[go: up one dir, main page]

RU2801469C1 - Method of treatment of spinal cord injury with restoration of its functions with neuro-peg peg-chitosan conjugate - Google Patents

Method of treatment of spinal cord injury with restoration of its functions with neuro-peg peg-chitosan conjugate Download PDF

Info

Publication number
RU2801469C1
RU2801469C1 RU2022128384A RU2022128384A RU2801469C1 RU 2801469 C1 RU2801469 C1 RU 2801469C1 RU 2022128384 A RU2022128384 A RU 2022128384A RU 2022128384 A RU2022128384 A RU 2022128384A RU 2801469 C1 RU2801469 C1 RU 2801469C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spinal cord
peg
chitosan
segments
spondylotomy
Prior art date
Application number
RU2022128384A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Владимирович Лебенштейн-Гумовски
Андрей Анатольевич Гринь
Дмитрий Анатольевич Ковалёв
Роберт Маратович Башаханов
Танзила Саид-Магомедовна Расуева
Александр Валерьевич Жарченко
Андрей Михайлович Жиров
Валентина Салиховна Боташева
Антон Андреевич Шатохин
Original Assignee
Михаил Владимирович Лебенштейн-Гумовски
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Владимирович Лебенштейн-Гумовски, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России) filed Critical Михаил Владимирович Лебенштейн-Гумовски
Application granted granted Critical
Publication of RU2801469C1 publication Critical patent/RU2801469C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine; experimental medicine; neurosurgery; regenerative medicine.
SUBSTANCE: invention can be used to treat spinal cord injury with restoration of its functions with a PEG-chitosan conjugate. The synthesis of PEG-chitosan is carried out by covalent binding of PEG with photocrosslinked chitosan. After access to the spinal cord, transpedicular screws are installed in the vertebral bodies above and below the injury site, spondylotomy is performed using one of the methods, the dura and pia mater are opened, and the spinal cord is cooled with an ice slurry from sterile saline. The PEG-chitosan conjugate preparation synthesized by the covalent binding method is injected into the subdural space. The spinal cord is transected and resected within the viable part, followed by the introduction of the PEG-chitosan conjugate into the subdural space and the spinal cord diastasis in the amount required to cover the surface of the spinal cord segments and fill the diastasis. The maximum dorsal traction of the spine is performed to create dorsal flexion in the spondylotomy zone, and the transpedicular system is finally fixed. Close approach of segments of the spinal cord is performed, dura mater is sutured, an intravenous injection of an aqueous solution of polyethylene glycol is performed, and in the postoperative period, intramuscular injections of trypsin and neuromyoelectric stimulation are used.
EFFECT: method ensures the restoration of the functional and morphological integrity of the spinal cord after its intersection, as well as in case of its contusion and rupture due to the use of a PEG-chitosan conjugate together with surgical comparison of spinal cord segments, as well as subtraction spondylotomy with transpedicular fixation and postoperative administration of trypsin and polyethylene glycol.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к нейрохирургии, экспериментальной медицине, регенеративной медицине, и может быть использовано для восстановления функций спинного мозга после его анатомического разрыва, пересечения или контузии.The invention relates to the field of medicine, namely to neurosurgery, experimental medicine, regenerative medicine, and can be used to restore the functions of the spinal cord after its anatomical rupture, intersection or contusion.

Способ позволяет восстанавливать функциональную и морфологическую целостность спинного мозга после его и полного или частичного пересечения, а также при контузии и разрыве.The method allows to restore the functional and morphological integrity of the spinal cord after it and complete or partial intersection, as well as in case of contusion and rupture.

Известно, что при позвоночно-спинномозговой травме (ПСМТ) лечение повреждения позвоночника успешно проводится различными методами, с приемами установки имплантов и вертебральной стабилизации. Однако повреждение спинного мозга при ПСМТ зачастую приводит к неврологическому дефициту, сохраняющемуся без значительной динамики пожизненно [1].It is known that in spinal cord injury (SCI) the treatment of spinal injury is successfully carried out by various methods, with methods of implant placement and vertebral stabilization. However, spinal cord injury in PSCI often leads to a neurological deficit that persists without significant changes for life [1].

Проблема восстановления спинного мозга обусловлена его тканевой организацией и каскадом патофизиологических процессов в месте травмы. В фазу первичного повреждения нервной ткани происходит массивный выброс нейромедиаторов из разрушенных клеток, которые обуславливают эффект эксайтотоксичности [2]. Это приводит к формированию тканевого отека, развитию локальной ишемии, нарушению микроциркуляторного русла, пропотеванию клеточных элементов крови в очаг поражения. Вторичное поражение, вызванное перечисленными процессами, в несколько раз превосходит размеры первичного повреждения, делая нервную ткань в этой области нежизнеспособной. Происходит активная гибель аксонов, развивается пролиферация глиального компонента, и глиальный конгломерат в дальнейшем претерпевает кистозную трансформацию, что уже является механическим барьером для восстановления спинного мозга [2].The problem of spinal cord recovery is due to its tissue organization and the cascade of pathophysiological processes at the site of injury. In the phase of primary damage to the nervous tissue, there is a massive release of neurotransmitters from destroyed cells, which cause the effect of excitotoxicity [2]. This leads to the formation of tissue edema, the development of local ischemia, disruption of the microcirculatory bed, sweating of cellular elements of the blood into the lesion. The secondary damage caused by the listed processes exceeds the size of the primary damage several times, making the nervous tissue in this area unviable. Active death of axons occurs, proliferation of the glial component develops, and the glial conglomerate subsequently undergoes cystic transformation, which is already a mechanical barrier to recovery of the spinal cord [2].

В отношении ушибов спинного мозга чаще всего применяется консервативная тактика, а при повреждениях связанных с компрессией нервной ткани или повреждение твердой мозговой оболочки (ТМО), используется хирургический метод. Последний сводится к устранению сдавливающего фактора и восстановлению целостности ТМО. При этом само место травмы, с подвергшейся гибели нервной тканью и развивающимися патофизиологическими процессами оставляют нетронутыми.In relation to spinal cord contusions, conservative tactics are most often used, and in case of damage associated with compression of the nervous tissue or damage to the dura mater (dura mater), a surgical method is used. The latter is reduced to the elimination of the squeezing factor and the restoration of the integrity of the dura. At the same time, the very site of the injury, with the nerve tissue that has undergone death and the developing pathophysiological processes, is left untouched.

Известны способы восстановления спинного мозга с применением клеточных культур, тканевых трансплантатов [3]. Имеются экспериментальные исследования с применением различных гидрогелевых матриц, интегрируемых в место травмы [4-6].Known methods of recovery of the spinal cord using cell cultures, tissue grafts [3]. There are experimental studies using various hydrogel matrices integrated into the injury site [4-6].

Известен способ хирургического сопоставления отрезков спинного мозга с помощью хирургической техники [7].There is a known method of surgical comparison of segments of the spinal cord using surgical techniques [7].

Известно действие конъюгата полиэтиленгликоля и фотосшиваемой формы хитозана (конъюгата ПЭГ-хитозана) для восстановления функций спинного мозга после его пересечения [8].The action of a polyethylene glycol conjugate and a photocrosslinkable form of chitosan (PEG-chitosan conjugate) is known to restore the functions of the spinal cord after its transection [8].

В качестве препарата способствующего созданию благоприятных условий для репарации, изучено применение трипсина, с положительным эффектом при его субдуральном и внутримышечном введении [9-11]. Его действие связано со своевременной эвакуацией подвергшихся некрозу и апоптозу клеток из очага травмы.As a drug that promotes the creation of favorable conditions for reparation, the use of trypsin has been studied, with a positive effect when it is administered subdurally and intramuscularly [9-11]. Its action is associated with the timely evacuation of cells that have undergone necrosis and apoptosis from the site of injury.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является методика восстановления функций спинного мозга с использованием конъюгата полиэтиленгликоля и фотосшиваемой формы хитозана (конъюгата ПЭГ-хитозана) [8]. Способ заключается в резекции участка травмы спинного мозга, сопоставлении отрезков спинного мозга, наложении швов на мягкую мозговую оболочку, интраоперационом введении в место травмы конъюгата ПЭГ-хитозана с последующей пластикой твердой мозговой оболочки, внутривенном введении водного раствора полиэтиленгликоля, поддержании 12-ти часовой седации и применении жесткого ортеза послеоперационно.The closest to the proposed technical solution is the method of restoring the functions of the spinal cord using a conjugate of polyethylene glycol and a photocrosslinked form of chitosan (PEG-chitosan conjugate) [8]. The method consists in resection of the spinal cord injury site, comparison of the spinal cord segments, suturing the pia mater, intraoperative injection of a PEG-chitosan conjugate into the injury site, followed by dural plasty, intravenous administration of an aqueous solution of polyethylene glycol, maintaining 12-hour sedation and the use of a rigid orthosis postoperatively.

Однако применение клеточных культур и трансплантатов не устраняет образующегося в месте травмы патологического субстрата, трансформирующегося во времени и являющегося механическим препятствием для естественной физиологической репарации. В случае прототипа, игнорировался факт возможной нестабильности отрезков спинного мозга, а также позвоночного столба. Кроме того, при резекции зоны повреждения нервной ткани, для достижения максимальной эффективности конъюгата ПЭГ-хитозана необходимо добиться плотного сопоставления отрезков спинного мозга. В способе принятом за прототип, при отсутствии стабилизации позвоночного столба, после операции возможно нарастание натяжения в области травмы, что может привести к расхождению сопоставленных отрезков. Помимо этого, не уделено достаточного внимания элиминации разрушенных клеточных элементов и послеоперационной терапии.However, the use of cell cultures and transplants does not eliminate the pathological substrate formed at the site of injury, which transforms over time and is a mechanical obstacle to natural physiological repair. In the case of the prototype, the fact of possible instability of the segments of the spinal cord, as well as the spinal column, was ignored. In addition, during resection of the area of damage to the nervous tissue, in order to achieve the maximum efficiency of the PEG-chitosan conjugate, it is necessary to achieve a tight alignment of the spinal cord segments. In the method adopted for the prototype, in the absence of stabilization of the spinal column, after the operation, an increase in tension in the area of injury is possible, which can lead to a divergence of the compared segments. In addition, not enough attention is paid to the elimination of destroyed cellular elements and postoperative therapy.

Целью предлагаемого изобретения является восстановление функциональной и морфологической целостности спинного мозга после его пересечения, а также при его контузии и разрыве.The aim of the present invention is to restore the functional and morphological integrity of the spinal cord after its intersection, as well as in case of its contusion and rupture.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается путем установки системы транспедикулярной фиксации на уровне травмы, резекции фасеточных суставов на двух или четырех уровнях, локальной гибернации спинного мозга ледяной кашицей из физиологического раствора, субдурального введения конъюгата ПЭГ-хитозана (Нейро-ПЭГ), последующего пересечения или поперечного иссечения нежизнеспособной части спинного мозга, интраоперационного введения конъюгата ПЭГ-хитозана в сформированный диастаз спинного мозга, с последующим сближением и сопоставлением отрезков спинного мозга, коррекцией плоскости транспедикулярной фиксации для создания дорсального сгибания и увеличения плотности сопоставления отрезков спинного мозга, путем выполнения субтракционной спондилотомии, одновременным введением водного раствора полиэтиленгликоля внутривенно и последующей терапией состоящей из курса внутривенного введения водного раствора полиэтиленгликоля, внутримышечного введения трипсина и нейромиоэлектростимуляции.The technical result of the invention is achieved by installing a transpedicular fixation system at the level of injury, resection of the facet joints at two or four levels, local hibernation of the spinal cord with ice slurry from saline, subdural injection of a PEG-chitosan conjugate (Neuro-PEG), subsequent transection or transverse excision of the non-viable part of the spinal cord, intraoperative injection of a PEG-chitosan conjugate into the formed spinal cord diastasis, followed by convergence and comparison of the spinal cord segments, correction of the transpedicular fixation plane to create dorsal flexion and increase in the density of comparison of the spinal cord segments, by performing subtraction spondylotomy, simultaneous administration of water solution of polyethylene glycol intravenously and subsequent therapy consisting of a course of intravenous administration of an aqueous solution of polyethylene glycol, intramuscular administration of trypsin and neuromyoelectric stimulation.

Предлагаемый способ обладает следующими отличительными признаками:The proposed method has the following distinctive features:

1) установкой системы транспедикулярной фиксации позвоночника в области травмы;1) installation of a system of transpedicular fixation of the spine in the area of injury;

2) резекцией фасеточных суставов на двух или четырех уровнях;2) resection of facet joints at two or four levels;

3) локальной гибернацией спинного мозга ледовой кашицей из физиологического раствора;3) local hibernation of the spinal cord with ice slurry from saline;

4) интраоперационным введением конъюгата полиэтиленгликоля и хитозана (ПЭГ-хитозан, Нейро-ПЭГ) субдурально до иссечения спинного мозга, и после его иссечения в сформированный диастаз;4) intraoperative injection of a conjugate of polyethylene glycol and chitosan (PEG-chitosan, Neuro-PEG) subdurally before excision of the spinal cord, and after its excision into the formed diastasis;

5) выполнением субтракционной спондилотомии;5) performing subtraction spondylotomy;

6) коррекцией плоскости транспедикулярной фиксации для создания дорсального сгибания и увеличения плотности сопоставления отрезков спинного мозга;6) correction of the plane of transpedicular fixation to create dorsal flexion and increase the density of comparison of spinal cord segments;

7) внутривенным введением водного раствора полиэтиленгликоля интраоперационно и в составе послеоперационной терапии;7) intravenous administration of an aqueous solution of polyethylene glycol intraoperatively and as part of postoperative therapy;

8) внутримышечным введением трипсина в составе послеоперационной терапии;8) intramuscular administration of trypsin as part of postoperative therapy;

9) нейромиоэлектростимуляцией в составе послеоперационной терапии;9) neuromyoelectric stimulation as part of postoperative therapy;

Возможность реализации предлагаемого изобретения была подтверждена экспериментом на 10 свиньях, весом от 30 до 45 кг. Животных разделили на 2 группы: А - экспериментальную и В - контрольную. После премедикации животных золетил-кслилазиновой смесью (1:4), подготавливали операционное поле шириной 15 см, в проекции остистых отросков Th5-Th12 позвонков. В качестве основного наркоза использовали внутривенное введение пропофола 1% в комбинации с ингаляцией изофлюраном, с переводом на искусственную вентиляцию легких. Перед операцией устанавливают уретральный мочевой катетер с мочеприемником.The possibility of implementing the proposed invention was confirmed by an experiment on 10 pigs weighing from 30 to 45 kg. Animals were divided into 2 groups: A - experimental and B - control. After premedication of animals with zoletyl-xlylazine mixture (1:4), a surgical field 15 cm wide was prepared in the projection of the spinous processes of Th5-Th12 vertebrae. As the main anesthesia, intravenous administration of propofol 1% was used in combination with isoflurane inhalation, with transfer to artificial lung ventilation. Before the operation, a urethral urinary catheter with a urinal is installed.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

Путем ковалентного связывания ПЭГ с фотосшитым хитозаном получают препарат конъюгата ПЭГ-хитозана, по методу, описанному в патенте на изобретение RU № 2782119 C1 от 08.07.2021 [8].By covalent binding of PEG to photocrosslinked chitosan, a PEG-chitosan conjugate preparation is obtained according to the method described in the patent for invention RU No. 2782119 C1 dated 07/08/2021 [8].

Выполняют линейный разрез в проекции остистых отростков от V до XII грудного позвонков, производят послойный доступ и скелетирование дужек и фасеточных суставов VII, VIII, IX грудных позвонков. Производят установку транспедикулярных полиаксиальных винтов по анатомическим ориентирам (фиг. 1), в VII и IX позвонки, с использованием free-hand методики, или с помощью интраоперационного рентген-контроля. При необходимости, устанавливают дополнительные винты на уровень выше и ниже. Выполняют ляминэктомию дужек VII, VIII, IX грудных позвонков, резецируют фасеточные суставы, визуализируют твердую мозговую оболочку спинного мозга. На фиг. 1 схематично отображен первый этап операции: А - вид позвоночного столба в боковой проекции до операции, где показаны тела позвонков (1), остистые отростки (2), фасеточные суставы (3); В - выполненная ламинэктомия, удаленные фасеточные суставы (4), спинной мозг (5) и место травмы спинного мозга (6); С - установленные транспедикулярные винты (7) с поперечной штангой (8).A linear incision is made in the projection of the spinous processes from V to XII thoracic vertebrae, layer-by-layer access and skeletonization of the arches and facet joints of VII, VIII, IX thoracic vertebrae are performed. Transpedicular polyaxial screws are installed according to anatomical landmarks (Fig. 1), in the VII and IX vertebrae, using a free-hand technique, or using intraoperative X-ray control. If necessary, install additional screws one level higher and lower. Perform laminectomy arches VII, VIII, IX thoracic vertebrae, resect facet joints, visualize the dura mater of the spinal cord. In FIG. 1 schematically shows the first stage of the operation: A - view of the spinal column in the lateral projection before the operation, showing the vertebral bodies (1), spinous processes (2), facet joints (3); C - performed laminectomy, removed facet joints (4), spinal cord (5) and site of spinal cord injury (6); C - installed pedicle screws (7) with a transverse rod (8).

Далее выполняют субтракционную спондилотомию одним из известных способов: спондилотомию Смит-Петерсона (фиг. 2. 1-А - 1-B) или педикулярную субтракционную спондилотомию (фиг. 2. 2-А), в зависимости от анатомических особенностей. Устанавливают заранее изогнутые продольные штанги в головки винтов, и неплотно фиксируют их гайками. В область выполненной ляминэктомии помещают ледяную кашицу из стерильного физиологического раствора. Через 3 минуты ТМО вскрывают продольно и разводят в стороны нитями-держалками. Мягкую мозговую оболочку надсекают поперечно. Добиваются тщательного гемостаза. В субдуральное пространство вводят 1 мл охлажденного до +4 C° конъюгата ПЭГ-хитозана так, чтобы спинной мозг был погружен в него. Под спинной мозг помещают тонкий изогнутый мягкий мозговой шпатель. Спинной мозг пересекают поперечно и резецируют на протяжении 3 мм лезвием скальпеля №11. Останавливают кровотечение. В диастаз вводят 0,2 мл конъюгата ПЭГ-хитозана. Одновременно производят максимальную дорсальную тракцию позвоночного столба, для «захлопывания» зоны спондилотомии и создания дорсального сгибания, с окончательной фиксацией продольных балок гайками транспедикулярных винтов (фиг. 2. 1-B - 1-D; 2-B - 2-D).Next, subtraction spondylotomy is performed using one of the known methods: Smith-Peterson spondylotomy (Fig. 2. 1-A - 1-B) or pedicular subtraction spondylotomy (Fig. 2. 2-A), depending on the anatomical features. Install pre-curved longitudinal rods in the screw heads, and loosely fix them with nuts. An ice slurry of sterile saline is placed in the area of the performed laminectomy. After 3 minutes, the DM is opened longitudinally and bred to the sides with thread-holders. The pia mater is incised transversely. Achieve meticulous hemostasis. 1 ml of PEG-chitosan conjugate cooled to +4 C° is injected into the subdural space so that the spinal cord is immersed in it. A thin curved soft brain spatula is placed under the spinal cord. The spinal cord is transversely crossed and resected for 3 mm with a scalpel blade No. 11. Stop bleeding. 0.2 ml of PEG-chitosan conjugate is injected into the diastasis. At the same time, maximum dorsal traction of the spinal column is performed to "slam" the spondylotomy zone and create dorsal flexion, with final fixation of the longitudinal bars with pedicle screw nuts (Fig. 2. 1-B - 1-D; 2-B - 2-D).

На фиг. 2 схематично отображено выполнение субтракционной спондилотомии двумя способами, с резекцией спинного мозга. На фиг. 2, 1А-1D показана клиновидная резекция тела позвонка, педикулярная субтракционная спондилотомия. 1-А - указана область резекции кости (9); 1-B - установлены дополнительные транспедикулярные винты, выполнено сведение головок винтов (10) и «схлопывание» зоны резекции тела позвонка (11); 1-С - выполнена резекция участка спинного мозга, показаны культи спинного мозга (12); 1-D - выполнено сопоставление отрезков спинного мозга (13);In FIG. 2 schematically shows the performance of subtraction spondylotomy in two ways, with resection of the spinal cord. In FIG. 2, 1A-1D shows wedge resection of the vertebral body, pedicular subtraction spondylotomy. 1-A - the area of bone resection is indicated (9); 1-B - additional pedicle screws are installed, the heads of the screws (10) are brought together and the resection zone of the vertebral body is “collapsed” (11); 1-C - resection of a section of the spinal cord was performed, showing the stumps of the spinal cord (12); 1-D - comparison of segments of the spinal cord (13);

На фиг. 2, 2А-2D, показана спондилотомия Смит-Петерсона. 2-А - выполнено сведение головок винтов (7) по поперечной штанге (8); 2-B - резекция участка спинного мозга, где показаны культи спинного мозга (12) и резецированный участок (14); 2-С - сопоставление отрезков спинного мозга и усиление дорсального сгибания путем сведения головок винтов (10) и разгибание по передней поверхности позвоночного столба (15); 2-D - окончательный вид, где показаны сопоставленные отрезки спинного мозга (13);In FIG. 2, 2A-2D, a Smith-Peterson spondylotomy is shown. 2-A - the heads of the screws (7) are brought together along the transverse rod (8); 2-B - resection of a section of the spinal cord, showing the stumps of the spinal cord (12) and the resected area (14); 2-C - comparison of segments of the spinal cord and strengthening of dorsal flexion by reducing the screw heads (10) and extension along the anterior surface of the spinal column (15); 2-D is the final view, showing the juxtaposed segments of the spinal cord (13);

После спондилотомии и создания дорсального сгибания и окончательной фиксации, ушивают твердую мозговую оболочку обвивным швом проленом 7/0. В перидуральное пространство устанавливают дренажную трубку. Рану ушивают послойно. Внутривенно, струйно, медленно выполняют инъекцию водного раствора полиэтиленгликоля, из расчета 2,5 мл/кг массы тела.After spondylotomy and creation of dorsal flexion and final fixation, the dura mater is sutured with a 7/0 prolene twist suture. A drainage tube is placed in the epidural space. The wound is sutured in layers. Intravenous, bolus, slow injection of an aqueous solution of polyethylene glycol, at the rate of 2.5 ml/kg of body weight.

На 2-й день убирают дренажную трубку. В течение 10 дней применяют анальгетики, противовоспалительные препараты, антибиотики, проводят противоотечную терапию. В течение 15 дней выполняют внутримышечные инъекции трипсина 10 мг - 1 раз в день, и внутривенные инъекции водного раствора полиэтиленгликоля из расчета 0,75 мл/кг массы тела - 2 раза в день. В течение 30-ти дней после операции применяют ежедневную нейромиоэлектростимуляцию, с использованием импульсного элетростимулятора, генератора однополярных прямоугольных импульсов, с диапазоном дискретных частот 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89 Гц, диапазоном регулируемой длительности импульсов 0,1-100 мсек, и диапазоном регулируемой амплитуды 0-100В. Режим электростимуляции подбирают индивидуально. Положительный электрод устанавливают в проекции остистых отростков краниальнее области операции на 10 см, а отрицательный электрод устанавливают на заднюю конечность в области лодыжки. Кратность и длительность сеанса - 3 раза в день, по 20 минут стимуляции каждой задней конечности. Мочевой катетер удаляют на 5-7-е сутки.On the 2nd day, the drainage tube is removed. Within 10 days, analgesics, anti-inflammatory drugs, antibiotics are used, decongestant therapy is carried out. Within 15 days, intramuscular injections of trypsin 10 mg are performed - 1 time per day, and intravenous injections of an aqueous solution of polyethylene glycol at the rate of 0.75 ml/kg of body weight - 2 times a day. Within 30 days after the operation, daily neuromyoelectric stimulation is used, using a pulsed electrical stimulator, a generator of unipolar rectangular pulses, with a discrete frequency range of 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89 Hz, a range of adjustable duration pulses 0.1-100 ms, and adjustable amplitude range 0-100V. The mode of electrical stimulation is selected individually. The positive electrode is placed in the projection of the spinous processes 10 cm more cranial to the operation area, and the negative electrode is placed on the hind limb in the ankle area. The frequency and duration of the session - 3 times a day, 20 minutes of stimulation of each hind limb. The urinary catheter is removed on the 5-7th day.

У животных обеих групп спинной мозг пересекали полностью. В первой группе - экспериментальной (N=6) использовали предлагаемый способ, с введением конъюгата ПЭГ-хитозана, установкой металлоконструкции и послеоперационной реабилитацией. Во второй группе (N=4) предлагаемый способ не использовали. После пересечения спинного мозга в диастаз вводили физиологический раствор, а послеоперационное ведение включало симптоматическую и посиндромную терапию, анальгетики, антибиотики.In animals of both groups, the spinal cord was completely transected. In the first group - experimental (N=6) the proposed method was used, with the introduction of a PEG-chitosan conjugate, the installation of a metal structure and postoperative rehabilitation. In the second group (N=4) the proposed method was not used. After transection of the spinal cord, physiological saline was injected into the diastasis, and postoperative management included symptomatic and post-syndromic therapy, analgesics, and antibiotics.

Результаты первой группы: в группе отсутствовала летальность. После операции у 5-ти животных диагностировали нижнюю параплегию и анестезию. У одного животного после операции отмечались незначительные спонтанные движения в правой задней конечности.The results of the first group: there was no lethality in the group. After the operation, 5 animals were diagnosed with lower paraplegia and anesthesia. One animal showed slight spontaneous movements in the right hind limb after the operation.

В течение 5 дней, у 2 животных развились трофические нарушения в виде пролежней, которые, однако не прогрессировали и поддавались лечению. У всех животных в период между 5-ми и 7-ми сутками отмечали восстановление болевой и температурной чувствительности, а также попытки одернуть конечность в ответ на раздражение. На 5-е сутки у всех животных были удалены уретральные мочевые катетеры, с наблюдением в течение 5 часов. Если в этот период не наблюдалось мочеиспускание, катетер устанавливали повторно. К 7-ым суткам у всех животных наблюдали регулярное мочеиспускание без катетера и самостоятельную дефекацию. Одно животное на 7-е сутки активно двигало задними конечностями, но без возможности сопротивления и вертикализации. На 14-е сутки из эксперимента было выведено 2 животных. К 30-му дню эксперимента 3 из 4 животных вертикализировались, и самостоятельно передвигались, используя при ходьбе передние и задние конечности, однако сохранялась неустойчивость, животные быстро уставали. В этот срок было выведено 2 животных. К 45-му дню эксперимента оставшиеся животные самостоятельно передвигались, задействуя все конечности, однако сохранялась неустойчивость при ходьбе.Within 5 days, trophic disorders in the form of bedsores developed in 2 animals, which, however, did not progress and were treatable. In all animals, in the period between the 5th and 7th days, restoration of pain and temperature sensitivity was noted, as well as attempts to pull the limb in response to irritation. On the 5th day, urethral urinary catheters were removed from all animals, with observation for 5 hours. If no urination was observed during this period, the catheter was re-inserted. By the 7th day, all animals had regular urination without a catheter and independent defecation. On the 7th day, one animal actively moved its hind limbs, but without the possibility of resistance and verticalization. On the 14th day, 2 animals were withdrawn from the experiment. By the 30th day of the experiment, 3 out of 4 animals verticalized and moved independently, using the fore and hind limbs when walking, however, instability persisted, the animals quickly got tired. During this period, 2 animals were bred. By the 45th day of the experiment, the remaining animals moved independently, using all the limbs, however, instability remained when walking.

Результаты второй группы: из 4 животных до конца эксперимента выжило только 1. У всех животных в течение первых 3-5 дней отмечалось быстрое развитие и прогрессирование трофических нарушений в виде пролежней. В течение всего эксперимента отмечался стойкий неврологический дефицит в виде нижней параплегии и анестезии. К 3-му дню, у всех животных контрольной группы отмечалась гипо/атония кишечника, отсутствие самостоятельной дефекации, что обуславливало необходимость выполнения клизм. На 4-е, 5-е и 14-е сутки умерло по одному животному. Причина смерти в первом случае - токсический шок вследствие массивной ишемии кишечника, во втором - тромбоэмболия легочной артерии, в третьем случае отмечалась картина цистита, пиелонефрита, инфаркта почки, полисегментарная пневмония. На 7-е, 10-е, 15-е, 21-е сутки выполняли пробное удаление мочевого уретрального катетера, с наблюдением в течение 5 часов. При наполнении мочевого пузыря, мочеиспускания не происходило, отмечалась задержка мочеиспускания по центральному типу, что требовало установки мочевого катетера.The results of the second group: out of 4 animals, only 1 survived until the end of the experiment. In all animals, during the first 3-5 days, rapid development and progression of trophic disorders in the form of bedsores was noted. Throughout the experiment, there was a persistent neurological deficit in the form of lower paraplegia and anesthesia. By the 3rd day, all animals of the control group had intestinal hypo/atony, the absence of independent defecation, which necessitated enemas. On the 4th, 5th and 14th day, one animal died. The cause of death in the first case was toxic shock due to massive intestinal ischemia, in the second case - pulmonary embolism, in the third case there was a picture of cystitis, pyelonephritis, kidney infarction, polysegmental pneumonia. On the 7th, 10th, 15th, 21st day, a test removal of the urinary urethral catheter was performed, with observation for 5 hours. When filling the bladder, urination did not occur, there was a central type of urinary retention, which required the installation of a urinary catheter.

При гистологическом исследовании спинного мозга опытных животных выявлены «аксональные мостики» в месте травмы, укрупнение глиальных клеток. В остальном картина мало отличалась от гистологической картины нормального спинного мозга. В контрольной группе, в месте травмы, отмечались явления кистозно-глиозной трансформации с элементами фиброза, очагами некроза, с различной степенью его организации.Histological examination of the spinal cord of experimental animals revealed "axonal bridges" at the site of injury, enlargement of glial cells. Otherwise, the picture differed little from the histological picture of the normal spinal cord. In the control group, at the site of injury, there were phenomena of cystic-glial transformation with elements of fibrosis, foci of necrosis, with varying degrees of its organization.

Таким образом, результаты исследований дают основание утверждать, что в условиях данного эксперимента, конъюгат ПЭГ-хитозан вместе с хирургическим сопоставлением отрезков спинного мозга, использованием методики субтракционной спондилотомии с транспедикулярной фиксацией, послеоперационным введением трипсина и полиэтиленгликоля, а также электростимуляцией, способствуют восстановлению функций спинного мозга, что подтверждается клинически и морфологически. Препарат конъюгата ПЭГ-хитозана действует местно, вероятно создавая буферную среду для аксонального роста, ограничивая развитие вторичного повреждения нервной ткани, способствуя слиянию мембран поврежденных клеток. Количество введения препарата в субдуральное пространство и диастаз, может варьироваться от 0,1 мл до 10 мл, в зависимости от размеров спинного мозга объекта. Субтракционная спондилотомия с транспедикулярной фиксацией обеспечивает плотное сопоставление отрезков спинного мозга, исключая их свободное перемещение в позвоночном канале, и нивелируя возможное натяжение. Транспедикулярная фиксация также обеспечивает стабилизацию позвоночного столба в месте травмы, что приводит к иммобилизации поврежденного спинного мозга, и устраняет необходимость длительного обездвиживания и фиксации в жестком ортезе. Раствор полиэтиленгликоля, в составе послеоперационной терапии, вводимый внутривенно, обеспечивает поддержание концентрации ПЭГ в зоне травмы. Внутримышечные инъекции трипсина способствуют ускоренной элиминации из очага травмы и послеоперационной раны нежизнеспособной ткани, оказывают противоотечный и противовоспалительный эффект. Электростимуляция импульсными токами способствует восстановлению трофики мышц, создает электрическую направленность для аксонального роста, способствует ускоренной реабилитации в составе послеоперационной терапии.Thus, the results of the studies give grounds to assert that under the conditions of this experiment, the PEG-chitosan conjugate, together with the surgical comparison of the spinal cord segments, the use of the technique of subtraction spondylotomy with transpedicular fixation, the postoperative administration of trypsin and polyethylene glycol, as well as electrical stimulation, contribute to the restoration of spinal cord functions. which is confirmed clinically and morphologically. The PEG-chitosan conjugate preparation acts locally, probably creating a buffer environment for axonal growth, limiting the development of secondary damage to the nervous tissue, and facilitating the fusion of the membranes of damaged cells. The amount of drug injection into the subdural space and diastasis can vary from 0.1 ml to 10 ml, depending on the size of the subject's spinal cord. Subtraction spondylotomy with transpedicular fixation ensures tight alignment of spinal cord segments, excluding their free movement in the spinal canal and leveling possible tension. Transpedicular fixation also provides stabilization of the spinal column at the site of injury, which leads to immobilization of the injured spinal cord, and eliminates the need for long-term immobilization and fixation in a rigid orthosis. A solution of polyethylene glycol, as part of postoperative therapy, administered intravenously, maintains the concentration of PEG in the area of injury. Intramuscular injections of trypsin promote accelerated elimination of non-viable tissue from the site of injury and postoperative wound, have anti-edematous and anti-inflammatory effects. Electrical stimulation with impulse currents helps to restore muscle trophism, creates an electrical direction for axonal growth, and promotes accelerated rehabilitation as part of postoperative therapy.

При обширных повреждениях спинного мозга, возможно расширение хирургического пособия и выполнение резекции спинного мозга на протяжении, в сочетании с вертерброэктомией для облегчения сопоставления отрезков спинного мозга, Данный способ также может быть дополнен последующим комплексом реабилитации, включающим прямую электростимуляцию спинного мозга, магнитотерапию.With extensive spinal cord injuries, it is possible to expand the surgical intervention and perform resection of the spinal cord along the length, in combination with verterbrectomy to facilitate comparison of the spinal cord segments. This method can also be supplemented by a subsequent rehabilitation complex, including direct electrical stimulation of the spinal cord, magnetotherapy.

Изобретение может быть применено в нейрохирургии, для лечения пациентов с травмой спинного мозга, а также с иными ограниченными поражениями спинного мозга.The invention can be applied in neurosurgery, for the treatment of patients with spinal cord injury, as well as with other limited lesions of the spinal cord.

Источники информацииInformation sources

1. Воронович И.Р., Белецкий А.В., Дулуб О.И., Макаревич С.В. и др. Диагностика и лечение травматических полисегментарных поражений спинного мозга. Матер. научн. конф. посвящ. 40-летию отделения патологии позвоночника «Хирургия позвоночника - полный спектр». М. 2007. С. 281-283.1. Voronovich I.R., Beletsky A.V., Dulub O.I., Makarevich S.V. Diagnosis and treatment of traumatic polysegmental lesions of the spinal cord. Mater. scientific conf. dedicated 40th Anniversary of the Department of Spine Pathology "Spine Surgery - Full Spectrum". M. 2007. S. 281-283.

2. Смирнов В.А., Гринь А.А. Регенеративные методы лечения травмы спинного мозга. Обзор литературы. Часть 1. Нейрохирургия 2019;21(2):66-75.2. Smirnov V.A., Grin A.A. Regenerative methods of treatment of spinal cord injury. Literature review. Part 1. Neurosurgery 2019;21(2):66-75.

3. Патент RU № 2489176 C1. Способ тканевой инженерии спинного мозга после его анатомического разрыва. - МПК7: A61M 37/00(2006.01), A61K 35/48(2006.01), A61K 31/722(2006.01), A61K 31/726(2006.01), A61P 25/00(2006.01) - 14.02.2012 г.)3. Patent RU No. 2489176 C1. The method of tissue engineering of the spinal cord after its anatomical rupture. - IPC 7 : A61M 37/00(2006.01), A61K 35/48(2006.01), A61K 31/722(2006.01), A61K 31/726(2006.01), A61P 25/00(2006.01) - 02/14/2012)

4. Патент RU № 2644278 С1. Способ микрохирургической реконструкции спинного мозга на животной модели с использованием биодеградируемого гидрогеля на основе поливинилового спирта. - МПК7: G09B 23/28(2006.01), A61K 31/74(2006.01), A61P 41/00(2006.01) - 21.12.2016 г.4. Patent RU No. 2644278 C1. A method for microsurgical reconstruction of the spinal cord on an animal model using a biodegradable hydrogel based on polyvinyl alcohol. - IPC 7 : G09B 23/28(2006.01), A61K 31/74(2006.01), A61P 41/00(2006.01) - 12/21/2016

5. Canavero S, Ren X, Kim CY. Reconstructing the severed spinal cord. Surg Neurol Int. 2017;8:285. Published 2017 Nov 21. doi:10.4103/sni.sni_406_17.5. Canavero S, Ren X, Kim CY. Reconstructing the severed spinal cord. Surg Neurol Int. 2017;8:285. Published 2017 Nov 21. doi:10.4103/sni.sni_406_17.

6. Cho Y, Borgens RB. Polymer and nano-technology applications for repair and reconstruction of the central nervous system. Exp Neurol. 2012;233(1):126-144. doi:10.1016/j.expneurol.2011.09.028,6. Cho Y, Borgens RB. Polymer and nano-technology applications for repair and reconstruction of the central nervous system. Exp Neurol. 2012;233(1):126-144. doi:10.1016/j.expneurol.2011.09.028,

7. Патент RU № 2341830 C1. Способ восстановления функций спинного мозга при моделировании его полного анатомического перерыва в остром периоде в эксперименте. - МПК7: G09B 23/28(2006.01), A61B 17/00(2006.01), A61K 31/02(2006.01), A61N 2/00(2006.01) - 26.06.2007г.7. Patent RU No. 2341830 C1. A method for restoring the functions of the spinal cord when modeling its complete anatomical break in the acute period in the experiment. - IPC 7 : G09B 23/28(2006.01), A61B 17/00(2006.01), A61K 31/02(2006.01), A61N 2/00(2006.01) - 06/26/2007

8. Патент RU № 2782119 C1. Способ восстановления функций спинного мозга после его пересечения, с помощью конъюгата ПЭГ-хитозана. - МПК7: G09B 23/28(2006.01), A61B 17/00(2006.01), A61K 31/02(2006.01), A61N 2/00(2006.01) - 08.07.2021г.8. Patent RU No. 2782119 C1. A method for restoring the functions of the spinal cord after its intersection, using a PEG-chitosan conjugate. - IPC 7 : G09B 23/28(2006.01), A61B 17/00(2006.01), A61K 31/02(2006.01), A61N 2/00(2006.01) - 07/08/2021

9. Freeman LW.editorsProceedings, X Congreso Latinoamericano de Neurochirurgia. Brazil: Editorial Don Bosco; 1963. p. 135-449. Freeman LW.editorsProceedings, X Congreso Latinoamericano de Neurochirurgia. Brazil: Editorial Don Bosco; 1963. p. 135-44

10. Freeman LW. Experimental observations upon axonal regeneration in the transected spinal cord of mammals. Clin Neurosurg. 1962. 8: 294-31910 Freeman L.W. Experimental observations upon axonal regeneration in the transected spinal cord of mammals. Clin Neurosurg. 1962.8:294-319

11. Freeman LW. Return of spinal cord function in mammals after transecting lesions. Ann NY Acad Med Sci. 1954. 58: 564-9.11. Freeman L.W. Return of spinal cord function in mammals after transecting lesions. Ann NY Acad Med Sci. 1954.58:564-9.

Claims (1)

Способ лечения травмы спинного мозга с восстановлением его функций конъюгатом ПЭГ-хитозана, включающий хирургическое сопоставление отрезков спинного мозга, отличающийся тем, что осуществляют синтез ПЭГ-хитозана путем ковалентного связывания ПЭГ с фотосшитым хитозаном, после доступа к спинному мозгу устанавливают транспедикулярные винты в тела позвонков выше и ниже места травмы, выполняют спондилотомию одним из способов, вскрывают твердую и мягкую мозговые оболочки, охлаждают спинной мозг ледяной кашицей из стерильного физиологического раствора и в субдуральное пространство вводят синтезированный методом ковалентного связывания препарат конъюгата ПЭГ-хитозана, пересекают и резецируют спинной мозг в пределах жизнеспособной части, с последующим введением конъюгата ПЭГ-хитозана в субдуральное пространство и диастаз спинного мозга, в количестве, необходимом для покрытия поверхности отрезков спинного мозга и заполнения диастаза, производят максимальную дорсальную тракцию позвоночника для создания дорсального сгибания в зоне спондилотомии, окончательно фиксируют транспедикулярную систему, выполняют плотное сближение отрезков спинного мозга, ушивание твердой мозговой оболочки, выполняют внутривенную инъекцию водного раствора полиэтиленгликоля, а в послеоперационном периоде используют внутримышечные инъекции трипсина и нейромиоэлектростимуляцию.A method for treating spinal cord injury with restoration of its functions with a PEG-chitosan conjugate, including surgical comparison of segments of the spinal cord, characterized in that PEG-chitosan is synthesized by covalent binding of PEG with photo-crosslinked chitosan, after access to the spinal cord, transpedicular screws are installed in the vertebral bodies above and below the injury site, spondylotomy is performed using one of the methods, the dura and pia mater are opened, the spinal cord is cooled with ice slurry from sterile saline, and the PEG-chitosan conjugate synthesized by covalent binding is injected into the subdural space, the spinal cord is transected and resected within the viable parts, followed by the introduction of the PEG-chitosan conjugate into the subdural space and the spinal cord diastasis, in the amount necessary to cover the surface of the spinal cord segments and fill the diastasis, produce the maximum dorsal traction of the spine to create dorsal flexion in the spondylotomy zone, finally fix the transpedicular system, perform tight convergence of spinal cord segments, suturing of the dura mater, an intravenous injection of an aqueous solution of polyethylene glycol is performed, and in the postoperative period, intramuscular injections of trypsin and neuromyoelectric stimulation are used.
RU2022128384A 2022-11-02 Method of treatment of spinal cord injury with restoration of its functions with neuro-peg peg-chitosan conjugate RU2801469C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801469C1 true RU2801469C1 (en) 2023-08-09

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2851115C1 (en) * 2025-01-23 2025-11-18 Антон Андреевич Шатохин Method for treating spondylarthrosis using autologous platelet concentrate and autologous blood plasma

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2136242C1 (en) * 1996-05-06 1999-09-10 Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им.акад.Г.А.Илизарова Method of restoration of integrity of spinal cord in experiment
RU2341830C1 (en) * 2007-06-26 2008-12-20 Энвер Тагирович Сяпуков Method of spinal marrow functional recovery with experimental simulation of entire anatomical gap in acute condition
RU2644278C1 (en) * 2016-12-21 2018-02-08 Федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии имени академика Н.Н.Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГАУ "НМИЦ нейрохирургии им. акад. Н.Н.Бурденко" Минздрава России Method for microscurgeric reconstruction of the spinal cord on an animal model by using polyvinyl alcohol biodegradated hydrogel
RU2782119C1 (en) * 2021-07-08 2022-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России) Method for restoring the functions of the spinal cord after transection thereof, using peg-chitosan conjugate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2136242C1 (en) * 1996-05-06 1999-09-10 Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им.акад.Г.А.Илизарова Method of restoration of integrity of spinal cord in experiment
RU2341830C1 (en) * 2007-06-26 2008-12-20 Энвер Тагирович Сяпуков Method of spinal marrow functional recovery with experimental simulation of entire anatomical gap in acute condition
RU2644278C1 (en) * 2016-12-21 2018-02-08 Федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии имени академика Н.Н.Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГАУ "НМИЦ нейрохирургии им. акад. Н.Н.Бурденко" Минздрава России Method for microscurgeric reconstruction of the spinal cord on an animal model by using polyvinyl alcohol biodegradated hydrogel
RU2782119C1 (en) * 2021-07-08 2022-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России) Method for restoring the functions of the spinal cord after transection thereof, using peg-chitosan conjugate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sogolie Kouhzaei et al., Protective effect of low molecular weight polyethylene glycol on the repair of experimentally damaged neural membranes in rat’s spinal cord, Neurological Research, 2013, 35:4, 415-423. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2851115C1 (en) * 2025-01-23 2025-11-18 Антон Андреевич Шатохин Method for treating spondylarthrosis using autologous platelet concentrate and autologous blood plasma

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sen et al. An extreme lateral approach to intradural lesions of the cervical spine and foramen magnum
Speed Spondylolisthesis: treatment by anterior bone graft
RU2527150C1 (en) Method for lumbar spinal motion segment repair
RU2356509C1 (en) Spondylolisthesis surgery technique
RU2801469C1 (en) Method of treatment of spinal cord injury with restoration of its functions with neuro-peg peg-chitosan conjugate
Polkey Intraosseous neurilemmoma of the cervical spine causing paraparesis and treated by resection and grafting.
RU2731809C2 (en) Method of minimally invasive surgical management of stenosis of spinal canal of lumbar spine
Rafael et al. Omental transplantation in the management of chronic traumatic paraplegia: Case report
RU2195941C2 (en) Method for treating traumatic spinal lesions
Łabędź et al. Operative treatment of Schwannoma, the primary sacral tumor–case presentation
Lebenstein-Gumovski et al. Recovery of spinal cord functions after experimental complete crossection under the effect of chitosan polymeric compounds
Vasilyev et al. Late recurrence of spinal neurinoma after its single-stage total removal
Dai et al. Intercostal-Lumbar-Spinal Nerve Anastomoses for Cord Transection
Stiasny et al. Operative treatment with nerve repair can restore function in patients with traction injuries in the brachial plexus
Cloward Destruction of cervical vertebra by solitary neurofibroma: Report of a case with quadriplegia
RU2222356C2 (en) Method for treating degenerativedystrophic diseases of lumbovertebral department
Hsueh et al. Nerve Bypass Surgery for Spinal Cord Reconstruction
RU2717370C1 (en) Method of surgical treatment of multi-level degenerative diseases of lumbar spine
RU2728106C2 (en) Method for vertebral canal reconstruction in multilevel cervical spine stenosis
Ren et al. GEMINI-supported spinal cord transplantation for the treatment of chronic spinal paralysis: overview and initial clinical translation
RU2782119C1 (en) Method for restoring the functions of the spinal cord after transection thereof, using peg-chitosan conjugate
RU2831911C1 (en) Method for surgical management of two-level degenerative disease of lumbar spine
CN111658216A (en) Adjustable macaque spinal cord injury method
RU2240791C2 (en) Method for complex treatment of hernia of intervertebral disk in backbone osteochondrosis
US20250295836A1 (en) Polyethylene glycol-fusion in nerve repair