Собирает до костей: холод ускоряет заживление травм вдвое
Российские ученые продемонстрировали на крысах, что охлаждение всего на пять градусов поврежденной кости способно вдвое ускорить ее восстановление. Воздействие холодом увеличивает приток крови и иммунных клеток к месту травмы и препятствует образованию отека. Проведенная работа — новый шаг к созданию методики лечения с помощью охлаждения травм костей у людей, которое возможно самостоятельно проводить на дому, уверены исследователи. При этом травматологи предупреждают, что при криотерапии возможен и обратный эффект, когда происходит стимуляция воспаления, поэтому к ней нужно подходить с осторожностью. Метод может войти в практику через два года, когда пройдут испытания на людях.
Холодный прием
Криотерапия — воздействие холодом — используется в хирургии, когда сильное охлаждение заставляет ткани, например опухолевые, отмирать, а также в физиотерапии, в частности, для закаливания организма и консервации (для хранения компонентов крови). Известно, что если быстро и на короткий промежуток времени охладить кожу, увеличивается приток крови и ускоряется обмен веществ. Это стимулирует процессы восстановления. Кроме того, воздействие холодом препятствует формированию отека и уменьшает боль, так как изменение температуры влияет на нервные клетки, а еще снижает воспаление и увеличивает потенциал местного иммунитета.
Однако охлаждать непосредственно кость, чтобы ускорить ее заживление после перелома, неудобно для применения на практике. Российские ученые из Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана, Национального медицинского исследовательского центра ортопедии имени Н.Н Приорова и Сеченовского университета проверили, сохраняется ли положительный эффект криотерапии, если воздействовать на костный дефект через кожу. Для этого они провели исследования на крысах.
— Идея состоит в том, чтобы на дому, самостоятельно, используя стандартное медицинское оборудование, стимулировать восстановление костной ткани для снижения риска несращений и улучшения результатов лечения, — рассказал исполнитель проекта по гранту, кандидат технических наук, доцент МГТУ имени Н.Э. Баумана Алексей Шакуров.
Испытали на крысах
Ученые взяли 12 взрослых крыс и просверлили в костях их обеих задних лап отверстия диаметром 2 мм. Далее животных разделили на несколько групп: первую и вторую лечили при помощи криотерапии, охлаждая кожу в месте травмы специальным медицинским прибором «Холод-01». Это простое устройство, оно производится в России, применяется в физиотерапии и косметологии — от районных больниц до косметологических клиник. Крысы из первой группы подвергались воздействию два раза в неделю, из второй группы — один раз в неделю. Охлаждали только одну лапу, ко второй криотерапию не применяли. Третья, контрольная группа, не подвергалась охлаждению совсем.
Спустя шесть недель исследователи сравнили результаты: оказалось, что быстрее всего заживление происходило у той группы, к которой чаще применялась криотерапия. У таких крыс костная ткань восстановилась за этот период. Однако эффект есть и на удалении от места охлаждения: если у контрольной группы за шесть недель кость не успела срастись, то в неохлаждаемых лапах (когда вторую поврежденную лапу при этом всё же охлаждали) динамика восстановления кости была значительно лучше, чем в контрольной группе. Авторы предположили, что эффект может сохраняться из-за того, что воздействие холодом влияет не только на костные клетки и сосуды в месте дефекта, но и на иммунные клетки в окружающих тканях и в организме в целом.
— Мы надеемся, что применение криотерапии поможет в лечении сложных случаев, например переломов с замедленным сращением, переломов у пациентов с сопутствующими заболеваниями, которые нарушают процессы нормальной регенерации кости. Мы продолжим доклинические исследования. Нельзя говорить о том, что переломы и у людей будут срастаться быстрее, пока у нас нет подтверждающих данных. Стоит учесть и то, что толщина мягких тканей у животных и человека различны, а прибор, применяемый в эксперименте, возможно, потребует изменений для использования на людях. Скорее, мы ожидаем снижения числа осложнений, связанных с медленным заживлением кости, — отметил Алексей Шакуров.
Применять с осторожностью
Это исследование перспективно, но возникает ряд вопросов по проведенному эксперименту, рассказал «Известиям» врач-травматолог-ортопед травматолого-ортопедического отделения № 1 Клиник СамГМУ, ассистент кафедры травматологии, ортопедии и экстремальной хирургии им. академика А.Ф. Краснова СамГМУ Юрий Ким.
— Изначально в эксперименте у крыс формировали отверстия в кости, а не перелом, и криотерапию начинали производить сразу же после травмы. А метод позиционируют как лечение застарелых медленно консолидирующихся переломов (более шести недель после травмы). Также предложение использовать прибор на дому без контроля врача-физиотерапевта может привести к осложнениям, связанным с неправильным дозированием потока холода и времени процедуры, — предупредил специалист.
Привлекает идея по изучению стимуляции иммунных клеток в области перелома, но остается много вопросов, будет ли это способствовать ускорению сращения кости, так как может сработать и обратный эффект — резорбция (разрушение костной ткани) на фоне стимуляции воспаления, подчеркнул Юрий Ким.
Как сообщил заведующий отделением медицинской реабилитации Сеченовского университета Константин Терновой, криотерапия используется достаточно давно в спортивной медицине при травмах мягких тканей. При охлаждении рефлекторно происходит расширение капиллярной сети — самых маленьких сосудов. А это увеличивает подачу организмом «строительного материала» к зоне интереса, поэтому восстановление идет быстрее.
— Внедрение метода в медицинскую практику станет возможно после проведения испытаний на людях. На это уйдет около двух лет, — отметил Терновой.
Результаты исследования, поддержанного грантом президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Thermal Biology.