Structural reorganization of femoral and tibial arteries, peroneal nerve, and the knee cartilage for experimental canine leg bone fractures and their treatment by transosseous osteosynthesis technique

Comminuted leg fractures were modeled in 18 adult mongrel dogs. A complex histological study was performed using computer morphometry of the femoral and anterior tibial arteries, the superficial peroneal nerve, the knee cartilage in different periods of leg fixation by the Ilizarov device (days 14, 21, 35-37 and 48-50), 30 and 90 days after the device removal (80 and 140 days of experiment, respectively). The signs of the anterior tibial artery mechanical injury have been revealed in 22,2% of experiments, those of the peroneal nerve injuries – in 11,1% of cases. The dynamics of changes in the medium diameter of the anterior tibial artery of the limb operated, lumen diameter and its wall thickness has been established to depend on osteogenesis intensity. The increase of the absolute value of morphometric parameters has been noted in animals with accelerated fracture consolidation (35-37 days), in case of the device fixation for 48-50 days all the morphometric parameters have had the tendency towards increasing in comparison with fixation for the period of 14-21 days. The increase of arterial calibre and lumen was accompanied by the formation of the defects of the inner elastic membrane the length of which in cross sections exceeded 30% of luminal surface perimeter. In the experiments with the absence of the signs of peroneal nerve mechanical injury the changes in epineurium and perineurium have been revealed evidencing the intensification of the structural-and-functional characteristics of the perineural barrier, as well as histogenesis of the structures providing the nerve mechanic strength and the maintenance of homeostasis of nerve fiber microenvironment medium. The destructive changes have been revealed in the articular cartilage expressed as follows: the visualization of the superficial zone extracellular substance garnetting, the death of a part of chondrocytes, the decrease of cartilage thickness and chondrocyte numerical density. The reparative regeneration of the cartilage was of incomplete for up to 140 days of the experiment. The experimental data obtained are required for developing the effective methods of supporting therapy and functional rehabilitation of casualties with bone fractures.

переломы, ремоделирование артерий, регенерация нервов, хряща, fractures, remodeling of arteries, regeneration of nerves and cartilage

1. Варсегова Т.Н. Методические особенности гистоморфометрии и стереологического анализа периферических нервов в экспериментальных исследованиях // Гений ортопедии. 2006. № 3. С. 90-95.

2. Варсегова Т.Н. Морфологическая и морфометрическая характеристика берцовых нервов собак // Сб. науч. тр. по материалам Первых международных Беккеровских чтений. Волгоград. 2010. Ч. 1. С. 317-319.

3. Варсегова Т.Н. Реактивно-деструктивные изменения большеберцового нерва при удлинении голени дробной и высокодробной дистракцией в эксперименте // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2011. № 4 (80). С. 234-238.

4. Гайдышев И.П. Анализ и обработка данных: специальный справочник. – СПб.: Питер. 2001. 752 с.

5. Камерин В.К., Дьячков А.Н., Мартель И.И. Монолокальный компрессионно-дистракционный остеосинтез по Илизарову в лечении открытых переломов // Гений ортопедии. 1995. № 1. С. 42-45.

6. Ступина Т.А., Щудло М.М. Гистоморфометрические характеристики интактного суставного хряща наружного мыщелка бедра собак // Морфологические ведомости. 2008. № 1-2. С. 104-107.

7. Ступина Т.А., Щудло М.М. Способ количественной оценки состояния суставного хряща на разных уровнях структурной организации // Гений ортопедии. 2009. № 1. С. 55-57.

8. Швед С.И, Мартель И.И. Чрескостный остеосинтез в лечении открытых переломов конечностей // Гений ортопедии. 1996. № 2-3. С. 102-103.

9. Шевцов В.И., Щудло Н.А., Щудло М.М. Изменения численно-размерного состава и динамического состояния нервных волокон седалищного нерва при удлинении бедра у собак // Гений ортопедии. 2004. № 1. С. 39-44.

10. Щудло М.М., Варсегова Т.Н., Ступина Т.А., Борисова И.В., Гордичук С.В., Воинкова Л.В., Кобелев А.В. Проблема эффекта Холмса в количественной телепатологии (методические аспекты) // Известия Челябинского Центра УРО РАН. 2003. № 1. С. 120-124.

11. Щудло М.М. Морфологические эквиваленты физиологических барьеров нервных стволов // Российские морфологические ведомости. 1999. №1-2. 172 с.

12. Щудло М.М. Рост и дифференцировка структур эпи-периневрия в условиях дозированного растяжения // Вестник РАМН. 2000. № 2. С.19-23.

13. Щудло М.М., Ступина Т.А., Щудло Н.А. Количественный анализ метахромазии суставного хряща в телепатологии // Известия Челябинского НЦ (УРО РАН). Специальный выпуск (25). 2004. С. 17-22. http://csc.ac.ru/news/2004_ special/04.zip

14. Miller N.C., Askew A.E. Tibia fractures: an overview of evaluation and treatment // Orthopaedic Nursing. 2007. V. № 4. Р. 216-223.

15. Mirdad T. M. Neuro-vascular injuries associated with limb fractures // East African Medical Journal. 2000. V. 77. № 12. Р. 663-665.

16. Wani N., Baba A., Kangoo K., Mir M. Role of early Ilizarov ring fixator in the definitive management of type II, IIIA and IIIB open tibial shaft fractures // International Orthopaedics. 2011. V. 35. № 6. Р. 915-923.

17. Masuda H., Zhuang Y.J., Singh T.M., Kawamura K., Murakami M., Zarins C.K., Glagov S. Adaptive Remodeling of Internal Elastic Lamina and Endothelial Lining During Flow-Induced Arterial Enlargement // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 1999. V. 19. Р. 2298-2307.

18. McQueen M.M., Christie J., Court- Brown C.M. Acute compartment syndrome in tibial diaphyseal fractures // Bone Joint Surg [Br]. 1996. 78-B. Р. 95-98.

19. Miki R.A., Lawrence J.P., Gillon T.J., Lawrence B.D., Zell R.A. Anterior tibial artery and deep peroneal nerve entrapment in spiral distal third tibia