Кости: внутри и снаружи - Рой Милз

Описанные методы лечения подразумевают масштабное хирургическое вмешательство на одной кости. А если опухоль успела распространиться и злокачественные клетки уже поразили множество костей или захватили кроветворные клетки костного мозга?

Один из способов борьбы со злокачественными опухолями связан с применением лучевой терапии. Начнем со стронция. Этот химический элемент используют при производстве керамической глазури, магнитов и фейерверков, чтобы получить насыщенный красный цвет. Стронций иногда добавляют в зубную пасту, а в Европе с его помощью лечат остеопороз. По химическим свойствам стронций близок к кальцию, вот почему он работает в зубах и костях.

В природе встречаются четыре формы стронция – считайте их братьями. Все они спокойные, законопослушные граждане и лишь немного отличаются друг от друга. Кость не видит разницы между кальцием и стронцием и с готовностью встраивает оба элемента, если нуждается в строительном материале. Однако, в отличие от кальция, стронций поселяется в костях навсегда, вне зависимости от потребностей сердца. В следовых количествах ни одна из четырех природных форм стронция не причиняет костям вреда, но у них есть как минимум шестнадцать нестабильных и крайне неприятных сводных братьев. Все они радиоактивны и иногда ведут себя скверно. Это и плохо, и хорошо. Один из этих братьев, стронций-90, образуется при ядерном взрыве и присутствует в радиоактивных осадках. К сожалению, он живет долго и за первые двадцать девять лет жизни лишь наполовину утрачивает свой пыл. В следующие двадцать девять лет теряется еще четверть, еще двадцать девять лет – остается одна восьмая. После аварии на Чернобыльской АЭС этот изотоп долетел до Швеции и Шотландии и осел на местных пастбищах. Коровы щипали покрытую радиоактивной пылью травку, люди пили молоко и получили стронций-90 в качестве постоянного элемента своих костей. Радиоактивность может вызвать развитие опухоли кости даже спустя десятилетия. Это, конечно, очень плохая новость – масштаб вреда нам еще предстоит оценить.

А вот другой непослушный сводный брат, стронций-89, может принести организму пользу. Он тоже нестабилен и радиоактивен, но по продолжительности жизни и рядом не стоял со стронцием-90: половину своей силы он тратит всего за семь недель, а через год его вредоносность падает более чем на девяносто девять процентов. Лучевые терапевты лечат этим изотопом некоторые виды опухоли кости: стронций-89 проникает в быстро делящиеся (то есть злокачественные) клетки костной ткани и убивает их. Этот прекрасный метод называют прицельной лучевой терапией.

Злокачественные опухоли, которые я до сих пор описывал, затрагивают сами костные клетки – остеобласты и остеокласты. Однако иногда болезнь поражает кроветворные клетки костного мозга – это бывает при лейкозе. Такие опухоли невозможно вырезать, поэтому врачи, скорее всего, будут комбинировать химиотерапию и лучевую терапию. Сначала надо убить все клетки костного мозга, а потом через вену перелить здоровые клетки самого пациента (собранные и сохраненные до начала лечения) или донорские клетки, то есть сделать пересадку костного мозга. Введенные здоровые клетки находят путь в губчатую внутренность кости и возобновляют производство клеток крови, уже не пораженных опухолью.

* * *

Во второй половине XIX века череда удивительных событий коренным образом изменила подход к лечению переломов. Эти достижения заслуживают нашего внимания. Во-первых, открытие и применение на практике общей анестезии позволило проводить операции более скрупулезно и филигранно – быть самым быстрым хирургом уже не означало быть самым лучшим. Во-вторых, расширились знания о бактериях, появились средства борьбы с инфекциями в операционной, и хирургические операции перестали нести угрозу для жизни. В-третьих, благодаря открытию и использованию рентгеновских лучей врачи впервые увидели точную конфигурацию переломов и вывихов и смогли грамотно планировать лечение.

Несмотря на все эти успехи, первые попытки закрепить фрагменты кости проволокой, металлическими пластинками и винтами провалились. Часто эти приспособления делали в столярных и металлообрабатывающих мастерских, и никто не задумывался о том, что они могут быть несовместимы с солоноватой жидкостью под нашей водонепроницаемой кожей: металл начинал ржаветь раньше, чем заживал перелом, организм возмущенно отторгал инородное тело, а иногда и саму кость. Ученые пробовали различные стержни, пластинки и винты из слоновой кости. Организм пациента переносил этот материал лучше, но слоновая кость оказалась слишком хрупкой и непрактичной – слонам крупно повезло.

Проблему решила нержавеющая сталь. В первые десятилетия XX века металлурги довели этот прочный и устойчивый к коррозии металл до совершенства, и ортопеды начали применять его в своих целях. Штифты из нержавейки вставляли в центральную полость сломанной кости, чтобы укрепить ее изнутри. Такие стержни бывают разных размеров – тонкие, как спичка, что полезно при стабилизации переломов кисти и стопы, или толстые, как карандаш, но в полтора раза длиннее, чтобы стабилизировать более длинные кости.

Примерно тогда же в Германии Герхард Кюнчер придумал «гвоздь» для внутренней фиксации переломов бедренной кости. Имплантат в поперечнике имел форму трилистника: это придавало ему необходимую жесткость, чтобы надежно закрепить перелом, одновременно «гвоздь» сохранял свою пластичность, позволявшую забить его через слегка искривленный центральный канал. В США с методом Кюнчера познакомились лишь после того, как из немецкого плена начали возвращаться американские летчики, прошедшие в Германии лечение, – «гвозди Кюнчера» были видны у них на рентгеновских снимках. Это принципиально изменило ситуацию. Прежде человеку, получившему перелом бедра, вворачивали стержень сквозь кость рядом с коленом. Этот стержень выходил через кожу с обеих сторон конечности и с помощью системы блоков и канатов соединялся с грузом, который висел с торца кровати. Такое положение больного помогало стабилизировать взаимное расположение концов кости, но для восстановления требовалось провести на больничной койке полтора месяца[39]. За это время сломанная кость приобретала достаточную прочность, и можно было наложить на перелом гипсовую повязку от подмышек до пальцев ног. Пациент еще шесть недель передвигался на костылях, и только после этого гипс снимали.

Не менее интересна история эволюции пластин и винтов, которыми сломанные кости скрепляли на поверхности, а не в центральном канале. Ортопеды-новаторы стали обездвиживать место перелома, сохраняя надежное кровоснабжение конечности. Они смогли осуществить это, опираясь на успехи в изучении биологии заживления костной ткани. Необычность современных ортопедических устройств просто поражает. Первые удачные экземпляры пластин и винтов изготавливали из нержавеющей стали. Сейчас их делают из титана. Этот материал так же устойчив к коррозии, но обладает еще одним полезным для ортопедии свойством. Если пластина мягкая и гнется как резина, она не даст никакой стабильности. Если она будет совсем жесткая – например, как лезвие ножа, – перелом станет абсолютно неподвижным, и кристаллы гидроксиапатита в этом месте не получат механической стимуляции и не будут генерировать пьезоэлектричество. Без сигналов к действию режущие конусы не смогут перестроить и укрепить кость. Пока нагрузку берет на себя пластина, все идет хорошо. Но когда пластину снимут, отправленные в отпуск конусы не успеют среагировать на призыв вернуться к работе. Слабая кость снова сломается. Чрезмерную защиту режущих конусов принято называть экранированием напряжений. Применение титана для фиксации перелома позволяет смягчить этот эффект, поскольку титановая пластина держит перелом не так жестко, как пластина из нержавейки. Цель процедуры – тем или иным способом стабилизировать концы кости ровно настолько, чтобы они находились в правильном положении, но при этом сохраняли некоторую подвижность на микроскопическом уровне, поддерживая работу режущих конусов.