scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agency10.33647/2074-5982-16-2-78-88scbmt-1190Research ArticleРЕЛЕВАНТНОЕ И АЛЬТЕРНАТИВНОЕ БИОМОДЕЛИРОВАНИЕRELEVANT AND ALTERNATIVE BIOMODELLINGКостеобразование и гистоструктура мышц бедра при моделировании перелома бедренной кости со срочным либо отсроченным остеосинтезом блокирующим интрамедуллярным антеградным стержнемOsteogenesis and Histostructure of Femoral Muscles When Modeling a Femoral Fracture with Immediate or Delayed Osteosynthesis Using an Interlocking Intramedullary Antegrade RodФилимоноваГ. Н.FilimonovaG. N.

Филимонова Галина Николаевна, кандидат биологических наук

640014, Курган, ул. Марии Ульяновой, д. 6

Galina N. Filimonova, Cand. Sci. (Biol.)

640014, Kurgan, Marii Ulyanovoy str., 6

galnik.kurgan@yandex.ruАнтоновН. И.AntonovN. I.

Антонов Николай Иванович, кандидат биологических наук

640014, Курган, ул. Марии Ульяновой, д. 6

Nikolay I. Antonov, Cand. Sci. (Biol.)

640014, Kurgan, Marii Ulyanovoy str., 6

aniv-niko@mail.ruЕмановА. А.EmanovA. A.

Еманов Андрей Александрович, кандидат ветеринарных наук

640014, Курган, ул. Марии Ульяновой, д. 6

Andrey А. Emanov, Cand. Sci. (Vet.)

640014, Kurgan, Marii Ulyanovoy str., 6

a_eman@list.ruФГБУ «Российский научный центр “Восстановительная травматология и ортопедия” им. академика Г.А. Илизарова» Минздрава РоссииРоссияRussian Scientifi c Center “Reconstructive Traumatology and Orthopedics” Named after Academician G.A. Ilizarov of the Ministry of Health Care of RussiaRussian Federation202009062020027888Copyright © Филимонова Г.Н., Антонов Н.И., Еманов А.А., 20202020Филимонова Г.Н., Антонов Н.И., Еманов А.А.Filimonova G.N., Antonov N.I., Emanov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/1190

Блокируемый интрамедуллярный остеосинтез является самым распространённым методом при лечении переломов диафиза бедренной кости. Цель работы — выявить особенности гистоструктуры мышц бедра собак при заживлении переломов бедренной кости в условиях остеосинтеза посредством блокирующего интрамедуллярного армирования антеградным металлическим стержнем. Переломы диафиза бедренной кости моделировали у 9-ти беспородных собак и фиксировали интрамедуллярным стержнем: в I группе (n=4) остеосинтез начинали непосредственно после повреждения кости, во II группе — через 4 дня после перелома (n=5) — отсроченный остеосинтез. Исследовали четырёхглавую и двуглавую мышцы бедра. В I группе животных сращение костных отломков наступало к 42-му дню, в группе II — через 70 дней. Единая костномозговая полость и кортикальный слой в группе I формировались к 70-му дню, в группе II — лишь на 100-й день эксперимента. Гистоструктура m. quadriceps femoris в группе I в ходе эксперимента изменялась несущественно, m. biceps femoris претерпевала процессы структурной реорганизации на 42-е и 70-е сутки опыта. В группе с отсроченным остеосинтезом изменения наблюдались в обеих мышцах: повышенное разнообразие диаметров волокон, увеличение числа ядер в миоцитах, фиброзирование интерстициального пространства и перимизиальных сосудов артериального звена, в m. biceps femoris изменения более выражены. Через 3 месяца после операции гистоструктура двух исследованных мышц даже при отсроченном остеосинтезе не имеет существенных различий и стремится к интактной норме. При переломах бедра необходима как можно более ранняя фиксация костных отломков блокирующим антеградным интрамедуллярным стержнем, т. к. костное сращение и формирование полноценной костной ткани происходит на месяц раньше, чем при отсроченном остеосинтезе. Мышцы бедра передней группы травмируются в меньшей степени, чем мышцы задней группы.

Interlocked intramedullary osteosynthesis is the most common method for treating femoral shaft fractures. The aim — to reveal specifi c characteristics of the histostructure of canine femoral muscles when healing femoral fractures under osteosynthesis using interlocking intramedullary reinforcement with an antegrade metal rod. Femoral shaft fractures were modelled in 9 mongrel dogs. The fractures were fi xed with an intramedullary rod. In Group I (n=4), osteosynthesis was started immediately after bone injury. In Group II (n=5), osteosynthesis was started 4 days after fracture (delayed osteosynthesis). M. biceps femoris and M. quadriceps femoris were studied. In Group I and Group II, bone healing occurred following 42 and 70 days, respectively. A unifi ed bone marrow cavity and cortical layer had been formed by day 70 and day 100 in Group I and Group II, respectively. The histostructure of M. quadriceps femoris in Group I remained largely unchanged throughout the experiment, while M. biceps femoris underwent the process of structural reorganization on days 42 and 70 of the experiment. The Group of delayed osteosynthesis demonstrated changes in the histostructure of both muscles, including an increased diversity of fi bre diameters, an increased number of nuclei in myocytes, fi brosis of the interstitial space and perimysial arterial vessels. These changes were more pronounced in M. biceps femoris. Three months after injury, the histostructure of the muscles under study, even in the Group of delayed osteosynthesis, had no signifi cant differences and tended to the intact norm. In femoral fractures, the earliest possible fi xation of bone fragments with an inter locking antegrade intramedullary rod is recommended. A complete bone healing in such cases occurs a month earlier than in those with delayed osteosynthesis. The femoral muscles of the anterior group are injured to a lesser extent than those of the posterior group.

бедренная костьпереломмышцы бедраблокирующий интрамедуллярный остеосинтезfemurfracturefemoral musclesinterlocking intramedullary osteosynthesisReferencesАзизов М.Ж. Дурсунов А.М. Абдулхаков Н.Т., Саидиахматхонов С.С. Блокирующий интрамедуллярный остеосинтез при диафизарных переломах длинных костей. Вестник экстренной медицины. 2011;(4):38–42.Azizov M.Zh., Dursunov A.M., Abdulkhakov N.T., Saidiakhmatkhonov S.S. Blo kiruyushchiy intramedullyarnyy osteosintez pri diafi zarnykh perelomakh dlinnykh kostey [Interlocking intramedullary osteosynthesis for shaft fractures of long bones]. Vestnik ekstrennoy meditsiny [Herald of Emergency Medicine]. 2011;(4):38–42. (In Russian).Антониади Ю.В., Черницин Д.Н., Жиряков Д.Л., Мукменов М.М., Журавлев А.А., Зверев Ф.Н. Закрытый интрамедуллярный остеосинтез в лечении переломов костей нижней конечности в условиях городской больницы. В кн.: Мат-лы Всеросс. научно-практ. конф. «Илизаровские чтения». Курган, 2010. С. 30–31.Antoniadi Yu.V., Chernitsin D.N., Zhiryakov D.L., Mukmenov M.M., Zhuravlev A.A., Zverev F.N. Zakrytyy intramedullyarnyy osteosintez v lechenii perelomov kostey nizhney konechnosti v usloviyakh gorodskoy bolnitsy [Closed intramedullary osteosynthesis in the treatment of fractures of the lower limb bones in a city hospital]. In: Mat-ly Vseross. nauchno-prakt. konf. “Ilizarovskie chte niya” [Materials of All-Russian Scientifi cPractical Conference “Ilizarov Readings”]. Kurgan, 2010. P. 30–31. (In Russian).Барабаш А.П., Барабаш А.Ю., Зуев П.П. Доклиническое исследование надежности интрамедуллярных стержней для остеосинтеза у пациентов с оскольчатыми переломами диафиза бедренной кости человека. Вестник Дагестанской государственной медицинской академии. 2016;18(1):42–49.Barabash A.P., Barabash A.Yu., Zuev P.P. Doklinicheskoe issledovanie nadezhnosti intramedullyarnykh sterzhney dlya osteosinteza u patsientov s oskolchatymi perelomami diafi za bedrennoy kosti cheloveka [Preclinial study of the reliability of intramedullary rods for osteosynthesis in patients with human comminuted femoral shaft fractures]. Vestnik Dagestanskoj gosudarstvennoj medicinskoj akademii [Herald of Dagestan State Medical Academy]. 2016;18(1):42–49. (In Russian).Дергачев В.В., Александров А.Н., Ванхальский С.Б., Онацкий Ю.В., Котенко Р.С., Колесников А.М. Интрамедуллярный блокирующий остеосинтез — современная методика, новые сложности, осложнения. Травма. 2011;12(4):20–23.Dergachev V.V., Aleksandrov A.N., Vankhalskiy S.B., Onatskiy Yu.V., Kotenko R.S., Kolesnikov A.M. Intramedullyarnyy blokiruyushchiy osteosintez — sovremennaya metodika, novye slozhnosti, oslozhneniya [Intramedullary interlocking osteosynthesis — modern technique, new diffi culties, complications]. Trauma. 2011;12(4):20– 23. (In Russian).Еманов А.А., Горбач Е.Н., Антонов Н.И., Мартель И.И. Особенности остеогенеза при лечении диафизарных переломов бедренной кости в зависимости от тяжести травмы (экспериментальное исследование). Актуальные вопросы ветеринарной биологии. 2013;19(3):72–77.Emanov A.A., Gorbach E.N., Antonov N.I., Martel I.I. Osobennosti osteogeneza pri lechenii diafi zarnykh perelomov bedrennoy kosti v zavisimosti ot tyazhesti travmy (eksperimental’noe issledovanie) [Osteogenesis characteristics in the treatment of femoral shaft fractures depending on injury severity (An experimental study)]. Aktual’nye voprosy veterinarnoy biologii [Actual Problems of Veterinary Biology]. 2013;19(3):72–77. (In Russian).Иванов Д.В., Барабаш А.П., Барабаш А.Ю. Интрамедуллярный стержень нового типа для остеосинтеза диафизарных переломов бедра. Российский журнал биомеханики. 2015;(1):1005– 1012.Ivanov D.V., Barabash A.P., Barabash A.Yu. Intramedullyarnyy sterzhen novogo tipa dlya osteosinteza diafi zarnykh perelomov bedra [An intramedullary rod of new type for osteosynthesis of femoral shaft fractures]. Russian Journal of Biomechanics. 2015;(1):1005–1012. (In Russian).Коваленко А.Н., Моисеев Ю.И. Внедрение интрамедуллярного остеосинтеза с блокированием в практику травматологического отделения. Проблемы и решения. В кн.: Мат-лы Всеросс. научно-практ. конф. «Илизаровские чтения». Курган, 2010. С. 173–174.Kovalenko A.N., Moiseev Yu.I. Vnedrenie intramedullyarnogo osteosinteza s blokirovaniem v praktiku travmatologiches kogo otdeleniya. Problemy i resheniya [Introduction of intramedullary osteosynthesis with interlocking into the trauma unit practice. Problems and solutions]. In the book: Mat-ly Vseross. nauchno-prakt. konf. “Ilizarovskie chteniya” [Materials of All-Russian Scientifi c-Practical Conference “Ilizarov Readings”]. Kurgan, 2010. P. 173–174. (In Russian).Котельников Г.П., Мирошниченко В.Ф. Закрытые травмы конечностей. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. 496 с.Kotelnikov G.P., Miroshnichenko V.F. Zakrytye travmy konechnostey [Closed injuries of the limbs]. Moscow: GEOTAR-Media Publ., 2009. 496 p. (In Russian).Котельников Г.П., Миронов С.П. Травматология: нац. рук-во. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 776 с.Kotelnikov G.P., Mironov S.P. Travmatologiya: nats. ruk-vo [Traumatology: national guide]. Moscow: GEOTAR-Media Publ., 2018. 776 p. (In Russian).Плотников И.А. Бондаренко А.В. Осложнения интрамедуллярного блокируемого остеосинтеза диафизарных переломов бедра у пациентов с политравмой. Политравма. 2012;(1):15–20.Plotnikov I.A., Bondarenko A.V. Oslozhneniya intramedullyarnogo blokiruemogo osteosinteza diafi zarnykh perelomov bedra u patsientov s politravmoy [Complications of intramedullary interlocked osteosynthesis of femoral shaft fractures in patients with polytrauma]. Polytrauma. 2012;(1):15–20. (In Russian).Сергеев C.B., Аль-Бареда А.Я.С. Интрамедуллярный остеосинтез диафизарных переломов бедренной кости. Медицина критических состояний. 2012;(2):7– 20.Sergeev S.V., Al-Bareda A.Ya.S. Intramedullyarnyy osteosintez diafi zarnykh perelomov bedrennoy kosti [Intramedullary osteosynthesis of femoral shaft fractures]. Meditsina kriticheskikh sostoyaniy [Medicine of Critical States]. 2012;(2):7–20. (In Russian).СитникА.А. Интрамедуллярный блокируемый остеосинтез длинных трубчатых костей. Общая техника выполнения, результаты и перспективы. Российский медицинский журнал. 2007;(4):22–25.Sitnik A.A. Intramedullyarnyy blokiruemyy osteosintez dlinnykh trubchatykh kostey. Obshchaya tekhnika vypolneniya, rezultaty i perspektivy [Intramedullary interlocked osteosynthesis of long tubular bones. General technique of performance, results and prospects]. Russian Medical Journal. 2007;(4):22–25. (In Russian).Ситник А.А., Волотовский П.А., Белецкий А.В. Восстановление мягких тканей при открытых переломах голени. Медицинские новости. 2016;(11):37– 41.Sitnik A.A., Volotovskiy P.A., Beletskiy A.V. Vosstanovlenie myagkikh tkaney pri otkrytykh perelomakh goleni [Soft tissue recovery in open fractures of the leg]. Meditsinskie novosti [Medical News]. 2016;(11):37–41. (In Russian).Шевцов В.И., Филимонова Г.Н. Передняя большеберцовая мышца собак на этапах постнатального и дистракционного морфогенеза. Гений ортопедии. 2008;(1):74–80.Shevtsov V.I., Filimonova G.N. Perednyaya bolshebertsovaya myshtsa sobak na etapakh postnatalnogo i distraktsionnogo morfogeneza [Canine anterior tibial muscle at the stages of postnatal and distraction morphogenesis]. Genius of Orthopaedics. 2008;(1):74–80. (In Russian).Bhave A., Shabtai L., Woelber E., Apelyan A., Paley D., Herzenberg J.E. Muscle strength and knee range of motion after femoral lengthening. Acta Orthop. 2017;88(2):179– 184. DOI: 10.1080/17453674.2016.1262678.Bhave A., Shabtai L., Woelber E., Apelyan A., Paley D., Herzenberg J.E. Muscle strength and knee range of motion after femoral lengthening. Acta Orthop. 2017;88(2):179– 184. DOI: 10.1080/17453674.2016.1262678.Bleakney R., Maffulli N. Ultrasound changes to intramuscular architecture of the quadriceps following intramedullary nailing. J. Sports Med. Phys. Fitness. 2002;42(1):120–125.Bleakney R., Maffulli N. Ultrasound changes to intramuscular architecture of the quadriceps following intramedullary nailing. J. Sports Med. Phys. Fitness. 2002;42(1):120–125.Burghardt R.D., Herzenberg J.E., Specht S.C., Paley D. Mechanical failure of the Intramedullary Skeletal Kinetic Distractor in limb lengthening. J. Bone Joint Surg. Br. 2011;93(5):639–643. DOI: 10.1302/0301-620X.93B5.25986.Burghardt R.D., Herzenberg J.E., Specht S.C., Paley D. Mechanical failure of the Intramedullary Skeletal Kinetic Distractor in limb lengthening. J. Bone Joint Surg. Br. 2011;93(5):639–643. DOI: 10.1302/0301-620X.93B5.25986.Hedström M., Sjöberg K., Brosjö E., Aström K., Sjöberg H., Dalén N. Positive effects of anabolic steroids, vitamin D and calcium on muscle mass, bone mineral density and clinical function after a hip fracture. A randomised study of 63 women. J. Bone Joint Surg. Br. 2002;84(4):497–503.Hedström M., Sjöberg K., Brosjö E., Aström K., Sjöberg H., Dalén N. Positive effects of anabolic steroids, vitamin D and calcium on muscle mass, bone mineral density and clinical function after a hip fracture. A randomised study of 63 women. J. Bone Joint Surg. Br. 2002;84(4):497–503.Hennrikus W.L., Kasser J.R., Rand F., Millis M.B., Richards K.M. The function of the quadriceps muscle after a fracture of the femur in patients who are less than seventeen years old. J. Bone Joint Surg. Am. 1993;75(4):508–513.Hennrikus W.L., Kasser J.R., Rand F., Millis M.B., Richards K.M. The function of the quadriceps muscle after a fracture of the femur in patients who are less than seventeen years old. J. Bone Joint Surg. Am. 1993;75(4):508–513.Pires R.E.S., Fernandes H.J.A., Belloti J.C., Balbachevsky D., Faloppa F., Reis F.B. Como são tratadas as fraturas diafi sárias fechadas do femur no Brasil? Estudo transversal [How are closed femoral dia physeal fractures treated in Brazil? A cross-sec tio nal study]. Acta Ortop. Bras. 2006;14(3):165–169. (In Portuguese).Pires R.E.S., Fernandes H.J.A., Belloti J.C., Balbachevsky D., Faloppa F., Reis F.B. Como são tratadas as fraturas diafi sárias fechadas do femur no Brasil? Estudo transversal [How are closed femoral dia physeal fractures treated in Brazil? A cross-sec tio nal study]. Acta Ortop. Bras. 2006;14(3):165–169. (In Portuguese).Ricci W.M., Gallagher B., Haidukewych G.J. Intramedullary nailing of femoral shaft fractures: current concepts. J. Am. Acad. Orthop. Surg. 2009;17(5):296–305.Ricci W.M., Gallagher B., Haidukewych G.J. Intramedullary nailing of femoral shaft fractures: current concepts. J. Am. Acad. Orthop. Surg. 2009;17(5):296–305.Sanzarello I., Calamoneri E., D’Andrea L., Rosa M.A. Algorithm for the management of femoral shaft fractures in children. Musculoskelet. Surg. 2014;98(1):53–60. DOI: 10.1007/s12306-013-0299-3.Sanzarello I., Calamoneri E., D’Andrea L., Rosa M.A. Algorithm for the management of femoral shaft fractures in children. Musculoskelet. Surg. 2014;98(1):53–60. DOI: 10.1007/s12306-013-0299-3.Shalaby H., Simpson Н. Femoral lengthening using the intramedullary skeletal kinetic distractor. In: 5th Meeting of the A.S.A.M.I. International (St. Petersburg, 2008): Program and abstract book. Kurgan, 2008. P. 338–340.Shalaby H., Simpson Н. Femoral lengthening using the intramedullary skeletal kinetic distractor. In: 5th Meeting of the A.S.A.M.I. International (St. Petersburg, 2008): Program and abstract book. Kurgan, 2008. P. 338–340.Shemshaki H.R., Mousavi H., Salehi G., Eshaghi M.A. Titanium elastic nailing versus hip spica cast in treatment of femoral-shaft fractures in children. J. Orthop. Traumatol. 2011;12(1):45–48. DOI: 10.1007/s10195-011-0128-0.Shemshaki H.R., Mousavi H., Salehi G., Eshaghi M.A. Titanium elastic nailing versus hip spica cast in treatment of femoral-shaft fractures in children. J. Orthop. Traumatol. 2011;12(1):45–48. DOI: 10.1007/s10195-011-0128-0.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.