. Сращение отломков наступает в ранние сроки путем непосредственного формирования костной ткани в интермедиарном пространстве.

В диафизарных отделах костей на раневой поверхности отломков образуется скелетогенная ткань, продуцирующая костные балки, что приводит к возникновению первичного костного сращения при малом объеме регенерата. При этом в регенерате на стыке костных концов не отмечается образования хрящевой и соединительной тканей. Такой вид сращения костей, с образованием минимальной периостальной мозоли, когда соединение отломков происходит непосредственно за счет костных балок, является наиболее совершенным. Этот вид сращения может наблюдаться при переломах без смещения отломков, под надкостничных переломах у детей, применении прочного внутреннего и чрескостного компрессионного остеосинтеза.

Первично-задержанный тип сращения имеет место при отсутствии щели между прочно фиксированными неподвижными костными отломками и характеризуется ранним, но лишь частичным сращением в области сосудистых каналов при внутриканальном остеогенезе. Полному интермедиарному сращению отломков предшествует резорбция их концов.

При вторичном типе сращения, когда вследствие неудовлетворительного сопоставления и фиксации отломков имеются подвижность между ними и травматизация новообразованного регенерата, костная мозоль формируется главным образом со стороны периоста, проходя десмальную и энхондралъную стадии. Периостальная костная мозоль обездвиживает отломки, и только затем происходит сращение непосредственно между ними.

Степень фиксации отломков костей определяется соотношением величины смещающих усилий и усилий, препятствующих этому смещению (В. И. Стецула). Если избранный метод фиксации отломков костей обеспечит полное сопоставление отломков, восстановление продольной оси кости, а также преобладание сил, препятствующих их смещению, фиксация будет надежной. Для сохранения в период формирования сращения постоянной неподвижности на стыке отломков необходимо применять средства фиксации, позволяющие создать значительное превышение величины устойчивости отломков над смещающими усилиями. Запас устойчивости отломков дает возможность рано приступить к активной функции и нагрузке на конечность. Сдавление отломков между собой (компрессия) непосредственно не стимулирует репаративную регенерацию, а усиливает степень обездвиживания, чем способствует более быстрому образованию костной мозоли. В зависимости от степени сдавления отломков, по данным В. И. Стецулы, репаративная регенерация костной ткани протекает различно. Слабая компрессия (45 — 90 Н/см2) не обеспечивает достаточной неподвижности отломков, сращение отломков и сроки его приближаются к вторичному типу. Создание значительной компрессии (250 — 450 Н/см2) приводит к уменьшению щели между отломками и резорбции их концов, к замедлению образования костной мозоли между ними. В этом случае регенерация протекает по типу первичнозадержанного сращения. Наиболее оптимальные условия для репаративной регенерации костной ткани создаются при компрессии средней величины (100 — 200 Н/см2).

Процесс восстановления костей после травмы определяется целым рядом факторов. У детей сращение костей происходит быстрее, чем у взрослых. Имеют значение анатомические условия (наличие надкостницы, характер кровоснабжения), а также тип перелома. Косые и винтообразные переломы срастаются быстрее, чем поперечные. Благоприятные условия для сращения костей создаются при вколоченных и поднадкостничных переломах.

Уровень репаративной регенерации костной ткани во многом определяется степенью травматизации тканей в области перелома: чем больше повреждены источники костеобразования, тем медленнее протекает процесс образования костной мозоли. Учитывая последнее обстоятельство, при лечении переломов следует отдать предпочтение методам, не связанным с нанесением дополнительной травмы в области перелома, а оперативные вмешательства не должны быть травматичными.

В формировании костной мозоли большое значение имеет и соблюдение механических факторов: точного сопоставления, создания контакта и надежного обездвиживания отломков. При остеосинтезе основным условием для сращения костей является неподвижность отломков.

При наружном чрескостном остеосинтезе за счет сдавления и фиксации на протяжении отломков костей спицами, закрепленными в аппарате, на стыке отломков создаются неподвижность и оптимальные условия для формирования первичного костного сращения. На стыке костных отломков формирование сращения начинается с образования эндостального костного сращения, периостальная реакция появляется значительно позже. Точная репозиция и стабильная фиксация отломков аппаратом создают условия к компенсации внутрикостного и местного кровотока, а ранняя нагрузка способствует нормализации трофики. При дистракции вначале возникают условия для формирования костного регенерата между медленно растягиваемыми отломками, а затем формируется костное сращение на стыке регенератов (В. И. Стецула). Установлено, что при дистракции возникает локальный остеопороз, при компрессии этого не наблюдается. Обездвиживание отломков достигается жесткостью аппарата, а также натяжением тканей, связывающих отломки, и мышечных футляров. В этих условиях запас устойчивости отломков возрастает до величин, необходимых для создания постоянной неподвижности и завершения «вторичной» оссификации регенерата.

При дистракции условия формирования между отломками вторичного костного сращения создаются в результате непосредственного обездвиживания костных отломков и «репаративного остеогенеза». В метаэпифизарных отделах костей, имеющих хорошее кровоснабжение, при прочном компрессионном остеосинтезе в короткие сроки происходит сращение по всей площади соприкосновения отломков. При диафизарных переломах репаративная реакция начинается в отдалении от места перелома, а на месте перелома появляется с восстановлением кровоснабжения. Вначале формируется эндостальное, а затем, несколько позже, периостальное сращение. Интермедиарное сращение образуется после восстановления кровоснабжения и расширения сосудистых каналов в концах отломков, в которых формируются новые остеоны (В. И. Стецула). При косых и винтообразных диафизарных переломах с хорошо сопоставленными отломками, когда сохраняется непрерывность костного мозга и внутрикостных сосудов, непосредственно в зоне перелома формируется быстрое костное сращение.

При дистракции оптимальные условия для репаративной регенерации костной ткани создаются в условиях неподвижности отломков и медленной дистракции. При несоблюдении этих условий диастаз заполняется волокнистой соединительной тканью, постепенно превращающейся в фиброзную ткань, а при выраженной подвижности отломков образуется также хрящевая ткань и формируется ложный сустав. При дозированной дистракции и неподвижности отломков диастаз между костными концами заполняется низкодифференцированной скелетогенной тканью, образующейся в условиях пролиферации стромы костного мозга. Новообразование костных балок появляется на обоих отломках, продолжается весь период дистракции на вершинах костной части регенерата, соединенных между собой коллагеновыми волокнами. С увеличением диастаза и созреванием обеих костных частей регенерата процесс новообразования продолжается на границе с соединительнотканной прослойкой путем отложения костного вещества на поверхности пучков коллагеновых волокон (десмальная оссификация).

Увеличение размеров регенерата в процессе его удлинения происходит за счет новообразования коллагеновых волокон в самой соединительнотканной прослойке; соединительнотканная прослойка в дистракционном регенерате выполняет функцию «зоны роста» (В. И. Стецула). После прекращения дистракции, при условии сохранения неподвижности отломков, фиброзная прослойка на стыке костных регенератов подвергается путем десмальной оссификации замещению костной тканью и последующей органной перестройке. В процессе лечения органной перестройке костной ткани и минерализации способствует дозированная нагрузка на конечность. При отсутствии неподвижности отломков процесс оссификации соединительнотканной прослойки резко задерживается и на границе ее с костными частями регенерата формируются замыкающие пластинки. При выраженной неподвижности отломков наступает частичная резорбция концов костных регенератов с замещением фиброзной тканью, может образоваться ложный сустав.

При удлинении различных сегментов конечностей и при разных уровнях остеотомии процесс формирования регенерата и перестройка его протекают однотипно. Однако в зависимости от уровня пересечения кости дистракцию начинают не сразу после операции, а только после соединения костных отломков новообразованной соединительной тканью. При вмешательстве на уровне метафиза ее начинают после операции через 5 — 7 дней, а диафиза — через 10—14 дней.

С помощью аппаратов оказалось возможным постепенное разъединение на уровне зоны роста эпифиза и метафиза костей. Такой способ удлинения трубчатых костей получил название дистракционного эпифизеолиза.

При дистракционном эпифизеолизе формирование регенерата протекает неодинаково. Чем крупнее участок кости, отрывающийся с зоной роста при остеоэпифизеолизе, тем активнее протекает репаративная регенерация костной ткани. Когда с пластинкой роста отрывается небольшое количество костной ткани, диастаз в основном заполняется регенератом, образующимся со стороны метафиза. Формирование костного регенерата на месте удлинения происходит также со стороны надкостницы и эпифиза.

Уровень репаративной регенерации костной ткани во многом зависит от степени травматизации тканей в области перелома: чем больше повреждены источники костеобразования, тем медленнее протекает процесс образования костной мозоли. Поэтому при лечении пострадавших с переломами предпочтительны методы, не связанные с нанесением дополнитель¬ной травмы.

В период формирования костной мозоли важно соблюдать механические факторы: точное сопоставление, создание контакта и надежного обездвиживания отломков.

В современных условиях имеется возможность способствовать улучшению условий репаративной регенерации костной ткани. Для этих целей применяют анаболические стероиды, электромагнитное поле, некоторые препараты.

Анаболические стероиды (ретаболил) влияют на процессы белкового обмена, способствуют синтезу белка, препятствуют развитию в организме посттравматических катаболических процессов и могут положительно влиять на процессы репаративной регенерации костной ткани. Особенно это влияние проявляется, когда репаративные процессы бывают по тем или иным причинам заторможены. Ретаболил вводят внутримышечно по 1 ампуле 3 раза с 10-дневным интервалом.

Электромагнитное поле создают искусственным путем: в одних случаях погружают в костную ткань специальные электроды и подключают к ним внешний источник питания, в других — с помощью магнитов. В последнем случае часть конечности, подлежащую воздействию, помещают в зону электромагнитного поля. Эффект зависит от многих условий: силы электромагнитного поля, частоты и продолжительности действия. Имеет значение и период репаративной регенерации кости. Проблема эта находится в стадии интенсивного научного изучения. Установлено, что в зависимости от создаваемых параметров электромагнитного поля можно улучшать регенерацию костной ткани или тормозить этот процесс.

С.С. Ткаченко

Регенерация костной ткани может быть физиологической и репаративной. Физиологическая регенерация заключается в перестройке костной ткани, в процессе которой происходит частичное или полное рассасывание костных структур и создание новых.

Репаративная (восстановительная) регенерация наблюдается при переломах костей. Этот вид регенерации является истинным, так как образуется нормальная костная ткань.

Восстановление целостности поврежденной кости происходит путем пролиферации клеток камбиального слоя надкостницы (периоста), эндоста, малодифференцированных плюрипотентных клеток стромы костного мозга, а также в результате метаплазии малодифференцированных мезенхимных клеток параоссальных тканей. Последний вид репаративной регенерации костной ткани наиболее активно проявляется за счет мезенхимных клеток адвентиции врастающих кровеносных сосудов. По современным представлениям, остеогенными клетками-предшественниками являются остеобласты, фибробласты, остеоциты, парациты, гистиоциты, лимфоидные, жировые и эндотелиальные клетки, клетки миелоидного и эритроцитарного ряда. В гистологии принято называть костеобразование, возникающее на месте волокнистой соединительной ткани, десмальным; на месте гиалинового хряща — энхондральным; в области скопления пролиферирующих клеток скелетогенной ткани — костеобразованием по мезенхимному типу.

Повреждение костной ткани сопровождается общими и местными изменениями после травмы; посредством нейрогуморальных механизмов в организме включаются адаптационные и компенсаторные системы, направленное на выравнивание гомеостаза и восстановление поврежденной костной ткани. Образующиеся в зоне перелома продукты распада белков и других составных частей клеток являются одним из пусковых механизмов репаративной регенерации. Среди продуктов распада клеток наибольшее значение имеют химические вещества, обеспечивающие биосинтез структурных и пластических белков. В последние годы доказано (А. А. Корж, А. М. Белоус, Е. Я. Панков), что такими индукторами являются вещества нуклеиновой природы (рибонуклеиновая кислота), которые влияют на дифференцировку и биосинтез белков в клетке.

В механизме репаративной регенерации костной ткани выделяют следующие стадии:

1) катаболизм тканевых структур, дедифференцирование и пролиферация клеточных элементов;

2) образование сосудов;

3) образование и дифференцирование тканевых структур;

4) минерализация и перестройка первичного регенерата, а также реституция кости.

В зависимости от точности сопоставления отломков костей, надежного и постоянного их обездвиживания, при сохранении источников регенерации и прочих равных условиях наблюдаются различия в васкуляризации костной ткани. Выделяют (Т. П. Виноградова, Г. Н. Лаврищева, В. И. Стенула, Э. Я. Дубров) 3 вида репаративной регенерации костной ткани: по типу первичного, первично-задержанного и вторичного сращения костных отломков. Сращение костей по первичному типу происходит при наличии небольшого диастаза (50— 100 мкм) и полном обездвиживании сопоставленных отломков костей. Сращение отломков наступает в ранние сроки путем непосредственного формирования костной ткани в интермедиарном пространстве.

В диафизарных отделах костей на раневой поверхности отломков образуется скелетогенная ткань, продуцирующая костные балки, что приводит к возникновению первичного костного сращения при малом объеме регенерата. При этом в регенерате на стыке костных концов не отмечается образования хрящевой и соединительной тканей. Такой вид сращения костей, с образованием минимальной периостальной мозоли, когда соединение отломков происходит непосредственно за счет костных балок, является наиболее совершенным. Этот вид сращения может наблюдаться при переломах без смещения отломков, под надкостничных переломах у детей, применении прочного внутреннего и чрескостного компрессионного остеосинтеза.

Первично-задержанный тип сращения имеет место при отсутствии щели между прочно фиксированными неподвижными костными отломками и характеризуется ранним, но лишь частичным сращением в области сосудистых каналов при внутриканальном остеогенезе. Полному интермедиарному сращению отломков предшествует резорбция их концов.

При вторичном типе сращения, когда вследствие неудовлетворительного сопоставления и фиксации отломков имеются подвижность между ними и травматизация новообразованного регенерата, костная мозоль формируется главным образом со стороны периоста, проходя десмальную и энхондралъную стадии. Периостальная костная мозоль обездвиживает отломки, и только затем происходит сращение непосредственно между ними.

Степень фиксации отломков костей определяется соотношением величины смещающих усилий и усилий, препятствующих этому смещению (В. И. Стецула). Если избранный метод фиксации отломков костей обеспечит полное сопоставление отломков, восстановление продольной оси кости, а также преобладание сил, препятствующих их смещению, фиксация будет надежной. Для сохранения в период формирования сращения постоянной неподвижности на стыке отломков необходимо применять средства фиксации, позволяющие создать значительное превышение величины устойчивости отломков над смещающими усилиями. Запас устойчивости отломков дает возможность рано приступить к активной функции и нагрузке на конечность. Сдавление отломков между собой (компрессия) непосредственно не стимулирует репаративную регенерацию, а усиливает степень обездвиживания, чем способствует более быстрому образованию костной мозоли. В зависимости от степени сдавления отломков, по данным В. И. Стецулы, репаративная регенерация костной ткани протекает различно. Слабая компрессия (45 — 90 Н/см2) не обеспечивает достаточной неподвижности отломков, сращение отломков и сроки его приближаются к вторичному типу. Создание значительной компрессии (250 — 450 Н/см2) приводит к уменьшению щели между отломками и резорбции их концов, к замедлению образования костной мозоли между ними. В этом случае регенерация протекает по типу первичнозадержанного сращения. Наиболее оптимальные условия для репаративной регенерации костной ткани создаются при компрессии средней величины (100 — 200 Н/см2).

Процесс восстановления костей после травмы определяется целым рядом факторов. У детей сращение костей происходит быстрее, чем у взрослых. Имеют значение анатомические условия (наличие надкостницы, характер кровоснабжения), а также тип перелома. Косые и винтообразные переломы срастаются быстрее, чем поперечные. Благоприятные условия для сращения костей создаются при вколоченных и поднадкостничных переломах.

Уровень репаративной регенерации костной ткани во многом определяется степенью травматизации тканей в области перелома: чем больше повреждены источники костеобразования, тем медленнее протекает процесс образования костной мозоли. Учитывая последнее обстоятельство, при лечении переломов следует отдать предпочтение методам, не связанным с нанесением дополнительной травмы в области перелома, а оперативные вмешательства не должны быть травматичными.

В формировании костной мозоли большое значение имеет и соблюдение механических факторов: точного сопоставления, создания контакта и надежного обездвиживания отломков. При остеосинтезе основным условием для сращения костей является неподвижность отломков.

При наружном чрескостном остеосинтезе за счет сдавления и фиксации на протяжении отломков костей спицами, закрепленными в аппарате, на стыке отломков создаются неподвижность и оптимальные условия для формирования первичного костного сращения. На стыке костных отломков формирование сращения начинается с образования эндостального костного сращения, периостальная реакция появляется значительно позже. Точная репозиция и стабильная фиксация отломков аппаратом создают условия к компенсации внутрикостного и местного кровотока, а ранняя нагрузка способствует нормализации трофики. При дистракции вначале возникают условия для формирования костного регенерата между медленно растягиваемыми отломками, а затем формируется костное сращение на стыке регенератов (В. И. Стецула). Установлено, что при дистракции возникает локальный остеопороз, при компрессии этого не наблюдается. Обездвиживание отломков достигается жесткостью аппарата, а также натяжением тканей, связывающих отломки, и мышечных футляров. В этих условиях запас устойчивости отломков возрастает до величин, необходимых для создания постоянной неподвижности и завершения «вторичной» оссификации регенерата.

При дистракции условия формирования между отломками вторичного костного сращения создаются в результате непосредственного обездвиживания костных отломков и «репаративного остеогенеза». В метаэпифизарных отделах костей, имеющих хорошее кровоснабжение, при прочном компрессионном остеосинтезе в короткие сроки происходит сращение по всей площади соприкосновения отломков. При диафизарных переломах репаративная реакция начинается в отдалении от места перелома, а на месте перелома появляется с восстановлением кровоснабжения. Вначале формируется эндостальное, а затем, несколько позже, периостальное сращение. Интермедиарное сращение образуется после восстановления кровоснабжения и расширения сосудистых каналов в концах отломков, в которых формируются новые остеоны (В. И. Стецула). При косых и винтообразных диафизарных переломах с хорошо сопоставленными отломками, когда сохраняется непрерывность костного мозга и внутрикостных сосудов, непосредственно в зоне перелома формируется быстрое костное сращение.

При дистракции оптимальные условия для репаративной регенерации костной ткани создаются в условиях неподвижности отломков и медленной дистракции. При несоблюдении этих условий диастаз заполняется волокнистой соединительной тканью, постепенно превращающейся в фиброзную ткань, а при выраженной подвижности отломков образуется также хрящевая ткань и формируется ложный сустав. При дозированной дистракции и неподвижности отломков диастаз между костными концами заполняется низкодифференцированной скелетогенной тканью, образующейся в условиях пролиферации стромы костного мозга. Новообразование костных балок появляется на обоих отломках, продолжается весь период дистракции на вершинах костной части регенерата, соединенных между собой коллагеновыми волокнами. С увеличением диастаза и созреванием обеих костных частей регенерата процесс новообразования продолжается на границе с соединительнотканной прослойкой путем отложения костного вещества на поверхности пучков коллагеновых волокон (десмальная оссификация).

Увеличение размеров регенерата в процессе его удлинения происходит за счет новообразования коллагеновых волокон в самой соединительнотканной прослойке; соединительнотканная прослойка в дистракционном регенерате выполняет функцию «зоны роста» (В. И. Стецула). После прекращения дистракции, при условии сохранения неподвижности отломков, фиброзная прослойка на стыке костных регенератов подвергается путем десмальной оссификации замещению костной тканью и последующей органной перестройке. В процессе лечения органной перестройке костной ткани и минерализации способствует дозированная нагрузка на конечность. При отсутствии неподвижности отломков процесс оссификации соединительнотканной прослойки резко задерживается и на границе ее с костными частями регенерата формируются замыкающие пластинки. При выраженной неподвижности отломков наступает частичная резорбция концов костных регенератов с замещением фиброзной тканью, может образоваться ложный сустав.

При удлинении различных сегментов конечностей и при разных уровнях остеотомии процесс формирования регенерата и перестройка его протекают однотипно. Однако в зависимости от уровня пересечения кости дистракцию начинают не сразу после операции, а только после соединения костных отломков новообразованной соединительной тканью. При вмешательстве на уровне метафиза ее начинают после операции через 5 — 7 дней, а диафиза — через 10—14 дней.

С помощью аппаратов оказалось возможным постепенное разъединение на уровне зоны роста эпифиза и метафиза костей. Такой способ удлинения трубчатых костей получил название дистракционного эпифизеолиза.

При дистракционном эпифизеолизе формирование регенерата протекает неодинаково. Чем крупнее участок кости, отрывающийся с зоной роста при остеоэпифизеолизе, тем активнее протекает репаративная регенерация костной ткани. Когда с пластинкой роста отрывается небольшое количество костной ткани, диастаз в основном заполняется регенератом, образующимся со стороны метафиза. Формирование костного регенерата на месте удлинения происходит также со стороны надкостницы и эпифиза.

Уровень репаративной регенерации костной ткани во многом зависит от степени травматизации тканей в области перелома: чем больше повреждены источники костеобразования, тем медленнее протекает процесс образования костной мозоли. Поэтому при лечении пострадавших с переломами предпочтительны методы, не связанные с нанесением дополнитель¬ной травмы.

В период формирования костной мозоли важно соблюдать механические факторы: точное сопоставление, создание контакта и надежного обездвиживания отломков.

В современных условиях имеется возможность способствовать улучшению условий репаративной регенерации костной ткани. Для этих целей применяют анаболические стероиды, электромагнитное поле, некоторые препараты.

Анаболические стероиды (ретаболил) влияют на процессы белкового обмена, способствуют синтезу белка, препятствуют развитию в организме посттравматических катаболических процессов и могут положительно влиять на процессы репаративной регенерации костной ткани. Особенно это влияние проявляется, когда репаративные процессы бывают по тем или иным причинам заторможены. Ретаболил вводят внутримышечно по 1 ампуле 3 раза с 10-дневным интервалом.

Электромагнитное поле создают искусственным путем: в одних случаях погружают в костную ткань специальные электроды и подключают к ним внешний источник питания, в других — с помощью магнитов. В последнем случае часть конечности, подлежащую воздействию, помещают в зону электромагнитного поля. Эффект зависит от многих условий: силы электромагнитного поля, частоты и продолжительности действия. Имеет значение и период репаративной регенерации кости. Проблема эта находится в стадии интенсивного научного изучения. Установлено, что в зависимости от создаваемых параметров электромагнитного поля можно улучшать регенерацию костной ткани или тормозить этот процесс.

С.С. Ткаченко

Заживление переломов костей происходит путем регенерации костной ткани — образования костной мозоли. В области перелома кости в процессе заживления образуется костный регенерат со всеми специфическими элементами и гистологической структурой костной ткани.

Восстановление кости происходит за счет как формообразовательной активности, пролиферации клеток камбиального слоя надкостницы, так и эндоста и клеточных элементов костных (гаверсовых) и прободающих (фолькмановских) каналов, малодифференцированных клеток стромы костного мозга и мезенхимальных клеток врастающих кровеносных сосудов.

Регенерация костной ткани, как и других тканей, может быть физиологической и репаративной. Физиологическая регенерация выражается в перестройке костной ткани, в процессе которой происходит частичное или полное рассасывание отдельных костных структур (костных балок, остеонов). Репаративная (восстановительная) регенерация наблюдается при повреждениях костей (ушибы, переломы). В результате ее происходит восстановление утраченных при повреждении тканей и при благоприятных условиях восстановление анатомической формы и функций поврежденной кости.

В первые часы, сутки в области перелома происходят такие реактивные процессы, вызванные повреждением ткани, как кровоизлияния, отек, клеточная пролиферация. Нет оснований считать, что гематома в области перелома является благоприятным фактором для его заживления, что именно она, подвергаясь организации, служит как бы ядром, центром процесса остеогенеза. Остеогенез уже с первых дней проявляется вне гематомы. Организация гематомы происходит позднее. Гематома — скорее препятствие (Г.И.Лаврищева, Collins, Ham, Harris), она замедляет образование периостальной и эндостальной мозоли. Физиологическое значение разных отделов мозоли различно. Периостальная и эндостальная мозоли сами по себе не знаменуют сращения отломков. Они, в основном периостальная, осуществляют лишь их фиксацию, необходимую для процесса сращения. Фиксация отломков важна не только потому, что она обеспечивает состояние покоя, необходимое для костеобразовательного процесса, но и потому, что при отсутствии фиксации подвижность отломков обусловливает постоянную травматизацию регенерата (А.В.Русаков, 1941, 1959).

Достигнув известной степени крепкости, периостальная мозоль осуществляет лишь «клиническое соединение» отломков. Сращение как таковое всецело происходит за счет интермедирной мозоли. Это ярко подчеркивается еще и тем, что периостальная и эндостальная мозоли преходящи. Они полностью редуцируются по миновании необходимости фиксации отломков, т.е. после образования достаточно крепкой интермедиарной мозоли. Только в условиях значительного смещения костных отломков, когда исключено их сопоставление, периостальная мозоль осуществляет не только фиксацию отломков, но и их сращение. Но и в этом случае такая мозоль по существу является интермедиарной, только располагающейся по боковым поверхностям отломков.

Более позднее развитие интермедиарной мозоли, очевидно, связано с тем, что костеобразовательный процесс для своего возникновения требует полного механического покоя и плотной основы. Поэтому и образование ее начинается лишь после того, как костные отломки будут обездвижены периостальной мозолью и фиксированы в этом положении. Напомним, что при развитии длинных костей в эмбриогенезе костная манжетка формируется в области средней части диафиза хрящевой модели кости, т.е. в наиболее «спокойном» ее отделе. Образование костной интермедиарной мозоли происходит на основе соединительной ткани, содержащей кровеносные сосуды и врастающей в интермедиарную щель, главным образом со стороны периоста. Ее коллагеновые волокна составляют ту плотную основу, на которой в дальнейшем откладывается костное вещество. Таким образом, костеобразование в этом случае происходит по десмальному типу, без предварительной хрящевой стадии.

Итак, функция периостального и эндостального отделов костной мозоли состоит в иммобилизации и фиксации костных отломков, а функция интермедиарной мозоли — в сращении их.

Условия регенерации кости изучены в эксперментальных и клинических исследованиях. Выявлена роль разнообразных общих и местных условий процесса регенерации кости, обеспечивающих более быстрое и полное заживление переломов.

Регенерацию значительных участков кости удается получить в клинике при постепенном раздвигании фрагментов кости или замещении костных дефектов трансплантатами. На этом принципе основан дистракционный метод удлинения кости, а также алло- и ксенопластика.

Заживление костной раны

Заживление костной раны, как и ран мягких тканей, происходит в определенной последовательности развития регенеративного процесса. Цикл восстановления кости может быть с определенной долей условности разделен на следующие четыре фазы, или стадии.

1 стадия — начало развития репродукции и пролиферации клеточных элементов под воздействием продуктов некроза и некробиоза поврежденных клеток и тканей. Основное значение в образовании костной мозоли имеет восстановление кровообращения в области перелома.

2 стадия — образование и дифференцировка тканевых структур. Характеризуется прогрессирующей пролиферацией и дифференцировкой клеточных элементов, что происходит благодаря анаболическим гормонам. Молодые костные клетки образуют органическую основу костного регенерата. При оптимальных условиях (хорошая иммобилизация, отсутствие сопутствующих заболеваний) образуется остеоидная ткань.

3 стадия — образование костной структуры. Основным процессом являются полное восстановление кровообращения в месте перелома и минерализация белковой основы регенерата. Пространство между отломками кости заполняется мелкоклеточной сетью костных трабекул из грубоволокнистой и пластинчатой костной ткани. К концу стадии костные балочки сливаются в компактное вещество с широкими костными каналами.

4 стадия — перестройка первичного регенерата и реституция кости. В этой стадии определяется четкий кортикальный слой, восстанавливается костномозговой канал, четко дифференцируется налкостница. Беспорядочное расположение обызвествленных структур сменяется их ориентированием, избыточным напластованием регенерата.

Каждая стадия регенеративного процесса постепенно переходит одна в другую.

Виды костной мозоли

Виды костной мозоли (первичное и вторичное сращение). Сращение перелома кости происходит путем образования костной мозоли. Различают следующие ее виды: периостальная (наружная) мозоль образуется главным образом за счет надкостницы; эндостальная (внутренняя) мозоль формируется со стороны эндоста; интермедиарная мозоль заполняет щель на стыке компактного слоя костных отломков; параоссальная мозоль формируется в виде перемычки между фрагментами костных отломков.

Состояние костных отломков (степень смещения, плотность соприкосновения, прочность фиксации) обусловливает различные виды восстановления костной ткани. Если отломки хорошо сопоставлены и находятся в плотном соприкосновении, прочно фиксированы, то сращение происходит с минимальной периостальной мозолью и в основном за счет интермедиарной мозоли.

Физиологическое значение различных видов костной мозоли различное. Так, периостальная и эндостальная мозоль — временные образования, не свидетельствующие о сращении отломков. Назначение этих видов костной мозоли (особенно периостальной) — прочная фиксация отломков в области перелома, что дает основание к более быстрому образованию костного регенерата. Отсутствие неподвижности между отломками приводит к постоянной травматизации регенерата и нарушению в нем микроциркуляции крови. Это замедляет регенерацию кости. В таких условиях в регенерате преобладает развитие хрящевой ткани. Слабая васкуляризация является основным условием существования хрящевой ткани, ее интерстициального роста. Хрящевая мозоль при неподвижности отломков и достаточной васкуляризации замещается костной. Сращение переломов может происходить по двум типам: первичного или вторичного заживления. Первичное сращение костных отломков происходит за счет интермедиарной мозоли, которая развивается только после создания неподвижности отломков. Интермедиарная мозоль образуется на основе соединительной ткани, содержащей сосуды, врастающие в интермедиарную щель, главным образом со стороны периоста. Костеобразование происходит по десмальному типу без предварительной хрящевой стадии. По какому бы виду ни происходило сращение перелома, главенствующая роль в образовании костной мозоли принадлежит периосту, полноценности кровоснабжения кости, состоянию окружающих костные фрагменты мягких тканей и жизнеспособности содержимого межкостных пространств.

Сращение отломков костей происходит первоначально путем образования периостальной и эндостальной мозоли. Когда фрагменты плотно удерживаются костной периостальной и эндостальной мозолью, образуется интермедиарная (межуточная) мозоль, имеющее основное значение при любом виде сращения переломов. После формирования сращения интермедирной мозолью периостальная и эндостальная мозоли редуцируются, а интермедиарная принимает морфологическую структуру нормальной кости.

Первичное заживление перелома является наиболее совершенным (оптимальным), дающим сращение в более ранние сроки при наилучшей структуре восстановления кости.

При смещении отломков, а также при оскольчатом переломе в сращении основную роль принадлежит надкостнице и заживление перелома проходит по типу вторичного, при котором образуется выраженная периостальная мозоль.

Заживление перелома губчатой кости отличается некоторыми особенностями. Прочность губчатой кости определяется не столько кортикальным слоем, сколько сетью костных балок, расположенных в эндостальной зоне. Оптимальные условия для репаративной регенерации губчатой кости создаются при максимальном сближении костных отломков (например, при вколоченных переломах). Мозолеобразование происходит, как правило, мнуя хрящевую фазу, а периостальная мозоль не выражена.

Имеются существенные различия в заживлении переломов диафиза и метафиза длинных трубчатых костей. При диафизарном переломе процесс мозолеобразования проходит стадию формирования хрящевой ткани, тогда как при метафизарном переломе хрящевая ткань не образуется и соединительнотканная мозоль метаплазируется непосредственно в костную.

Сроки образования костной мозоли зависит не только от местных условий, но и от общего состояния организма, возраста больного и сопутствующих заболеваний.

Переломы без смещения и при хорошем соприкосновении отломков срастаются в более короткие сроки. Переломы со смещением заживают значительно медленнее, причем для сроков образования костной мозоли имеет значение и вид смещения. Медленнее всего срастаются поперечные переломы с ровными краями, где костномозговой канал открыт на небольшом протяжении и нет надкостницы, т.е. отсутствуют биологические условия для развития эндостальной и периостальной мозоли.

Образованию костной мозоли способствует правильное лечение переломов костей: своевременная и полная репозиция отломков без диастаза между отломками кости, стабильная и длительная фиксация перелома после репозиции, выбор наилучшего способа лечения перелома с включением дополнительных физиотерапевтических процедур и физических методов.

Сроки образования костной мозоли при открытых переломах значительно удлиняются при развитии раневой инфекции, сопровождающейся посттравматическим остеомиелитом и секвестрацией кости. В связи с этим и при неправильном лечении перелома процесс образования костной мозоли задерживается, а может и совсем не наступить. В таких случаях возникают длительно не срастающиеся переломы с замедленной консолидацией и даже ложные суставы.

Мозолеобразование замедлено:

  • — у лиц, страдающих авитаминозом и гиповитаминозом (цинга, рахит, остеомаляция беременных);
  • — при нарушении функции паращитовидных желез (понижение содержания кальция в крови) и гиперфункции надпочечников;
  • — при хронических заболеваниях (туберкулез, сифилис, сахарный диабет, сирингомиелия, опухоли головного и спинного мозга). Повреждение периферических нервов отрицательно влияет на консолидацию переломов. Замедление регенерации кости отмечается также при анемии, кахексии, лучевой болезни;
  • — при длительном употреблении гормональных препаратов (гидрокортизон, преднизолон и др.). Применение дикумарина и гепарина удлиняет сроки консолидации переломов.

Очень важными факторами в сращении переломов являются кровоснабжение и жизнеспособность концов костных отломков, часто нарушающиеся при переломах. Повреждаются сосуды мягких тканей и в самой кости. В области эпифизов, в местах прикрепления синовиальных заворотов и суставных капсул в кость проникают артерии и вены. Переломы локализации шейки плеча лучевой кости в типичном месте быстрее и лучше срастаются благодаря хорошему кровоснабжению концов костных отломков. Нижняя треть большеберцовой кости, плечевой и локтевой костей имеет плохое кровоснабжение и поэтому переломы данной локализации срастаются хуже. Если отсутствует кровоснабжение одного из фрагментов поврежденной кости, то этот участок не принимает участия в регенерации (медиальные переломы шейки бедра или ладьевидной кости).

Для прогноза сращения перелома надо исходить из нормального течения репаративных процессов, которые изложены в разделах частной травматологии.

Замедленная консолидация переломов объясняется неправильным лечением: несовершенной репозицией отломков — отсутствием соприкосновения, применением слишком больших грузов при скелетном вытяжении, неправильной и недостаточной, часто прерываемой, иммобилизацией, чрезмерно ранним применением пассивной гимнастики, размозжением мягких тканей (окружающего кость мышечного футляра) у линии перелома, кровоснабжение которых неразрывно связано с кровоснабжением кости.

Клинически замедленная консолидация проявляется эластической подвижностью в месте перелома, болезненностью при осевой нагрузке, иногда покраснением кожи в области перелома. Рентгенологически обнаруживается нечеткая выраженность костной мозоли.

Лечение замедленной консолидации может быть консервативное и оперативное. Консервативное лечение состоит в продолжении иммобилизации перелома на срок, необходимый для его сращения, как при свежем переломе (2-3 мес. и больше), что достигается наложением компрессионных аппаратов, гипсовой повязки, ношением ортопедических аппаратов (ортезов).

Для ускорения образования костной мозоли применяют и другие консервативные средства:

  1. введение между отломками с помощью толстой иглы 10-20 мл аутокрови;
  2. применение застойной гиперемии;
  3. поколачивание деревянным молоточком области перелома (метод Турнера);
  4. физиотерапия: УВЧ, электрофорез солей кальция, анаболических гормонов (метандростенолон, ретаболил и др.);
  5. электростимуляция слабыми токами.