Автореферат и диссертация по медицине (14.00.27) на тему: Экспериментальное обоснование применения трансплантации эмбриональных нервных клеток в лечении тяжелых черепно-мозговых травм
Автореферат диссертации по медицине на тему Экспериментальное обоснование применения трансплантации эмбриональных нервных клеток в лечении тяжелых черепно-мозговых травм
На правах рукописи
САУБАНОВ МАРАТ НАЗШГОВИЧ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТРАНСПЛАНТАЦИИ ЭМБРИОНАЛЬНЫХ НЕРВНЫХ КЛЕТОК В ЛЕЧЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВЫХ ТРАВМ
14.00.27. - хирургия 14.00.28. - нейрохирургия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Работа выполнена в Башкирском государственном медицинском университете.
доктор медицинских наук, профессор В.А. Халиков Научный консультант:
доктор медицинских наук, профессор Ф.А. Каюмов
доктор медицинских наук, профессор В.В. Плсчев
доктор медицинских наук Ш.М. Сафин
Ведущее учреждение: Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им, профессора Л.Л. Поленова.
Защита диссертации состоится_20_года в_часов на заседании диссертационного совета Д 208.006.02 в Башкирском государственном медицинском университете (450000, Уфа-центр, ул. Ленина, 3)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГМУ
Автореферат разослан__2002 года
Ученый секретарь диссертационного совета: доктор медицинских наук,
профессор Р.Т. Нигматуллин
Актуальность проблемы. Черепно-мозговая травма продолжает оставаться в центре внимания исследователей в нашей стране и за рубежом. В настоящее время пациенты с черепно-мозговой травмой составляют 50,961,3% всех больных нейрохирургических отделений. В современной литературе обоснована активная хирургическая тактика в отношении очагов ушиба-размозжения головного мозга,- При использовании традиционной хирургической тактики уровень летальности при данной патологии остается высоким и составляет по данным литературы от 20,4 до 32,9%. Неполноценное восстановление функций центральной нервной системы приводит к инвалидизации 70,1% больных.
В последнее время началась интенсивная разработка и активное внедрение в клиническую практику нового метода реконструктивной нейрохирургии - трансплантация эмбриональной нервной ткани. Возможность приживления, роста и дифференцировки трансплантированного неокортекса доказали многие экспериментальные исследования как у нас в стране, так и за рубежом. Пересаженные нейроны способны реиннервировать ближайшие участки мозга. Нейроны трансплантатов обнаруживают спонтанную активность, высвобождают присущие им медиаторы, трофические и ростовые факторы. Взаимодействие клеток трансплантата и реципиента делают возможным создание новых и реконструкцию повреждённых внутримозговых систем. Практически все проведенные исследования, связанные с трансплантацией эмбриональной нервной ткани, основаны на электрофизиологических исследованиях мозга реципиента до и после трансплантации. Не изученной остается динамика процесса приживления трансплантата на гистоморфоло-гическом уровне. Мы не встретили в литературе морфологических доказательств формирования взаимодействий между клетками трансплантата и реципиента. Отсутствуют гистологические исследования, посвященные изуче-
нию судьбы пересаженных при трансплантации стволовых клеток нервно ткани. Практически не освещены в литературе возможности трансплантаци криоконсервированых эмбриональных нервных тканей.
Актуальность проблемы поиска новых эффективных методов лечени тяжелых черепно-мозговых травм, многообещающие возможности ней ротрансплантации эмбриональных тканей, множество нерешенных вопросо и отсутствие четких морфологических доказательств эффективности прел ложенной методики побудило нас заняться данным исследованием.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Целью настоящей работы является экспериментальное обосновани эффективности применения эмбриональной нервной ткани в лечении тяже лой черепно-мозговой травмы.
Для достижения поставленной цели поставлены следующие за
1. Разработать методику воспроизведения экспериментальной мо дели тяжелой черепно-мозговой травмы. Экспериментально раз работать оптимальный способ и технику пересадки эмбриональ ной нервной ткани в зону повреждения головного мозга при тя желой черепно-мозговой травме
2. Изучить характер и динамику гистоморфологических измененш в зоне повреждения головного мозга при тяжелой черепно мозговой травме у лабораторных животных.
3. Оценить динамику гистоморфологических изменений в очаг< травматической деструкции головного мозга после транспланта ции эмбриональной нервной ткани в эксперименте.
4. Обосновать возможность применения трансплантации криокон-сервированной эмбриональной нервной ткани при тяжелой черепно-мозговой травме.
5. Обосновать преимущества применения трансплантации эмбриональной нервной ткани в очаг размозжения головного мозга при тяжелой черепно-мозговой травме.
Для решения поставленных задач применена разработанная нами методика воспроизведения тяжелой черепно-мозговой трамвы, наносимой ударом стандартной силы при помощи специального устройства. Для проведения экспериментов выбраны крысы линии "Вистар" средней массой 230 г (108 животных в основной и 80 - в контрольной группах). Опыты на животных осуществлялись согласно "Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных". (Приказ МЗ СССР № 755 от 12.08.77г.) Нами усовершенствована и применена для работы с лабораторными животными методика трансплантации эмбриональной нервной ткани в очаг травматической деструкции головного мозга. В ходе экспериментов проведена трансплантация как полученной непосредственно перед опытом, так и криокон-сервированной эмбриональной нервной ткани. Дополнена и усовершенствована методика глубокого замораживания фрагментов эмбриональной нервной ткани. Оценка результатов произведена при помощи гистологического исследования препаратов головного мозга из зоны травматической деструкции и трансплантации, окрашенных гематоксилин - эозином (всего приготовлено 1900 препаратов).
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ
Впервые на основании гистоморфологических исследований доказана возможность применения трансплантации эмбриональных нервных клеток в качестве способа лечения тяжёлой черепно-мозговой травмы.
Предложены усовершенствованные методики экспериментального воспроизведения тяжелой черепно-мозговой травмы, забора, криоконсерви-рования, и трансплантации эмбриональной нервной ткани, создания банка эмбриональных клеток головного мозга.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ
Предложенные усовершенствованные методики экспериментального воспроизведения тяжелой черепно-мозговой травмы, забора, криоконсерви-рования, хранения и трансплантации эмбриональной нервной ткани, повышающие точность проводимых опытов, могут быть использованы для дальнейших исследований в области нейротрансплантации.
Разработанный в эксперименте способ лечения тяжелой черепно-мозговой травмы будет предложен для клинической апробации. При данном способе будет обеспечиваться хорошее приживление трансплантата, высокая функциональная активность пересаженных клеток, их высокая регенераци-онная способность.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
1. При использовании традиционной активной хирургической тактики лечения тяжелых черепно-мозговых травм гистологические исследования зоны травмы головного мозга демонстрируют неполноценную морфо-функциональную регенерацию с формированием соединительнотканно-глиального рубца.
2. Гистоморфологические исследования зоны трансплантации эмбриональной нервной ткани в очаге травматического поражения головного мозга показали хорошее приживление, отсутствие реакции отторжения трансплантата, его активное функционирование с последующей полноценной регенерацией зоны повреждения мозга.
3. Трансплантация криоконсервированных эмбриональных нервных тканей по эффективности и полноте восстановления морфо-функциональных структур поврежденного головного мозга не уступает трансплантации фрагментов ЭНТ, полученных непосредственно перед операцией.
4. Трансплантация эмбриональной нервной ткани при тяжелых черепно-мозговых травмах приводит к быстрому угасанию воспалительной реакции в очаге деструкции и раннему восстановлению морфо-функциональных структур поврежденного головного мозга. Нейротрансплантация в хирургическом лечении тяжелых черепно-мозговых травм повышает его эффективность.
ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ
Тема работы входила в план научных исследований Башкирского государственного медицинского университета. Результаты исследования будут предложены для клинической апробации на базе нейрохирургичекого отделения больницы скорой медицинской помощи г, Уфы.
Основные положения диссертационной работы доложены на совместной конференции хирургических кафедр 10.02.01 и проблемной комиссии по хирургии Башкирского государственного медицинского университета 29.03.01 г.
По материалам работы опубликовано 8 печатных работ, получены удостоверения на 2 рационализаторских предложения.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ
Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Материалы изложены на страницах машинописного текста, иллюстрированы 51 рисунком, 1 таблицей. Указатель литературы включает 190 работ отечественных и 197 работ зарубежных авторов.
Диссертационная работа представляет собой экспериментальное исследование, основанное на изучении влияния различных методов лечения на течение тяжелой черепно-мозговой травмы у лабораторных животных. Для проведения экспериментов выбраны 108 крыс линии "Вистар", которым в стандартных условиях наносилась черепно-мозговая травма (ЧМТ). В основной группе животных применялась трансплантация эмбриональной нервной ткани (ЭНТ) в зону повреждения головного мозга. Контрольная группа животных была пролечена с использованием традиционной активной хирургической тактики. На основании гистологических исследований доказаны преимущества трансплантации ЭНТ перед традиционными методами лечении тяжелой ЧМТ. Показана эффективность трансплантации не только свежеза-готовленной, но и криоконсервированной ЭНТ. Доказана жизнеспособность ЭНТ после глубокого замораживания и размораживания, что является основанием для создания ее банка. Для практического использования предложен; новая методика воспроизведения тяжелой ЧМТ в эксперименте, усовершенствована методика забора, криоконсервирования, хранения и трансплантащп ЭНТ.
Основное содержание работы
В ходе исследования применена разработанная нами методика воспроизведения тяжелой черепно-мозговой травмы. Для экспериментов выбраны крысы линии «Вистар» средней массой 230 г (108 животных в основной и 80 - в контрольной группах). Черепно-мозговая травма наносилась животным с помощью разработанного нами устройства (рис.1), состоявшего из стальной трубки длиной 20 см, имеющей отверстия через каждый 1 см (для устранения действия воздушной волны) и грузика массой 5 г.
Операции проводились под эфирным наркозом. Хирургическое вмешательство включало в себя обработку операционного поля антисептиками, введение подкожно 3 мл 0,5% раствора новокаина, рассечение мягких тканей головы животного, наложение трефинационного отверстия в левой теменно-височной области по диаметру, соответствующему диаметру трубки. Трубка устанавливалась строго вертикально, после чего груз постоянной массой 5 г роняли с высоты 20 см. Таким образом, наносилась травма стандартной силы удара, равной произведению массы груза на высоту падения, т.е. 100 г/см.
Подопытных животных обеих групп забивали через 1,3,7,10,15,20 и 30 дней после произведенного эксперимента. Оценка результатов, проводилась при помощи гистологического исследования препаратов головного мозга из зоны травматической деструкции. Гистологическому исследованию подлежали кусочки серого и белого вещества головного мозга размерами 0,5 х 1,0 см из зоны травмы, включая здоровую зону. Взятые кусочки фиксировали в 10% формалине и после парафиновой проводки изготовили 1500 микропрепаратов, окрашенных гематоксилин-эозином.
Основой для изучения патоморфологических процессов при тяжелой ЧМТ явилась первая группа подопытных животных, состоявшая из 80 белых крыс линии «Вистар» средней массой тела 232+9,2 г. Животным наносили
ЧМТ и проводили традиционную хирургическую обработку очага ушиба мозга.
В ходе эксперимента умерло:
от передозировки эфира 9
от нанесенной ЧМТ (В том числе от массивного кровотечения) 5 3
в послеоперационном периоде 14
Исследования препаратов головного мозга из зоны травмы наглядно демонстрируют, что при гибели участка мозга в результате травмы рыхлая соединительная ткань и клетки нейроглии заполняют этот участок. Тем самым, обеспечивается неполная, т.е. заместительная регенерация, не обеспечивающая компенсацию утраченной функции. В то же время, наличие рубцовой ткани, состоящей из соединительнотканно-нейроглиальной структуры, для головного мозга является раздражающим фактором.
Рис.1 Соединительнотканко-глиальный рубец в зоне травмы головного мозг; через 10 дней после эксперимента. Окраска геметоксилин-эозином. Микро фото. ОК. 10, об. 20.
раска геметоксилин-эозином. Микрофото. ОК. 10, об. 20.
Рис. 3. Соединительнотканно-глиальный рубец через 20 дней после травмы головного мозга. Окраска геметоксилин-эозином. Микрофото. ОК. 10, об. 20.