Riziko aseptické nekrózy hlavice stehenní kosti po zlomenině krčku stehenní kosti – experimentální studie


Risk factors for aseptic necrosis of femoral head after femoral neck fractures: experimental study

Objective:
Our experimental study presents the results of an experiment carried out on a miniature pig model. The aim of our experiment was to prove whether hematoma in the hip joint may lead to obturation of the vessels supplying femoral head by means of the compression mechanism and thus induce avascular necrosis. In the initial stage of experiment, we set a null hypothesis presupposing the absence of differences in results between group A (iatrogenic intracapsular hematoma in the right hip joint) and B (control group without hematoma).

Materials and methods:
In all animals in this group, surgical injection of their own venous blood into the hip joint was performed peri-operatively to simulate intracapsular hematoma. Group B also comprised 10 miniature pigs of the corresponding weight (15.2±4.2 kg) and age and was used as a control group. In these animals, the hip joint was left intact. All animals were kept in identical conditions, with the same freedom of movement.

Results:
Over the period of our 8-week observation no clinical complications were documented in most animals in group A and in all animals in group B. X-ray images revealed no signs of avascular necrosis in both group A and B. Histological examination did not show signs of necrosis in any section of the femoral head in both group A and B. The null hypothesis presupposing the absence of differences in the incidence of avascular nec-rosis of femoral head between group A and B was confirmed using a high significance level.

Conclusion:
Our experimental study proves that the presence of intracapsular hematoma in the hip joint does not necessarily lead to the development of avascular necrosis of femoral head in miniature pigs.

Key words:
hip joint, intracapsular hematoma, capsulotomy, proximal femur, avascular necrosis, child.


Autoři: Marcel Guřan;  Stanislav Čambor;  Miroslav Lisý;  Ladislav Plánka;  Petr Gál
Působiště autorů: Traumatologické oddělení Krajské nemocnice Tomáše Bati Zlín;  Klinika dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie FN Brno;  Department of Traumatology, Tomas Baťa Regional Hospital Zlín, Czech Republic;  Clinic of Pediatric Surgery, Orthopedics and Traumatology, the Faculty Hospital Brno, Czech Republic
Vyšlo v časopise: Úraz chir. 17., 2009, č.2

Souhrn

Cíl:
V experimentální studii jsou předkládány výsledky experimentu na modelu miniaturního prasete. Úkolem pokusu bylo prokázat, zda-li může samotný hematom v kyčelním kloubu mechanizmem komprese způsobit obturaci vyživujících cév hlavice stehenní kosti a způsobit tak avaskulární nekrózu. Na počátku experimentu byla stanovena nulová hypotéza, která nepředpokládá rozdíl ve výsledcích mezi skupinou A (iatrogenně navozený intrakapsulární hematom pravého kyčelního kloubu) a B (kontrolní skupina bez hematomu).

Metodika:
U všech prasat této skupiny byla peroperačně otevřenou cestou injikována vlastní žilní krev do kyčelního kloubu a byl tak simulován intrakapsulární hematom. Skupina B byla tvořena rovněž deseti miniaturními prasaty o odpovídající hmotnosti (15,2±4,2 kg) stejného stáří a sloužila jako negativní kontrola. U těchto prasat byl kyčelní kloub ponechán bez zásahu. Všechna zvířata byla ponechána ve stejných podmínkách chovu, měly umožněny stejný pohyb.

Výsledky:
Během osmitýdenního sledování nebyly zaznamenány klinické obtíže u většiny zvířat ve skupině A a u žádného ze zvířat skupiny B. Na RTG snímcích nebyly u žádného ze zvířat ze skupiny A i B nalezeny známky avaskulární nekrózy. Při histologickém vyšetření nebyly v žádné části hlavice stehenní kosti ve skupině A ani B nalezeny známky nekrózy. Na vysoké hladině významnosti byla potvrzena nulová hypotéza, která neočekávala rozdíl v četnosti výskytu avaskulární nekrózy hlavice femuru mezi skupinou A a B.

Závěr:
Předkládaná experimentální studie potvrzuje, že samotná přítomnost intrakapsulárního hematomu v kyčelním kloubu nemusí vést k rozvoji avaskulární nekrózy hlavice stehenní kosti u miniaturního prasete.

Klíčová slova:
kyčelní kloub, intrakapsulární hematom, kapsulotomie, proximální femur, avaskulární nekróza, dítě.

Úvod

V experimentální studii jsou předkládány výsledky experimentu na modelu miniaturního prasete. Úkolem pokusu bylo prokázat, zda-li může samotný hematom v kyčelním kloubu mechanizmem komprese způsobit obturaci vyživujících cév hlavice stehenní kosti a způsobit tak avaskulární nekrózu (AN).

Existuje mnoho klinických studií, které sledují rozdíl mezi manifestací AN při provedené kapsulotomii kyčelního kloubu a bez ní v rámci léčby zlomenin proximálního femuru. Výsledky nejsou jednoznačné, najdeme práce, které potvrzují vliv intrakapsulární hypertenze na vznik poúrazové nekrózy femorální hlavice [5, 7] stejně jako studie, které žádnou korelaci mezi těmito dvěmi skutečnostmi nenašly [6, 8].

Hlavní význam zjištění, jestli je samotný hematom nebezpečný, je pro případy nedislokovaných zlomenin, kde není cévní zásobení ohroženo ostrými a posunutými fragmenty. V takovém případě by nebylo nutné provést operaci akutně, neboť by nebyla ohrožena výživa hlavice stehenní kosti, a byl by prostor v klidu stabilizovat pacienta v přítomnosti doprovodných poranění. U dětí do 5 let by navíc byla možnost zcela lege artis takovouto nedislokovanou zlomeninu proximálního femuru doléčit konzervativně jen v sádrové spice. Bez jasné specifikace vlivu intrakapsulárního přetlaku bude vždy stavěn ošetřující lékař do nejisté situace. Cévní zásobení hlavice femuru je u miniaturních prasat obdobné jako u lidí, lze tedy navodit situaci identickou v klinické humánní medicíně.

Na počátku experimentu byla stanovena nulová hypotéza, která nepředpokládá rozdíl ve výsledcích mezi skupinou A (iatrogenně navozený intrakapsulární hematom pravého kyčelního kloubu) a B (kontrolní skupina bez hematomu).

Materiál a metodika

Jako experimentální zvíře bylo vybráno miniaturní prase. Model miniaturního prasete je finančně dostupný a nenáročný.

Experimentální skupinu A tvořilo 10 miniaturních prasat z certifikovaného chovu Ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd České republiky, stáří při operaci v rozmezí 2,5–3 měsíce, přibližně stejné hmotnosti (15,0±2,8 kg). U všech prasat této skupiny byla peroperačně otevřenou cestou injikována vlastní žilní krev do kyčelního kloubu a byl tak simulován intrakapsulární hematom. Skupina B byla tvořena rovněž deseti miniaturními prasaty o odpovídající hmotnosti (15,2±4,2 kg) stejného stáří a sloužila jako negativní kontrola. U těchto prasat byl kyčelní kloub ponechán bez zásahu. Všechna zvířata byla ponechána ve stejných podmínkách chovu, měla umožněn stejný pohyb.

Byla provedena statistická analýza výsledků v obou skupinách, zvolenou metodikou byl Wilcoxonův párový test.

Anestézie u experimentálních zvířat

U všech zvířat byl intramuskulárně aplikován Tiletamin-Zolazepam (Zoletil 100, Virbac, Francie) v dávce 2 mg/kg, Xylazin (Sedazine, Fort Dodge, USA) v dávce 2 mg/kg a Ketamin (Ketaset, Fort Dodge, USA) v dávce 2 mg/kg. Látky byly aplikovány společně jednou stříkačkou. Po nástupu sedace, tj. 10 minut po aplikaci, byl zaveden do ušní žíly intravenózní katétr s Propofolem (Propofol 1 %, Fresenius, Rakousko) v dávce 1 mg/kg a byla zavedena endotracheální trubice. Prase bylo uloženo do polohy na pravém boku a napojeno na anesteziologický inhalační přístroj. Zvířatům byla podávána směs kyslíku a rajského plynu (1:1) v dávkování 25 ml/kg/min. Všechna zvířata byla napojena na monitor životních funkcí (Datex Cardocap II, USA). Byla sledována srdeční frekvence (heart rate – HR), dechová frekvence (respiratory rate – RR), střední arteriální tlak (mean arterial pressure – MAP), saturace (hemoglobin saturation by oxygen – SpO2) a koncentrace CO2 na konci výdechu (end-tidal CO2 concentration – ETCO2). HR bylo měřeno za pomoci 3svodového EKG s elektrodami umístěnými na hrudníku zvířete. Střední arteriální tlak byl měřen pomocí jednorázového snímače krevního tlaku, který byl po kalibraci napojen na monitor. Dechová frekvence a ETCO2 byly zjišťovány sidestreamovou metodou se senzorem umístěným na kraji endotracheální trubice. SpO2 bylo měřeno pomocí senzoru umístěného na jazyku zvířete. Po skončení zákroku byla provedena antagonizace všech tří složek anestezie intramuskulární aplikací naloxonu [0,03 mg/kg (INTRENON inj., Léčiva a.s.)], flumazenilu 0,1 mg/kg (ANEXA-TE, Hoffmann-La Roche Ltd.)] a atipamezolu [1,0 mg/kg ANTISEDAN inj. ad us. vet., Pfizer Animal Health)]. K analgezii v pooperačním období byl použit carprofen (RIMADYL inj. ad us. vet., Pfizer Animal Health) v dávce 2 mg/kg/den po dobu 3 dnů. Po zotavení bylo zvířatům umožněno volně se pohybovat a zatěžovat končetiny dle možností.

V průběhu sledovaného období byla zvířata krmena, ustájena a bylo s nimi zacházeno v souladu s vyžadovanými zásadami. Na konci experimentu (8 týdnů po zákroku) byla všechna zvířata protokolárně utracena. Nejprve byla navozena celková anestézie intravenózním podáním thiopentalu v dávce 20 mg/kg. Poté byl intravenózně aplikován přípravek T 61 inj. ad us. vet. (Hoechst Roussel Vet.) v dávce 1 ml pro toto. Veškeré postupy byly prováděny se souhlasem Etické komise (č. 46613/2003-1020) a byly vedeny praktikujícími veterinárními lékaři.

Chirurgický výkon

Miniaturní prase bylo po zavedení anestézie zbaveno srsti v oblasti pravého stehna, byla provedena opakovaná toaleta kůže mýdlovou vodou a roztokem jódu. Finální desinfekce operačního pole byla provedena Chlorhexidinem a prase bylo uloženo do polohy na pravém boku. Operační pole řádně zarouškováno. K pravému kyčelnímu kloubu bylo proniknuto podél proximální poloviny diafýzy femuru delší incizí kůže, fascie a odklopení m. gluteus maximus. Po ozřejmení velkého trochanteru a crista intertrochanterica byl vypreparován distální okraj kloubního pouzdra. Do sterilní stříkačky byla odebrána ze žíly na uchu vlastní krev v množství 5 ml a po výměně jehly byla tato dávka vstříknuta do pravého kyčelního kloubu experimentálních zvířat skupiny A. Palpačně byl kontrolován stav a napětí kloubního pouzdra. Celá oblast kolem proximálního femuru byla dále opláchnuta roztokem Ringer – laktátu (Ringer Lactat I.V.Inf., Braun Medical AG). Svalová vrstva byla suturována pokračujícím stehem (PDS 2-0, Ethicon), podkožní vrstva pokračovacím stehem (PDS 2-0, Ethicon). Kůže byla sešita jednotlivými stehy monifilamentním vláknem (Ethilon 3-0, Ethicon).

Zvířata byla ponechána k volnému pohybu v chovných boxech celkem 8 týdnů. V jejich průběhu byly sledovány klinické známky svědčící pro rozvoj avaskulární nekrózy – napadání na pravou končetinu, omezená hybnost. Po 4 týdnech a dále v den utracení bylo provedeno RTG vyšetření (obr. 1), kde byly sledovány eventuální radiologické příznaky rozvoje nekrózy různého stupně.

RTG vyšetření femuru miniaturního
Obr. 1. RTG vyšetření femuru miniaturního

Po protokolárním utracení zvířat byly všechny hlavice z pravého femuru experimentálních zvířat skupiny A a B podrobeny základnímu histologickému vyšetření. V průřezu skeletu hlavice byly hledány eventuální známky nekrózy kostní tkáně. Dostačující bylo barvení Hematoxyilinem – eozinem.

Výsledky

Během osmitýdenního sledování nebyly zaznamenány klinické obtíže u většiny zvířat ve skupině A a u žádného ze zvířat skupiny B. U dvou prasat ve skupině A bylo zaznamenáno omezení pohybu po operaci, nebylo možné odlišit, zda se jednalo o pooperační bolestivost v oblasti rány nebo komplikace intrakapsulárního přetlaku v kyčelním kloubu.

Na RTG snímcích nebyly u žádného ze zvířat ze skupiny A i B nalezeny známky avaskulární nekrózy (snížená denzita kosti v oblasti hlavice a rozšiřující se kloubní štěrbina, fragmentace a nakonec zhroucení celé hlavice).

Při histologickém vyšetření nebyly v žádné části hlavice stehenní kosti ve skupině A ani B nalezeny známky nekrózy (obr 2).

Okraj kostní tkáně hlavice femuru s periostem (zvíře A4, HE 20x)
Obr. 2. Okraj kostní tkáně hlavice femuru s periostem (zvíře A4, HE 20x)

Na vysoké hladině významnosti (α = 0,01) byla potvrzena nulová hypotéza, která neočekávala rozdíl v četnosti výskytu avaskulární nekrózy hlavice femuru mezi skupinou A a B.

Kompletní výsledky jsou uvedeny v tabulce 1 a 2.

Tab. 1. Výsledky hodnocení – skupina A
Výsledky hodnocení – skupina A

Tab. 2. Výsledky hodnocení – skupina B
Výsledky hodnocení – skupina B

Diskuze

Avaskulární nekróza hlavice stehenní kosti je nejzávažnější a nejčastější komplikací zlomeniny proximálního femuru. Prevalence je asi 30 % [2, 5]. Rizikovým faktorem je zejména dislokace úlomků, které svým posunem poničí cévní zásobení. Cheng [2] a Flynn [4] oba publikovali práci se signifikantním snížením výskytu AN při včasné repozici a interní fixaci do 24 hodin. Někteří autoři také popisují možný vliv intrakapsulární hypertenze způsobené hematomem. Ve svých pracích popisují signifikantní snížení výskytu AN při včasné kapsulotomii [5, 7]. Tento fakt však některé práce naopak zpochybňují [6, 8]. Klinické studie jsou založeny na srovnávání výsledků terapie zlomeniny proximálního femuru. V naší experimentální studii jsme měli možnost sledovat čistě vliv hematomu na cévní zásobení hlavice femuru. V klinických podmínkách by bylo možné podobnou situaci navodit při sledování léčby nedislokovaných zlomenin v této oblasti bez nutnosti repozice. Dle doporučovaného postupu, který na našich pracovištích dodržujeme s velmi dobrými klinickými výsledky léčby, by se však jednalo pouze o poranění typu Delbet – Collony I u pacientů do pěti let věku. Ve všech ostatních případech je doporučována primární osteosyntéza. Experimentální studie jsou tedy v tomto ohledu nezastupitelné.

Řada autorů podporuje myšlenku, že v případě správně provedené osteosyntézy provádíme automaticky i drenáž intrakapsulárního hematomu, který má možnost evakuovat provedenými návrty. I toto je jistě argument pro to, že při správně vedené operaci není nutné provádět kapsulotomii.

Klinickými příznaky je zejména počínající bolestivost pomalu nastupující. V experimentu je toto hodnocení omezené pouze na omezené používání postižené končetiny bez subjektivní odezvy. Ve skupině A sice byly zaznamenány dva případy omezení hybnosti, nicméně další vyšetření výskyt avaskulární nekrózy vyloučila. V humánní medicíně bychom se při klinické manifestaci obtíží nespokojili s negativním RTG vyšetřením, ale prováděli bychom MRI nebo scintigrafii skeletu. Většinou se AN manifestuje do jednoho roku od úrazu, ale byly popsány i případy rozvoje do dvou let [5, 9].

Výsledky AN nejsou v 60 % případů příznivé [1, 3, 8], následky jsou závažnější u starších dětí. Dochází k rozvoji degenerativní artritidy, omezení růstu stehenní kosti, nepřestávající bolest, coxa vara a další. Ve fázi experimentů jsou některé pokusy o revaskularizaci této části skeletu vaskularizovaným fibulárním štěpem.

Předkládaná studie je jen malou součástí dlouhého výzkumu, který je neustále nutné provádět, aby bylo možné lépe ošetřovat zlomeniny v oblasti proximálního femuru. Velmi zajímavé by bylo provádět studii při řízeném intrakapsulárním tlaku, kdy by bylo možné porovnávat incidenci AN v závislosti na hodnotě tohoto tlaku.

Závěr

Předkládaná experimentální studie potvrzuje, že samotná přítomnost intrakapsulárního hematomu v kyčelním kloubu nemusí vést k rozvoji avaskulární nekrózy hlavice stehenní kosti u miniaturního prasete. Potvrdila tak nulovou hypotézu a na jejím podkladě lze říci, že není nutné provádět kaspulotomii kvůli dekompresi při ošetření nedislokovaných zlomenin proximálního femuru.

MUDr. Marcel Guřan

Traumatologické oddělení

Krajská nemocnice Tomáše Bati

Email: guran@bnzlin.cz

Komentář k příspěvku M. Guřana a spol. „Riziko aseptické nekrózy hlavice stehenní kosti po zlomenině krčku stehenní kosti – experimentální studie“

Redakční rada časopisu Úrazová chirurgie je nepochybně odpovědná za úroveň časopisu a v něm publikovaných příspěvků. Proto nemohu přejít mlčením článek M. Guřana a spol. „Riziko aseptické nekrózy hlavice stehenní kosti po zlomenině krčku stehenní kosti – experimentální studie“, se kterým jsem měl, bohužel, možnost seznámit se teprve po redakční uzávěrce. První námitku již vyvolává sám název článku, který naprosto neodpovídá jeho obsahu. Studie se totiž zlomeninou stehenní kosti u žádného zvířete nezabývá. Autoři u souboru 10 miniaturních prasat sledovali za 8 týdnů po injekci 5 ml krve do dutiny jednoho kyčelního kloubu rtg a histologické nálezy na hlavici femuru. Stav a napětí kloubního pouzdra hodnotili palpací. Kontrolní skupinu tvořilo 10 neoperovaných prasat, u kterých bylo rovněž za 8 týdnů provedeno rtg vyšetření a po utracení i vyšetření biologická.

Opomeneme-li skutečnost, že ke kontrole mohla být u operovaných a později usmrcených zvířat využita druhostranná kyčel, vyvolává předložená práce řadu dalších otázek. Je instilace 5 ml krve do kloubu schopna vyvolat dostatečnou kompresi nutritivních větví zásobujících hlavici femuru? Stačí palpace kloubního pouzdra k posouzení jeho napětí resp. nitrokloubního tlaku? Proč nebyl tlak uvnitř kloubu objektivně změřen? Co autoři očekávali od usmrcení a vyšetření 10 zdravých a neoperovaných zvířat?

A jak lze hodnotit práci příslušné Etické komise, která s takovým experimentem vyslovila souhlas?

Nehodlám snižovat ani ironizovat práci autorů, kteří experiment prováděli nepochybně ve svém volném čase a k jeho realizaci patrně museli shromáždit nemalé finanční prostředky. Domnívám se však, že metodika i výsledky jsou natolik pochybné, že ani dobrý úmysl autorů nemůže vyvážit zmaření životů 20 nevinných miniaturních prasat.

Doc. MUDr. Pavel Maňák, CSc.

Člen Redakční rady časopisu Úrazová chirurgie

Člen Etické komise LF UP a FN Olomouc


Zdroje

1. Canale, S.T., Bourland, W.L. Fracture of the neck and intertrochanteric region of the femur in children. J Bone Joint Surg (Am). 1977, 59, 431–443.

2. Cheng, J.C., Tang, N. Decompression and stable internal fixation of femoral neck fractures in children can affect the outcome. J Pediatr Orthop. 1999, 19, 338–343.

3. Davison, B.L., Weinstein, S.L. Hip fractures in children: a long – term follow-up study. J Pediatr Orthop. 1992, 12, 355–358.

4. Flynn, J.M., Wong, K.L., Yeh, G.L. et al. Dis-placed fractures of the hip in children: management by early operation and immobilization in a hip spica část. J Bone Joint Surg (Br) 2002, 84, 108–112.

5. Hughes, L.O., Beaty, J.H. Current concepts review: fractures of the head end neck of the femur in children. J Bone Joint Surg (Am). 1994, 76, 283–292.

6. Maruenda, J.I., Barrios, C., Gomar-San-cho, F. Intracapsular hip pressure after femoral neck fracture. Clin Orthop Rel Res. 1997, 340, 172–180.

7. Ng, G.P., Cole, W.G. Effect of early hip decom-pression on the frequency of avascular necrosis in children with fractures of the neck of the femur. Injury. 1996, 27, 419–421.

8. Pape, H., Krettek, C., Friedrich, A. et al. Long-term outcome in children with fractures of the proximal femur after high emergency trauma. J Trauma. 1999, 46, 58–64.

9. Ratliff, A.H.C. Complications after fractures of the femoral neck in children abd their treatment. J Bone Joint Surg (Br) 1970, 52, 175.

Štítky
Chirurgie všeobecná Traumatologie Urgentní medicína
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se