Morphometric E indicators and in relieving chronic osteomyelitis with ultrasound, rubidium chloride and amikacin

  • Authors: Zolotukhin v., Ostroushko A.P.1, Andreev A.A2, Novomlinsky VV3
  • Affiliations:
    1. N. N. Burdenko Voronezh State Medical University
    2. Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н.Бурденко
    3. Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко
  • Issue: Vol 10, No 1 (2021): Материалы XIV Международного хирургического форума «ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ХИРУРГИИ»
  • Pages: 12-14
  • Section: ХИРУРГИЯ
  • URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2415-7805/article/view/6538
  • Cite item

Abstract


Abstract: Relevance: Osteomyelitis is one of the intractable inflammatory diseases of the musculoskeletal system . Difficulties in the early diagnosis and treatment of osteomyelitis lead to a large number of complications and to the disability of the working-age population aged 35 to 50 years.
            

Purpose: increasing the efficiency of relief of chronic osteomyelitis using ultrasonic cavitation and a complex consisting of rubidium chloride, amikacin and hydroxyapatite .

Methods: The experiment s prov edeny on 175 male rats Wistar weighing 280-300 g . All the animals were divided into 5 groups : 3 -x experienced e and 2 -x controlling e . In the 1st control group, no treatment was performed . In other g RUPP ah performed two-stage surgical remediation using micromotor and mud pulse systems with subsequent ultrasonic cavitation. In the 1st experimental group, powdered rubidium chloride was additionally introduced into the defect area. In the 2nd test group after surgeons h eskoy readjustment was introduced into the wound antibiotic amikacin a maximum concentration of 15 mg / kg / day. In the 3rd experimental group, the combined use of both techniques was used.

Results: The combined application of ultrasonic cavitation, rubidium chloride, and mikatsina and hydroxyapatite bone regeneration was observed much earlier , than at their isolated application .

Conclusion: The proposed method for the treatment of chronic osteomyelitis using a complex consisting of rubidium chloride, amikacin and hydroxyapatite has shown high efficiency .


Full Text

Актуальность. Остеомиелит одно из самых сложных заболеваний опорно-двигательного аппарата. В современной хирургии наблюдаются проблемы с диагностикой и ранним лечение остеомиелита. Остеомиелит может проявляться не только как самостоятельное заболевание, но также может и выступать осложнением после проведения различных травматологических или ортопедических операций. Остеомиелит составляет 6-10% всех гнойных заболеваний [1]. Важной проблемой также является и то, что остеомиелит поражает трудоспособное население в возрасте от 35 до 55 лет, поскольку достаточно часто происходит хронитизация процесса с последующей инвалидизацией населения. [2]. По мнению различных специалистов, остеомиелит переходит в хроническую форму в 45% случаев. Различные осложнения встречаются у  32-54% пациентов и часто требуют проведения повторного хирургического вмешательства.

Цель: ускорение регенерации костной ткани, улучшение результатов лечения экспериментального остеомиелита путем применения комплексного лечения, включающего хирургическую и ультразвуковую санации, введение в костную полость комплекса, состоящего из хлорида рубидия, амикацина и гидроксиаппатита.

Дизайн исследования: Эксперимент выполнен на базе Научно-исследовательского института экспериментальной биологии и медицины в 5 группах на 175 белых лабораторных крысах линии Wistar с массой 300±20. Моделирование хронического остеомиелита проводили в несколько этапов. На первом этапе осуществляли оперативный доступ в верхней трети бедра, тупо и остро обнажали область диафиза бедренной кости, затем микромоторной установкой формировали полость размером 3 мм, на втором этапе в нее вносили 150 тыс. микробных тел Staphylococcus aureus. Хронический остеомиелит формировался у экспериментальных животных на 31 день. После развития остеомиелита животных разделяли на пять групп по 35 животных. В 1-й контрольной группе лечение не проводилось. Во 2-й контрольной, как и во всех опытных группах выполняли двухэтапную хирургическую санацию гнойных очагов с последующей ультразвуковой кавитацией (УЗК). В 1-й опытной группе помимо хирургической санации и УЗК костной полости проводилось введение в костную полость хлорида рубидия. Во 2-й опытной группе помимо хлорида рубидия вводился амикацин. В 3-й опытной группе к хлориду рубидию и амикацину добавляли гидроксиапатит.

Оценка выраженности репаративных процессов проводилась на 7, 14, 28, 60 и 90 сутки по морфометрическим показателям: межтрабекулярное расстояние (Tb.Sp) и средняя толщина трабекул (Tb.Th).

Материалы и методы:

Дизайн исследования: Исследование выполнялось в 3 этапа. На первом этапе проводили моделирование хронического остеомиелита на самцах крыс с массой 300±20 грамм. На втором этапе выполняли лечение заболевания в 5 группах исследования: 2 контрольные и 3 опытные. На третьем этапе проводили оценку показателей репаративной способности по данным межтрабекулярного пространства (Tb.Sp) и средней толщины трабекул (Тb.Th)

Критерии соответствия: эксперименты проведены на крысах-самцах линии Wistar с массой 300+20 грамм.

Условия проведения: Экспериментальное исследование выполнено на базе Научно-исследовательского института экспериментальной биологии и медицины в 5 группах на 175 крысах.

Продолжительность исследования: 2 года. За это время проведено проведение экспериментальных исследований, произведена статистическая обработка биохимических показателей крови, оценены уровни МДА и ДФНГ.

Описание медицинского вмешательства: Для проведения исследования все животные были разделены на 5 групп в зависимости от объема проводимого лечения. Первым этапом эксперимента являлось моделирование хронического остеомиелита в несколько этапов. Перед началом хирургического вмешательства животных вводили в наркоз с помощью препарата: «Золетил-100» в дозе 8 мг/кг массы тела животного. В 1-й контрольной группе лечение не проводилось. Во 2-й контрольной группе, как и во всех остальных, проводили двухэтапную хирургическую санацию пораженной области с применением микромоторной установки и ультразвуковой кавитации (УЗК) для очищения пораженной полости от гнойно некротических масс и удаления поврежденных участков костной ткани. На первом этапе выполняли санацию с помощью микромоторной установки до появления «кро5яной росы», на втором – ультразвуковую кавитацию с использованием насадки с диаметром 4 мм, под углом в 30 градусов к обрабатываемой поверхности в течение 3 минут поступательными движениями. В 1-й опытной группе после предварительной хирургической санации в полость вносили хлорид рубидия до полного ее заполнения, в случае если количество хлорида рубидия превышало максимально допустимую доху (1000 мг/кг) то в область дефекта дополнительно вносили неорганический компонент – гидроксиапатит с размером частиц 50-100 мкм до полного заполнения полости. Во 2-й опытной группе после проведенной санации в область дефекта вносился комплекс, состоящий из гидроксиапатита и амикацина. Амикацин брался в максимально возможной концентрации из расчета 15 мг/кг/сут., гидроксиапатит – в количестве, достаточном для полного заполнения полости. В 3-й опытной группе после санации вводился комплекс, состоящий из порошкообразного хлорида рубидия и амикацина, в массовом соотношении 1:3 (1 объем хлорида рубидия: 3 объема амикацина сульфата) и третьего компонента – синтетического неорганического кальция гидроксиапатита в количестве необходимом до полного заполнения дефекта.   

Основной исход исследования: учитывались данные Тb.Th, Tb.Sp.

Дополнительные исходы: в качестве дополнительного исхода производили оценку объективного состояния животных.

Анализ в подгруппах: 1 контрольная группа состоит из 35 крыс, не получавших лечения. 2 контрольная группа – из 35 крыс, у которых применяли двухэтапную хирургическую санацию и ультразвуковую кавитацию. В 1-й опытной группе (35 крыс) применялась хирургическая санация, ультразвуковая кавитация и хлорид рубидия в максимальной концентрации. Во 2-й опытной группе (35 крыс) – двухэтапная хирургическая санация, ультразвуковая кавитация и амикацин в дозе 15 мг/кг/сут массы тела, до полного заполнения костной полости дополнительно вносили гидроксиапатит. В 3-й опытной группе (35 крыс) – двухэтапная хирургическая санация с ультразвуковой кавитаций и последующим внесением в область дефекта порошкообразной смеси хлорида рубидия, амикацина в максимальной концентрации 15 мг/кг/сутки и гидроксиапатита в количестве достаточном для полного заполнения полости.

Метод регистрации исходов: Определяли показатели Tb.Sp и Тb.Th.

Статистический анализ: Статистический анализ был реализован с помощью программного обеспечения Microsoft Exеl.

Результаты:

Объекты исследования: Самцы белой крысы линии Wistar с массой 300±20 грамм.

Основные результаты исследования: При проведении морфометрических исследований изучали динамику межтрабекулярных расстояний (Tb.Sp) и среднюю толщину трабекул (Tb.Th).

При анализе межтрабекулярных расстояний (Tb.Sp) на 7-е сутки наибольшие значения показателей были зарегистрированы в 1-й и 2-й контрольных группах и составили 332,1±9,5 и 327,1±2,3 μm. Наименьшие – в 3-й опытной группе - 321,7±3,6 μm.

При анализе результатов Tb.Sp на 14-е сутки в контрольных группах данный показатель оставался на достаточно высоком уровне, в 1-й контрольной группе произошло его снижение на 1,8% а во 2-й контрольной группе – на 2,3 %. В опытных группах отмечено значительное падение исследуемого показателя, при этом наименьшие значения наблюдались в 3-й опытной группе – 320,7±4,7 μm.

На 28-е сутки исследования выявлено незначительное увеличение показателей межтрабекулярного расстояния в 1-й контрольной группе до значений 329,5±3,5 μm и в 1-й опытной группе на 1,9%. В остальных группах зарегистрировано снижение исследуемого показателя: во 2-й контрольной группе уровень Tb.Sp составил 324,3±1,4 μm во 2-й опытной группе – 321,7±1,5 μm в 3-й опытной группе – 319,7±4,8 μm.

На 60-е сутки исследования в контрольных группах положительная динамика отсутствует. В опытных группах отмечается снижение уровня межтраберкулярного расстояния.

На 90-е сутки исследования значение межтрабекулярного расстояния в контрольных группах оставалось на высоком уровне: в 1–й контрольной группе – 325,1±2,6, во 2-й контрольной группе – 324,2±2,3. В опытных группах его снижение было одинаковым -й и 2-й контрольных – 324,9±2,2 и 324,6±2,4μm, соответственно. Минимальные значения изучаемого показателя были получены во 2-й и 3-й опытных группах – 320,9±2,4 и 316,0±3,8 μm, соответственно.

При проведении анализа средней толщины трабекул (Tb.Th) на 7-е сутки исследования наименьший показатель зарегистрирован в 1-й контрольной группе – 109,1±1,3 μm. Среди опытных групп наибольшие значения показателя наблюдались в 3-й группе – 112,1±0,9 μm. На 14-е и 28-е сутки исследования динамика изучаемого показателя во всех группах отсутствовала.

На 60-е и 90-е сутки исследования положительная динамика в контрольных группах отсутствует. В опытных группах отслеживается положительная динамика: в 1-й опытной группе показатель средней толщины трабекул составил 111,8±1,3 μm, во 2-й опытной группе – 112,4±1,9 μm. К 60-м суткам исследования в 3-й опытной группе отмечено резкое увеличение показателя Tb.Th до уровня 134,2±7,1 μm, а уже к 90-м суткам он составил 136,1±6,2 μm.

            Обсуждение:
Резюме основного результата исследования:
Наиболее эффективным способом купирования хронического остеомиелита является сочетанное применение хирургической санации гнойного очага, последующая ультразвуковая кавитация с внесением в зону поражения смеси амикацина, хлорида рубидия, в массовом соотношении 1/3 и гидроксиапатита до полного заполнения полости.

Обсуждение основного результата исследования: При совместном применении ультразвуковой санации с хлоридом рубидия и амикацином наблюдается усиление регенеративных процессов в костной ткани, что выражается в снижении показателя межтрабекулярного расстояния и увеличения средней толщины трабекул. В результате проведённого исследования можно сделать вывод о том, что применение комплексного лечения, состоящего из ультразвуковой санации с последующим внесением в область поражения порошкообразного препарата состоящего из хлорида рубидия и амикацина, способствует усилению регенерации костной ткани и увеличивает вероятность благоприятного исхода остеомиелита.  

Заключение: Предложенный метод лечения хронического остеомиелита с применением комплексного лечения включающего в себя ультразвуковую санация с последующим внесением в область дефекта комплекса состоящего из хлорида рубидия, амикацина и гидроксиапатита показал высокую эффективность, чем изолированное применение ультразвука и комплекса состоящего из хлорида рубидия и амикацина (1-я и 2-я опытные группы). В 3-й опытной группе благодаря полной санации пораженного очага от гнойно некротических масс и способности хлорида рубидия усиливать антибактериальное действие амикацина наблюдалось усиление репаративных процессов благодаря чему восстановление нормальной структуры костной ткани наблюдались в более ранние сроки.  

About the authors

vladimir Zolotukhin

Author for correspondence.
Email: vladimir.zolotuxin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8513-3966
SPIN-code: 3818-0447

Anton Petrovich Ostroushko

N. N. Burdenko Voronezh State Medical University

Email: antonostroushko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3656-5954
SPIN-code: 9811-2385
ResearcherId: P-5589-2017

Russian Federation, Voronezh, Russia

associate Professor of General surgery

Alexander A Andreev

Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н.Бурденко

Email: sugery@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5242-6105
SPIN-code: 1394-5147

Russian Federation, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10

к.м.н., профессор кафедры общей хирургии

V V Novomlinsky

Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко

Email: vlad_novom@vrngmu.com
ORCID iD: 0000-0002-6874-1417
394036, г. Воронеж, ул. Студенческая, д. 10

к.м.н, ассистент кафедры общей хирургии

References

  1. Lowenberg D.W., DeBaun M., Suh G.A Newer perspective in the treatment of chronic osteomyelitis/ A preliminary outcome report// Injury. 2019;50(Suppl. 1): S56–61. doi: 10.1016/j.injury.2019.04.16
  2. Гараев М.Р., Пантелеев В.С., Нартайлаков М.А., Дорофеев В.Д., Инюшев Д.В., Голков Д.С. Хирургическое лечение хронического остеомиелита. Креативная хирургия и онкология. 2019;9(3):209–215.
  3. Huang C.Y., Hsieh R.W., Yen H.T., Hsu T.C., Chen C.Y., Chen Y.C., et al. Short-versus long-course antibiotics in osteomyelitis: A systematic review and meta-analysis. Int J Antimicrob Agents. 2019;53(3):246–60. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2019.01.7

Statistics

Views

Abstract - 0

PDF (Russian) - 0

Article Metrics

Metrics Loading ...

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies