HISTOMORPHOMETRIC CHARACTERISTICS AND PATHOGENIC MECHANISM OF PERONEAL NERVE NEUROPATHY IN EXPERIMENTAL FRACTIONAL LOWER LEG LENGTHENING

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Purpose – to study histomorphometric characteristics and pathogenic mechanism of peroneal nerve neuropathy in experimental lower leg lengthening by one millimeter per day in four increments. Methods. The authors performed lengthening of lower leg in 12 adult mongrel dogs at 14-15% of initial length by Ilizarov technique. 28 days after the leg distraction, 30 days after its fixation in the device and 30 days after the Ilizarov fixator dismounting the authors withdrew the animals from the experiment. Peroneal nerve portions were examined using light microscopy, histomorphometry of the full-color images of the giant epoxy semifine sections stained with methylene blue and diamond fuchsin. Results. Planimetric investigation demonstrated 15% decrease (p<0.05) in the total area of nerve fiber bundles after distraction confirming transverse contraction of intrafascicular content. Fibrosis, increased cellularity of epineurium as well as the decrease in adipocyte number and size was observed in result of distraction and fixation. Neuropathy of the peroneal nerve was observed in one of the 12 animals – more than 80% of myelinated fibers demonstrated destructive changes, the large arteries of epineurium demonstrated obliterated lumina, part of arteries had necrobiotic changes in the cellular elements of the walls. In the remaining animals the proportion of the transformed myelinated fibers in the experiment time frame amounted to 6.0±1.4%, 4.3±1.3% and 4.2±0.4% (normally: 1.9±0.3%), no marked vascular damage was observed, the number of epineural vascular modules increased up to 6.0±1.5 (contralaterally – up to 4.0±1.6), the number of endoneural microvessels was increased at 35.5%, 10.9% and 38.9% (p<0.05) in respect of intact norm (141.8±8.7 per 1 mm2). Reduced proportion of capillaries with open lumina confirmed vasomotion disorder. The changes analysis in the distribution of myelinated fibers by diameter and mean size indicates the distinct axonal atrophy, deand re-myelinaton. The mean diameter of axons and myelin thickness remained respectively 7% and 14% below normal (p<0.05) in 30 days after the fixator dismounting. Conclusion. Good structural preservation of the majority of peroneal nerve fibers during leg lengthening in the manual fractural mode is ensured by integrity and hypervascularization of the nerve membranes. Axonal atrophy and hypomyelination observed in part of the fibers is associated with epineurium thinning due to decreased adipocytes content and their size. Histologically documented neuropathy was observed in one case of twelve along with lumina obliteration of main epineural arteries.

About the authors

T. N. Varsegova

Ilizarov Russian Scientific Center «Restorative Traumatology and Orthopedics» 6, ul. M. Ul’yanovoy, Kurgan, 640014, Russia

Author for correspondence.
Email: varstn@mail.ru
Cand. Sci. (Biol) Senior Researcher, Laboratory of Morphology Russian Federation

N. A. Schudlo

Ilizarov Russian Scientific Center «Restorative Traumatology and Orthopedics» 6, ul. M. Ul’yanovoy, Kurgan, 640014, Russia

Email: varstn@mail.ru
Dr. Sci. (Med) Head of Clinicaland-Experimental Laboratory of Reconstructive-Restorative Microsurgery and Surgery of the Hand Russian Federation

M. M. Schudlo

Ilizarov Russian Scientific Center «Restorative Traumatology and Orthopedics» 6, ul. M. Ul’yanovoy, Kurgan, 640014, Russia

Email: varstn@mail.ru
Dr. Sci. (Med) Leading Researcher Clinical-and-Experimental Laboratory of ReconstructiveRestorative Microsurgery and Surgery of the Hand Russian Federation

T. A. Stupina

Ilizarov Russian Scientific Center «Restorative Traumatology and Orthopedics» 6, ul. M. Ul’yanovoy, Kurgan, 640014, Russia

Email: varstn@mail.ru
Dr. Sci. (Biol) Senior Researcher Laboratory of Morphology Russian Federation

A. A. Emanov

Ilizarov Russian Scientific Center «Restorative Traumatology and Orthopedics» 6, ul. M. Ul’yanovoy, Kurgan, 640014, Russia

Email: varstn@mail.ru
Cand. Sci. (Vet) Senior Researcher, Laboratory of Reconstructive Arthroplasty and Arthroscopy Russian Federation

References

  1. Аранович А.М., Диндиберя Е.В., Климов О.В., Новиков К.И. Ошибки и осложнения при удлинении голени у больных ахондроплазией. Травматология и ортопедия России. 2005;1(34):36-38.
  2. Варсегова Т.Н. Реактивно-деструктивные изменения большеберцового нерва при удлинении голени дробной и высокодробной дистракцией в эксперименте. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СОРАН. 2011;4(80):234-237.
  3. Гайдышев И.п. Анализ и обработка данных: специальный справочник. Спб.: питер; 2001. 752 с.
  4. Илизаров Г.А., Щудло М.М., Карымов Н.Р., Сайфутдинов М.С. значение ритма дистракции для реализации «эффекта Илизарова» в нервах удлиняемого сегмента конечности. Гений ортопедии. 1995;(1): 12-18.
  5. Шевцов В.И., Попков А.В. Оперативное удлинение нижних конечностей. М.: Медицина; 1998. 192 с.
  6. Шевцов В.И., Щудло Н.А., Щудло М.М., Филимонова Г.Н. Структурная адаптивность и пластичность скелетных мышц при удлинении конечности. Гений ортопедии. 2009;(4):39-47.
  7. Щудло М.М., Щудло Н.А., Варсегова Т.Н., Борисова И.В. Реакция нервов на растяжение и их структурная адаптация к удлинению конечности. Гений ортопедии. 2009;(4):48-55.
  8. Simpson A.H.R.W., Halliday J., Hamilton D.f., Smith M., Mills K. Limb lengthening and peripheral nerve function-factors associated with deterioration of conduction. Acta orthop. 2013;84(6):579-584. doi: 10.3109/17453674.2013.859418.
  9. Makarov M.R., Samchukov M.L., Birch J.g., Cherkashin A.M., Sparagana S.P., Delgado M.R. Somatosensory evoked potential monitoring of peripheral nerves during external fixation for limb lengthening and correction of deformity in children. J Bone Joint Surg Br. 2012;94 (10):1421-1426. doi: 10.1302/0301-620x.94B10.28913.
  10. Malliopoulos x., Maisonneuve B., Fron D., Herbaux B. Electrophysical surveillance in limb lengthening in 25 children and adolescents. Ann readapt Med Phys. 2007;50(5):302-305.
  11. doi: 10.1016/j.annrmp.2007.02.007.
  12. Nogueira M.P., Paley D., Bhave A., Herbert A., Nocente C., Herzenberg J.E. Nerve lesions associated with limb-lengthening. J Bone Joint Surg Am. 2003;85(8): 1502-1510.
  13. Topp K.S., Boyd B.S. Structure and biomechanics of peripheral nerves: nerve responses to physical stresses and implications for physical therapist practice. Phys Ther. 2006;86(1):92-109.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2016 Traumatology and Orthopedics of Russia

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».