Оссификация — это… Понятие, определение, основы и закономерности, виды, сроки, норма, возможные патологии и их лечение

Гетеротопическая оссификация (внескелетное окостенение) — это патологический процесс, который предполагает образование кости внутри мягких тканей, т.е. там, где кость не должна существовать. Этот процесс может наблюдаться в таких структурах, как кожа, подкожная клетчатка и скелетные мышцы. В более редких случаях оссификаты могут формироваться в стенках кровеносных сосудов и брыжейке кишечника. Несмотря на то, что оссификаты могут возникать где угодно, наиболее часто они встречаются вблизи крупных суставов (коленного, тазобедренного, локтевого и плечевого суставов).

Гетеротопическая оссификация была впервые описана Patin в 1692 году во время работы с детьми, которым был поставлен диагноз оссифицирующего прогрессирующего миозита. В 1918 году Dejerine и Ceillier подробно описали гистологические, анатомические и клинические особенности формирования оссификатов у солдат, получивших травму позвоночника во время Первой мировой войны. Следуя работе Dejerine и Ceillier, Marshall Urist описал остеоиндуктивные свойства костного морфогенного белка в таких эктопических структурах, как мышцы. Это считалось и до сих пор считается «эпохальным открытием» среди всех ортопедических исследований.

Этиология/Причины

Точная патофизиология гетеротопической оссификации неизвестна. Трансформация примитивных мезенхимальных клеток соединительной ткани в остеобластную ткань и остеоид включает разнообразные и плохо изученные триггеры. Предполагается, что эти триггеры включают генетические, посттравматические, нейрогенные, послеоперационные и реактивные поражения рук и ног. Генетические формы включают два типа: фибродисплазия и прогрессирующая костная гетероплазия. Эти типы описываются как массивные отложения гетеротопической кости вокруг нескольких суставов в отсутствие провоцирующего события (т. е. травмы). Это наиболее тяжелый вариант оссификации, прогрессивно развивающейся на протяжении всей жизни и серьезно влияющий на здоровье, продолжительность и качество жизни.

Посттравматическая оссификация начинается с пролиферации веретенообразных клеток в течение первой недели после травматического события. В течение 1-2 недель развивается примитивный остеоид. После второй недели можно увидеть примитивные хрящ и кость. Трабекулярная кость образуется через 2-5 недель после травмы. По мере прогрессирования минерализации аморфный фосфат кальция постепенно замещается кристаллами гидроксиапатита. Примерно через 6 месяцев в соединительной ткани появляется настоящая кость.

Нейрогенная гетеротопическая оссификация возникает после серповидноклеточной анемии, гемофилии, столбняка, полиомиелита, рассеянного склероза и токсического эпидермального некролиза. Также нейрогенная оссификация развивается только в местах дистальных (расположенных ниже) уровня повреждения спинного мозга. Области формирования оссификатов почти всегда находятся на пораженной стороне тела (в случае чернею-мозговой травмы или инсульта). Послеоперационные оссификаты чаще всего возникают после процедур, требующих открытой редукции, внутренней фиксации или операций по замене суставов.

Реактивные поражения кистей и стоп обычно связаны с надкостницей или периартикулярной фиброзной тканью, что отличает данную категорию от оссифицирующего миозита. Эти поражения встречаются в трех клинико-рентгенологических условиях: периостальный остеохондроматоз, реактивный периостит, подногтевой экзостоз.

Период реабилитации

Важнейшим этапом на пути к полному выздоровлению является тактика постепенного восстановления организма. Основное правило – беречь травмированный участок тела, важна плавность движений. Нельзя переутомлять организм чрезмерными нагрузками. Лечебная физкультура должна быть подобрана исключительно специалистом.

В случае сильных болей врачом назначается необходимый комплекс препаратов и обезболивающих средств. По окончанию лечения и периода реабилитации, продолжительность которого индивидуальна у каждого пациента, необходимо провести проверочное ультразвуковое исследование.

Распространенность

• После ампутации нижних конечностей (7%).
• После ЧМТ (10-20%). Наиболее часто поражается тазобедренный сустав, затем локтевой.
• После травмы спинного мозга (20-40%).
• После эндопротезирования тазобедренного сустава (55%).
• После перелома локтевого сустава и/или вывиха (90%); после перелома предплечья (20%).

В недавнем исследовании Foruria и соавт. была изучена распространенность оссификации при всех патологиях локтевого сустава, с которыми поступали люди в отделение неотложной помощи в течение 5 лет. Он обнаружил, что наибольшая распространенность гетеротопического окостенения наблюдается при переломах локтевого отростка со смещением и связанных с этим переломах плечевой кости. Место окостенения чаще всего находилось на задней стороне локтевой кости. Факторы риска возникновения оссификатов включают вывих или подвывих в момент травмы, открытую травму и тяжелую травму грудной клетки. При хирургическом лечении патологии у 37% участников формировались оссификаты.

Окостенение суставов

Если суставы были серьезно травмированы, а больной не счел нужным посетить специалиста, то риск возникновения патологической оссификации суставов возрастает в разы. При таком образовании движение сустава порой блокируется полностью, что серьезно затрудняет повседневную жизнь человека.

Наиболее известный тип окостенелости — это оссификация тазобедренных суставов. Она развивается в детском возрасте или в раннем младенчестве. Велика вероятность развития оссификаторов внутриутробно. Независимо от момента появления первых признаков заболевания, по исполнению двадцати лет оно переходит в хроническую форму. Помимо скованности движения сустава, не исключено их срастание. В таком случае суставы совершенно обездвижены, при этом начинает развиваться анкилоз. Еще одним фактором этого заболевания является образование тромбов в нервных стволах, при этом у пациента наблюдаются сильные боли.

Необходимо учитывать определенные нормы в развитии тазобедренных суставов. Так, примерно на восьмом месяце беременности у плода развивается структура сустава. У каждого ребенка оссификация тазобедренной области происходит в свое положенное время, то есть развитие этого процесса происходит абсолютно индивидуально. Однако примерные статистические данные все же имеются:

1. На начальном этапе у ребенка проявляется лишь структура тазобедренного сустава. Этот процесс длится до первых трех месяцев после рождения малыша. Оссификация головок бедренных костей пока не начинается.
2. Второй период охватывает время вплоть до шести месяцев. Окостенение происходит, но еще не полностью. Женский пол в этом процессе развивается значительно быстрее мужского.
3. Третий этап включает развитие вплоть до пятилетнего возраста. За этот период костная ткань увеличивается в разы.
4. Завершающий период охватывает возраст от 12 до 20 лет, когда костная ткань оказывается полностью сформированной.

Если за эти периоды наблюдались какие-либо отклонения, то по истечении завершающей стадии они будут носить постоянный характер, а лечение недуга может быть весьма затрудненным.

Классификация

Брукерская классификация гетеротопической оссификации

• Класс 1: костный островок в мягких тканях вокруг тазобедренного сустава.
• Класс 2: костные шпоры, исходящие из тазовой кости и проксимального конца бедренной кости (расстояние между ними не менее 1 см).
• Класс 3: костные шпоры, исходящие из тазовой кости и проксимального конца бедренной кости (расстояние между ними <1 см).
• Класс 4: анкилоз тазобедренного сустава.

Брукер не описал класс 0, но последующие исследования с использованием классификации Брукера определили класс 0, как отсутствие рентгенографических признаков оссификации.

Классификация по Шмидту и Хакенброку

• Область 1: гетеротопическая окостенение строго под кончиком большого вертела бедренной кости.
• Область 2: окостенение ниже и выше кончика большого вертела.
• Область 3: окостенение строго над верхушкой большого вертела.

• Степень А: одиночные или множественные оссификаты <10 мм без контакта с тазовой или бедренной костью.
• Степень В: оссификаты >10 мм без контакта с тазовой костью, но с возможным контактом с бедренной костью; отсутствие перехода от бедренной кости к проксимальной части большого вертела; отсутствие признаков анкилоза.
• Степень С: анкилоз за счет прочной перемычки между бедренной костью и тазовой костью.

Классификация по МакАфи (после тотальной артропластики межпозвонкового диска)

• 0: нет оссификатов.
• 1: оссификаты не находятся в пределах границ диска и не мешают движению.
• 2: оссификаты в пределах границ диска, но не блокирует движение.
• 3: оссификаты в пределах краев диска и мешающая движению протеза.
• 4: анкилоз.

Симптоматические проявления

Клиническая картина включает несколько явных симптомов, свойственных исключительно этому заболеванию:

1. Боль на травмированном участке.
2. Отечность в области развития нароста.
3. Затвердение и покраснение.
4. При гетеротопической оссификации наблюдается затруднение движений сустава или их полное отсутствие в связи с болью, сопровождающей движение.
5. Нарушения в структуре нервных волокон такие, как образование тромбов или пролежней.
6. Кровоподтеки.

Не менее важным фактором при подобном заболевании является то, что происходит ущемление нервных окончаний, что, естественно, сопровождается болевыми ощущениями. Это происходит вследствие того, что костные наросты образуются в зонах, в которых их наличие не предусмотрено в организме изначально.

При обнаружении подобных симптомов необходимо незамедлительно обратиться к специалисту, пока заболевание не перешло в хроническую форму и не причинило серьезного ущерба не только здоровью, но и жизнедеятельности человека в целом.

Стадии развития

Хронология развития гетеротопических оссификатов

• 0 дней: + / — эритема, отек, болезненность.
• 7 дней: пальпируемая масса.
• 7-14 дней: плохо выраженная тень на рентгенограмме.
• 14-21 день: остеоидное отложение, рентгенографические тени.
• 21-35 дней: эффект «точечной вуали».
• 24 дня: определенные рентгенографические данные.
• 30 дней: минерализация показывает зональную картину (лучше всего видно на компьютерной томографии).
• 45 дней: гистологическая «зональная» картина очевидна, отражающая хорошо сформированную минерализацию на периферии.
• 180-365 дней: развитие зрелой кости.

Клиническая картина

Клинические признаки и симптомы гетеротопической оссификации могут появиться уже через 3 недели (или до 12 недель) после травмы спинного мозга, опорно-двигательного аппарата или других сопутствующих событий. Первым признаком формирования оссификата обычно является потеря подвижности сустава и нарушение его функции. Другие признаки включают отек, покраснение, повышение температуры в месте поражения, боль и пальпируемое образование. В некоторых случаях может наблюдаться повышение температуры тела.

Диагностирование

Патологическое состояние диагностируется на основе симптоматической картины и результатов исследования крови, наблюдается повышение содержания щелочной фосфатазы. На рентгенографическом снимке первые проявления патологического состояния будут визуализироваться лишь через 7-10 дней после начала проявления заболевания. С целью раннего диагностирования в современной медицине используется метод трехфазного сканирования в зоне костных частиц, в I фазе обследования заметно локальное увеличение кровоснабжения и накопления изотопных индикаторов в ткани.

Диагностика

Ультрасонография

• Обнаружение оссификатов на 2 недели раньше, чем при рентгенологическим исследовании.
• Ультрасонография точнее, чем любые лабораторные анализы.
• Необходима специалистам, выступающим за быструю/активную физиотерапию.
• Устраняет высокий процент ложноположительных результатов физического осмотра.

Трехфазная сцинтиграфия

• Диагностические и терапевтические цели наблюдения.
• Фазы 1 и 2 указывают на гиперемию и скопление крови (предшествующие оссификации процессы).
• Обычно положительный результат через 2-4 недели.
• Серийное сканирование костей, используемое для мониторинга метаболической активности внутри оссификата с целью определения оптимальных сроков хирургической резекции и прогнозирования послеоперационных осложнений.

Рентгенография

• Мягкая тканевая масса является самым ранним рентгенологическим признаком.
• Гетеротопическое окостенение наблюдается на рентгенограммах через 4-6 недель после травмы, и имеет типичный вид округлого окостенения со светящимся центром.
• Радиография не позволяет обнаружить минерализацию оссификата в течение первых недель после травмы/начала заболевания.
• Часто используется для классификации оссификации после эндопротезирования тазобедренного сустава.
• Дифференциальный диагноз: авульсии, остеохондральные фрагменты, кальцификация мягких тканей и остеосаркома.

МРТ/КТ

• МРТ обычно не используется для оценки состояния оссификатов.
• КТ позволяет обнаружить окостенение мягких тканей на более ранних стадиях, чем стандартная рентгенография.

Использование технеция-99 и метилендифосфоната

• Наиболее чувствительный способ визуализации для раннего обнаружения и оценки зрелости оссификатов.
• Может использоваться для мониторинга метаболической активности внутри оссификатов и определения подходящего времени для операции и прогнозирования послеоперационных рецидивов.
• Обычно положительный результат >2 недель (раньше рентгенологического подтверждения).

Простагландин Е2 (PGE2)

• Мониторинг экскреции PGE2 при 24-часовом анализе мочи.
• PGE2 считается надежным костным маркером для раннего выявления и определения эффективности лечения.
• Внезапное увеличение является показанием для сцинтиграфии костей.

Щелочная фосфатаза

• Часто используется при раннем выявлении оссификатов. Показатели щелочной фосфатазы значительно увеличиваются в самом начале формирования оссификата и держатся на плато в течение 4-х недель.
• Не может использоваться для получения клинических заключений о зрелости оссификата или рецидиве.
• Острые переломы часто имеют сходные значения щелочной фосфатазы, что ограничивает использование данного показателя в диагностике оссификации.

Повышенный уровень креатинкиназы

• Коррелирует с гистологическим поражением мышц и тяжестью заболевания.
• Не специфично в отношении гетеротопической оссификации.
• Позволяет прогнозировать более высокий риск развития и тяжести оссификации.
• Может быть полезен при планировании и оценке реакции на лечение.

Матриксная металлопротеиназа-9

• Модели морских животных свидетельствуют, что это может быть ранним биомаркером, свидетельствующим о формировании оссификатов.

Примечание: Отсутствие простых объективных мер по выявлению оссификатов приводит к ошибочной диагностике на ранних стадиях и неадекватному лечению.

В чем опасность

Без лечения оссификация может осложниться следующими патологиями и процессами:

• сращение суставов;
• тромбоз и сдавливание нервных окончаний;
• развитие злокачественного новообразования;
• окостенение связок, суставного аппарата.

Все эти процессы приводят к инвалидизации больного, поэтому лечение патологии — обязательное условие полноценной жизни в дальнейшем.

Дифференциальная диагностика

Начальная воспалительная фаза формирования оссификатов может имитировать другие патологии, такие как целлюлит, тромбофлебит, остеомиелит или опухолевый процесс. Другие дифференциальные диагнозы включают тромбоз глубоких вен, септический артрит, гематому или перелом. Кроме того, есть мнение, что тромбоз глубоких вен и оссификация связаны. Считается, что это обусловлено массовым эффектом и местным воспалением, стимулирующим образование тромба. Образование тромба вызвано венозной компрессией и флебитом.

Сопутствующие заболевания

Наиболее частые заболевания, обнаруженные в сочетании с гетеротопическим окостенением:

• Анкилозирующий спондилит.
• Ревматоидный артрит.
• Гипертрофический остеоартрит.
• Диффузный идиопатический скелетный гиперостоз.
• Болезнь Педжета.
• Квадриплегия и параплегия.

Лечение

Лечение оссификатов в значительной степени зависит от количества эктопических костных образований, их локализации и связанных с этим функциональных ограничений пациента.

Первой целью лечебных мероприятий является выявление пациентов, подверженных риску развития оссификатов и их профилактическое лечение. Исследования подтверждают эффективность двух других подходов к лечению оссификатов: 1) хирургическое иссечение и 2) лучевая терапия.

Профилактическое лечение

Необходимо провести дальнейшие исследования в этой области, однако в настоящее время существуют экспериментальные варианты. К ним относятся:

Местная лучевая терапия

• Снижение частоты во всех классах по классификации Брукера, однако наибольший эффект наблюдается в 3 и 4 классах (по сравнению с НПВП).
• Лечение лучше проводить в послеоперационном периоде, чем в предоперационном.
• Использование радиотерапии в качестве профилактического лечения касается в основном пациентов после эндопротезирования тазобедренного сустава.
• Плюрипотентные мезенхимальные клетки могут предотвращать развитие гетеротопического окостенения.
• Доза 700-800 cГр для местного облучения в первые четыре послеоперационных дня предотвращает развитие оссификации у пациентов с высоким риском.

Пероральный прием Индометацина

Медикаментозная терапия

Лекарственные препараты назначаются пациентам, подверженным риску развития оссификатов. Существуют два вида препаратов, которые, как было показано, имеют как профилактические, так и лечебные преимущества. К ним относятся нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) и бисфосфонаты.

НПВП (индометацин)

1. Ингибирование дифференцировки мезенхимальных клеток в остеогенные клетки (прямое действие).
2. Ингибирование посттравматического костного ремоделирования путем подавления простагландин-опосредованного (непрямое действие) и противовоспалительного ответов.

Бисфосфонаты

1. Ингибирование осаждения фосфата кальция.
2. Замедление агрегации кристаллов гидроксиапатита.
3. Ингибирование превращения фосфата кальция в гидроксиапатит.

Примечание: врачи должны быть осведомлены о потенциальных осложнениях (в основном связанных с желудком) у пациентов, принимающих НПВП на регулярной основе.

Хирургическое вмешательство

Хирургическое лечение преследует две цели: изменить положение пораженного сустава и/или улучшить его подвижность. В своей работе Garland предлагает следующие сроки оперативных вмешательств.

• 6 месяцев после травматического развития оссификата.
• 1-й год после развития оссификата вследствие травмы спинного мозга
• 18 месяцев после развития оссификата вследствие черепно-мозговой травмы.

Указанные выше сроки были установлены для определения наиболее оптимальных сроков оперативного вмешательства. Клиницисты должны определить, «созрел» ли оссификат для хирургического удаления, это позволяет уменьшить риск интраоперационных осложнений, таких как кровотечение, и последующих рецидивов. Использование сканирования костей для определения метаболической активности очага поражения и уровня щелочной фосфатазы в сыворотке крови часто помогает при принятии решений. Shehab описывает критерии, согласно которым рекомендуется хирургическое удаление гетеротопического окостенения. Эти критерии следующие:

• Значительно уменьшение амплитуды движений пораженного сустава (например, меньше 50 градусов для тазобедренного сустава) является самым серьезным осложнением гетеротопической оссификации.
• Отсутствие местной температуры, отека, покраснения или других клинических проявлений острого процесса.
• Нормальный уровень щелочной фосфатазы в сыворотке крови.
• Возвращение показателей сканирования костей к норме (или почти к норме); если получены серийные количественные снимки костей, то должна наблюдаться резко снижающаяся тенденция с последующим устойчивым состоянием в течение 2-3 месяцев.

Реабилитация в послеоперационном периоде

Рекомендуется начинать программу реабилитации в течение первых 24 часов после операции. Программа должна длиться в течение 3 недель, чтобы предотвратить адгезию (слипание тканей).

Физическая терапия

Неоднократно было показано, что физиотерапия приносит пользу пациентам, страдающим от гетеротопического окостенения. Предоперационная физиотерапия может быть использована для сохранения структур вокруг очага поражения. Упражнения на поддержание амплитуды движений (пассивные упражнения, активные ассистивные упражнения и активные упражнения) и упражнения для укрепления окружающих мышц позволяют избежать мышечной атрофии и тугоподвижности сустава.

Примечание: Необходимо соблюдать осторожность при работе с пациентами с оссификатами. Слишком активная терапия может усугубить их состояние и привести к воспалению, отеку, кровоизлиянию и усилению боли.

Послеоперационная реабилитация также продемонстрировала свою эффективность в отношении пациентов, перенесших операцию по поводу гетеротопических оссификатов. Послеоперационное лечение оссификатов аналогично предоперационному лечению, но гораздо больше внимания уделяется контролю отека, лечению рубцов и профилактике инфекционных осложнений.

Calandruccio изложил протокол реабилитационного лечения для пациентов, перенесших хирургическое иссечение гетеротопического окостенения локтевого сустава.

Этапы реабилитации и цели для каждого этапа следующие:

Этап I (1 неделя)

Цели:

• Предотвращение инфекционных осложнений.
• Уменьшение стресса тканей в месте операции.
• Уменьшение боли.
• Уменьшение отека.
• Увеличение амплитуды движений до 80%.
• Поддержание амплитуды движений суставов запястья и плечевого сустава.

Этап II (2-8 недель)

Цели:

• Уменьшение боли.
• Уменьшение отека.
• Ограничение активности повседневной жизни.
• Мероприятия по увеличению подвижности рубца и правильному ремоделированию тканей.
• Упражнения для вовлечения окружающих мышц.

Этап III (9-24 недели)

Цели:

• Самостоятельное управление болью.
• Предотвращение всплеска функциональной активности.
• Укрепление мышц.
• Увеличение амплитуды движений (если сохраняются ограничения).
• Возврат к предыдущим уровням активности.

Примечание: Оба вышеприведенных исследования были в основном направлены на реабилитацию локтевого сустава, пораженного вследствие гетеротопической оссификации. Однако цели и этапы реабилитационного процесса могут быть использованы в качестве руководства при лечении оссификатов в других местах.

Радикальные меры

При неэффективности предыдущих мероприятий прибегают к оперативной методике, направленной на иссечение оссификатов. Однако, тут возможны некоторые осложнения: кровотечение, сепсис и повторение патологии. Рецидивы болезни наблюдаются крайне редко при проведении операции после окончательного созревания костных образований. Таким образом, ее проводят по истечении года-полтора после травмирования. Для уменьшения вероятности повторения после хирургического иссечения определенным пациентам назначают радиотерапию минимальными дозами, показаны длительные курсы средств на основе этидроновой кислоты.