RU2422114C2 - Method and system for creation of controlled heterogeneities of structure and mechanical stresses in cartilage tissues (versions), and method of introduction of medicinal and other useful substances for controlled activation of regenerative processes (versions) - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: group of inventions relates to medicine and can be applied for modification of cartilage tissue for stimulation of its regeneration. In cartilage tissue at least one canal of access is formed. In at least one formed canal of access flowing medium, which forms at least one bubble of flowing medium, is introduced. Into, at least, one formed canal of access at least one source of electromagnetic radiation is introduced, posing it in such a way that, at least, one formed bubble was in zone of electromagnetic radiation impact of, at least, one source of electromagnetic radiation. At least one said source of electromagnetic radiation is activated.

EFFECT: group of inventions makes it possible to induce growth of cartilage tissue for replacement of pathologically changed structures.

39 cl, 6 ex, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области медицины, а именно к методам и устройствам для лечения заболеваний хрящевых тканей, в том числе межпозвонковых дисков (МПД), которые подвергаются дегенеративным изменениям при остеохондрозе и нестабильности позвоночника, и суставных хрящей, страдающих при остеоартрозах, травматических повреждениях и т.д.The invention relates to medicine, namely to methods and devices for the treatment of diseases of cartilage tissue, including intervertebral discs (MTD), which undergo degenerative changes in osteochondrosis and instability of the spine, and articular cartilage, suffering from osteoarthritis, traumatic injuries, etc. d.

Уровень техникиState of the art

Заболевания хрящевых тканей относятся к числу высоко распространенных в человеческой популяции.Cartilage diseases are among the most common in the human population.

Известно, что питание таких хрящевых тканей, как гиалиновый хрящ суставных поверхностей и замыкательных пластинок МПД, волокнистый хрящ фиброзного кольца и ткань пульпозного ядра МПД, ввиду отсутствия в них кровеносных сосудов, осуществляется преимущественно путем диффузии. Важную роль при этом играют микропоры, являющиеся своеобразными каналами, по которым происходит транспорт тканевой жидкости, представляющей собою водный раствор солей и питательных веществ.It is known that the nutrition of cartilage tissues such as hyaline cartilage of the joint surfaces and end plates of the MTD, fibrous cartilage of the fibrous ring and the tissue of the pulp core of the MTD, due to the lack of blood vessels in them, is carried out mainly by diffusion. An important role is played by micropores, which are a kind of channels through which the transport of tissue fluid, which is an aqueous solution of salts and nutrients, takes place.

Особенно важны микропоры для питания тканей МПД. J. M Huyghe et al. (Huyghe et al., 2003) экспериментальным путем показали различие между неионизированной внутрифибриллярной и ионизированной межфибриллярной пористыми тканями фиброзного кольца МПД. Для описания изменений механических свойств гиалинового хряща, фиброхрящевой и фиброзной ткани была предложена пороэластическая модель и разработан соответствующий математический аппарат (Laible et al., 1994; Laible et al., 1993; Loboa et al., 2003; Riches et al., 2002). Результаты моделирования (Loboa et al., 2003) показали, что периодически воздействующее давление жидкости и растягивающее напряжение регулируют синтез протеогликанов и фибриллогенез коллагена, сборку волокон и формирование поперечных сшивок, упорядочивают ориентацию волокон, вызывая изменения проницаемости ткани, модуля сжимаемости и модуля упругости. Пористость определяет также степень гидратации ткани диска и, как следствие, ее электропроводность (Yong Gu et al., 2002).Micropores are especially important for the nutrition of MTD tissues. J. M Huyghe et al. (Huyghe et al., 2003) experimentally showed the difference between non-ionized intrafibrillar and ionized interfibrillar porous tissues of the fibrous ring of MTD. To describe the changes in the mechanical properties of hyaline cartilage, fibrocartilage, and fibrous tissue, a poroelastic model was proposed and the corresponding mathematical apparatus was developed (Laible et al., 1994; Laible et al., 1993; Loboa et al., 2003; Riches et al., 2002) . Simulation results (Loboa et al., 2003) showed that periodically acting fluid pressure and tensile stress regulate the synthesis of proteoglycans and collagen fibrillogenesis, fiber assembly and cross-linking, order the orientation of the fibers, causing changes in tissue permeability, compressibility modulus and elastic modulus. Porosity also determines the degree of hydration of the disk tissue and, as a consequence, its electrical conductivity (Yong Gu et al., 2002).

При дегенеративных изменениях МПД и гиалиновых суставных хрящей структура межклеточного матрикса резко изменяется, что приводит к дезорганизации системы микропор и, как следствие, ухудшению питания и гибели клеток. Известно, что при дегенеративных изменениях в МПД коэффициент диффузии существенно снижается (Antoniou et al., 2004; Chiu et al., 2001; Kealey et al., 2005; Kerttula et al., 2001; Nguyen-minh et al., 1998).With degenerative changes in the MTD and hyaline articular cartilage, the structure of the intercellular matrix changes dramatically, which leads to disorganization of the micropore system and, as a result, to a deterioration in nutrition and cell death. It is known that with degenerative changes in the MTD, the diffusion coefficient decreases significantly (Antoniou et al., 2004; Chiu et al., 2001; Kealey et al., 2005; Kerttula et al., 2001; Nguyen-minh et al., 1998) .

Образование микропор в результате внешних воздействий улучшает питание клеток дистрофически измененной ткани и способствует активации регенерационных процессов.The formation of micropores as a result of external influences improves the nutrition of cells of dystrophically altered tissue and promotes the activation of regenerative processes.

Однако формирование слишком крупных пор приводит к уменьшению механической прочности тканей и может способствовать прорастанию кровеносных сосудов в хрящевые ткани. Функциональная дезинтеграция ткани, обусловленная ее структурной и метаболической неоднородностью, может увеличивать вероятность развития злокачественных опухолей (хондробластом) и повышать опасность фиксации опухолевых клеток и роста метастазов. Поэтому нужны микропоры с определенным распределением по размерам.However, the formation of too large pores leads to a decrease in the mechanical strength of tissues and can contribute to the germination of blood vessels in cartilage. Functional tissue disintegration due to its structural and metabolic heterogeneity can increase the likelihood of developing malignant tumors (chondroblast) and increase the risk of tumor cell fixation and metastasis growth. Therefore, micropores with a certain size distribution are needed.

Радиографическое сканирование позвоночника, выполняемое в определенной проекции, в 50% случаев позволяет выявить в МПД области, содержащие газ (Goobar et al., 1987).Radiographic scanning of the spine, performed in a certain projection, in 50% of cases allows you to identify areas containing gas in the MTD (Goobar et al., 1987).

В настоящее время известны многочисленные способы оказания терапевтического воздействия на хрящевую ткань, и в частности на МПД, связанные с воздействием определенными видами энергии на определенные зоны хрящевой ткани.Numerous methods are currently known for exerting a therapeutic effect on cartilage tissue, and in particular on MTD, associated with exposure to certain types of energy on certain areas of cartilage tissue.

Так в патенте США 6,503,269 раскрыт способ управляемого нагрева внутренней поверхности фиброзного кольца межпозвонкового диска, что приводит к уничтожению нервных окончаний в фиброзном кольце, развившихся после его повреждения и являющихся причиной так называемой "дискогенной боли". Способ содержит этапы, на которых формируют канал доступа через фиброзное кольцо МПД, вводят в МПД источник света, активируют источник света, излучающий диффузный свет, измеряют оптическими способами температуру ткани в непосредственной близости от источника света и меняют интенсивность света, излучаемого из источника, в соответствии с измеренной температурой. Облучение внутренней поверхности фиброзного кольца приводит к его нагреванию и уничтожению нервных окончаний.So in US patent 6,503,269 disclosed a method of controlled heating of the inner surface of the fibrous ring of the intervertebral disc, which leads to the destruction of nerve endings in the fibrous ring that developed after its damage and causing the so-called "discogenic pain". The method comprises the steps of forming an access channel through the MTF fibrous ring, introducing a light source into the MTD, activating a light source emitting diffuse light, optically measuring the temperature of the tissue in the immediate vicinity of the light source and changing the intensity of the light emitted from the source, in accordance with measured temperature. Irradiation of the inner surface of the fibrous ring leads to its heating and destruction of nerve endings.

В патенте США 5,571,147 раскрыт еще один способ уничтожения нервных окончаний в МПД, являющихся причиной "дискогенной боли", заключающийся в том, что формируют канал доступа, через который во внутреннюю часть МПД вводят оптоволокно. Электромагнитное излучение, подаваемое от источника через оптоволокно, поглощается в МПД, что приводит к нагреванию МПД и гибели нервных окончаний.US Pat. No. 5,571,147 discloses yet another method for killing nerve endings in an MTD that causes “discogenic pain”, which consists in forming an access channel through which an optical fiber is introduced into the interior of the MTD. The electromagnetic radiation supplied from the source through the optical fiber is absorbed in the MTD, which leads to heating of the MTD and the death of nerve endings.

Недостатки перечисленных выше способов заключаются в следующем: а) терапевтическое воздействие выполняется после прорастания нервных окончаний, т.е. на поздней стадии патологического процесса; б) в результате терапевтического воздействия выполняется только уничтожение нервных окончаний, без оказания терапевтического воздействия непосредственно на поврежденную хрящевую ткань; в) поскольку для уничтожения нервных окончаний требуется нагревать большой объем ткани МПД до высокой температуры, существует высокая вероятность повреждения хрящевой ткани МПД и последующего повторного прорастания нервных окончаний.The disadvantages of the above methods are as follows: a) the therapeutic effect is performed after the germination of nerve endings, i.e. at a late stage of the pathological process; b) as a result of the therapeutic effect, only the destruction of the nerve endings is performed, without having a therapeutic effect directly on the damaged cartilage tissue; c) since the destruction of nerve endings requires the heating of a large volume of MTD tissue to a high temperature, there is a high probability of damage to the cartilaginous tissue of the MTD and subsequent re-germination of the nerve endings.

В патенте США 6,733,496 раскрыты способ и устройство для модификации МДП, в частности, для лечения трещин в фиброзном кольце МДП, путем нагревания участков ткани в непосредственной близости от участка ткани с патологическими изменениями, причем в одном из вариантов осуществления способа предусмотрена доставка энергии (в том числе электромагнитной энергии и энергии ультразвуковых колебаний) к патологически измененному участку ткани МДП в количестве, не вызывающем удаления и/или испарения материала диска в непосредственной близости от устройства доставки энергии. В одном из вариантов осуществления в диск доставляется количество энергии, достаточное для изменения его биохимических и/или биомеханических свойств без структурной деградации ткани. Недостаток такого способа терапевтического воздействия заключается в том, что на хрящевую ткань оказывается непрерывное воздействие, приводящее к существенному изменению свойств хрящевой ткани, что создает высокий риск осложнений.US Pat. No. 6,733,496 discloses a method and apparatus for modifying MDP, in particular for treating cracks in the fibrous ring of MDP, by heating tissue sections in the immediate vicinity of a tissue section with pathological changes, and in one embodiment of the method, energy delivery is provided (including the number of electromagnetic energy and the energy of ultrasonic vibrations) to a pathologically changed section of the TIR tissue in an amount that does not cause removal and / or evaporation of the disk material in the immediate vicinity of the device energy delivery. In one embodiment, an amount of energy is delivered to the disk sufficient to change its biochemical and / or biomechanical properties without structural degradation of the tissue. The disadvantage of this method of therapeutic exposure is that the cartilage tissue is continuously exposed, leading to a significant change in the properties of the cartilage tissue, which creates a high risk of complications.

Таким образом, все известные в настоящее время способы терапевтического воздействия на хрящевую ткань, связанные с воздействием на хрящевую ткань определенными видами энергии, и, в частности, когерентным и некогерентным электромагнитным излучением, имеют своим недостатком то, что на хрящевую ткань оказывается непрерывное, относительно сильное воздействие, что дает кратковременный терапевтический эффект. Например, после физического разрушения нервных окончаний в МПД при нагревании участка ткани исчезает дискогенная боль, однако впоследствии боль может возобновиться вследствие образования грануляционной ткани в подвергаемой терапии области хряща, прорастания в ней сосудов и нервных окончаний.Thus, all currently known methods of therapeutic treatment of cartilage tissue associated with exposure to cartilage tissue with certain types of energy, and, in particular, coherent and incoherent electromagnetic radiation, have the disadvantage that the cartilage tissue is continuous, relatively strong exposure, which gives a short-term therapeutic effect. For example, after physical destruction of the nerve endings in the MTD, when the tissue site is heated, discogenic pain disappears, however, subsequently the pain can resume due to the formation of granulation tissue in the cartilage region being treated, the germination of blood vessels and nerve endings in it.

Ни один из известных в настоящее время способов не приводит к замещению патологически измененных участков хрящевой ткани, такой как МПД или суставной хрящ, молодой (новообразованной) хрящевой тканью, т.е. не вызывает регенерации поврежденных или утраченных структур.None of the currently known methods leads to the replacement of pathologically altered portions of cartilage, such as MTD or articular cartilage, by young (newly formed) cartilage, i.e. does not cause regeneration of damaged or lost structures.

В способе согласно настоящему изобретению используется слабое, практически точечное воздействие электромагнитным излучением на хрящевую ткань, причем воздействие производится в виде нескольких серий импульсов. Такое воздействие приводит к возникновению в областях, прилегающих к области приложения воздействия, процессов, вызывающих активацию роста молодой (новообразованной) хрящевой ткани, которая замещает патологически измененные структуры МПД.The method according to the present invention uses a weak, almost point effect of electromagnetic radiation on the cartilage tissue, and the effect is made in the form of several series of pulses. Such an effect leads to the occurrence in the areas adjacent to the area of application of the process, processes that cause activation of the growth of young (newly formed) cartilaginous tissue, which replaces the pathologically changed structures of the MTD.

Способ по настоящему изобретению относится к лазерной реконструкции хрящевой ткани, в том числе межпозвонковых дисков, и является принципиально новой минимально инвазивной процедурой . В основу этого способа положен эффект регенерации тканей межпозвонкового диска под действием неразрушающего лазерного излучения.The method of the present invention relates to laser reconstruction of cartilage, including intervertebral discs, and is a fundamentally new minimally invasive procedure . The basis of this method is the effect of tissue regeneration of the intervertebral disc under the action of non-destructive laser radiation.

Метод лазерной реконструкции дисков (ЛРД) является принципиально новым способом лечения больных с дегенеративными заболеваниями межпозвонковых дисков. В основе метода лежит обнаруженное в 1999 году явление регенерации ткани пульпозного ядра межпозвонкового диска под действием неразрушающего лазерного излучения. Процедура ЛРД подразумевает пункцию межпозвонкового диска, подведение лазерного излучения через иглу в область пульпозного ядра и лазерное облучение данной области с целью создания условий для запуска репаративных процессов в биологической ткани. Также к указанной области пульпозного ядра может прикладываться (например, через иглу) периодическое механическое воздействие. Лечебный эффект достигается путем создания пространственно-временных неоднородностей температуры и механических напряжений в хрящевой ткани путем ее нагрева лазерным излучением, модулированным в пространстве и во времени. Лазерное воздействие в режиме, применяющемся при ЛРД, не сопровождается разрушением и/или удалением части межпозвонкового диска, не приводит к некрозу тканей диска и не повреждает прилежащие к диску нервные и сосудистые структуры позвоночника.The method of laser disc reconstruction (LRE) is a fundamentally new way of treating patients with degenerative diseases of the intervertebral discs. The method is based on the phenomenon of tissue regeneration of the pulpous nucleus of the intervertebral disc discovered in 1999 by non-destructive laser radiation. The LRE procedure involves the puncture of the intervertebral disc, the supply of laser radiation through a needle into the region of the pulpous nucleus and laser irradiation of this area in order to create conditions for starting reparative processes in biological tissue. Also, periodic mechanical action can be applied to the indicated region of the pulpous nucleus (for example, through a needle). The therapeutic effect is achieved by creating spatio-temporal inhomogeneities of temperature and mechanical stresses in the cartilage tissue by heating it with laser radiation modulated in space and time. Laser exposure in the regimen used for LRD is not accompanied by the destruction and / or removal of part of the intervertebral disc, does not lead to necrosis of the disc tissue and does not damage the nervous and vascular structures of the spine adjacent to the disc.

Процедура пункционной лазерной реконструкции дисков проводится под местной анестезией с использованием рентген-телевизионного контроля при полном сознании пациента. Сама процедура пункционной ЛРД не требует специальной подготовки пациента и, поэтому, может проводиться на амбулаторной основе.The procedure of puncture laser disc reconstruction is performed under local anesthesia using x-ray television control with the full consciousness of the patient. The procedure of puncture LRD itself does not require special preparation of the patient and, therefore, can be performed on an outpatient basis.

Преимуществами лазерного метода являются миниинвазивность, отсутствие наркоза, амбулаторный характер, простота и дешевизна лазерной процедуры.The advantages of the laser method are minimally invasive, the absence of anesthesia, the outpatient nature, simplicity and low cost of the laser procedure.

Основное отличие способа настоящего изобретения от ранее разработанных способов лечения заключается в целенаправленном формировании пузырьков текучей среды в небольшом объеме подвергаемой терапии области и воздействии на них периодическим (например, импульсно-модулированным) электромагнитным (ЭМ) излучением. Электромагнитное излучение может быть доставлено в подвергаемую терапии область любым способом, известным в данной области техники, например, через введенный в подвергаемую терапии область ткани световод. Необходимо отметить, что характерный размер источника излучения (например, диаметр световода) составляет от примерно 0,2 мм до примерно 1,0 мм, при этом длину волны и интенсивность ЭМ-излучения подбирают таким образом, что по существу вся энергия ЭМ-излучения поглощается в малой окрестности источника ЭМ-излучения, далее в настоящем описании называемой областью приложения воздействия (менее 2 мм³, предпочтительно, менее 1 мм³), т.е. на ткань оказывается по существу точечное (локальное) воздействие. Другим принципиальным отличием способа настоящего изобретения от ранее разработанных способов лечения является то, что ЭМ-воздействие является импульсным. В отличие от ранее использовавшегося постоянного воздействия ЭМ-излучением на хрящевую ткань, что фактически сводилось к ее нагреву до определенной температуры, способ настоящего изобретения использует импульсное ЭМ-излучение, которое в результате комплексного взаимодействия с пузырьками текучей среды и тканью в облучаемой области приводит к возникновению в ткани акустических волн, потоков вещества в хрящевой ткани, при этом пузырьки текучей среды подвергаются дроблению (Фиг.1,А-1,Е) и перемещаются внутри хрящевой ткани, формируя новые и прочищая уже имеющиеся поры. Вышеперечисленные эффекты оказывают воздействие на ткань, находящуюся вне области ткани, подвергаемой облучению, приводя к ее модификации и замещению патологически измененных участков хрящевой ткани новообразованной хрящевой тканью.The main difference between the method of the present invention and the previously developed methods of treatment consists in the targeted formation of fluid bubbles in a small volume of the treated area and exposure to periodic (eg, pulse-modulated) electromagnetic (EM) radiation. Electromagnetic radiation can be delivered to the area to be treated by any method known in the art, for example, through a light guide inserted into the area of tissue to be treated. It should be noted that the characteristic size of the radiation source (for example, the diameter of the fiber) is from about 0.2 mm to about 1.0 mm, while the wavelength and intensity of the EM radiation are selected in such a way that essentially all the energy of the EM radiation is absorbed in a small neighborhood of the source of EM radiation, hereinafter referred to as the area of application of the exposure (less than 2 mm ³ , preferably less than 1 mm ³ ), i.e. the tissue is essentially a point (local) effect. Another fundamental difference between the method of the present invention and previously developed methods of treatment is that the EM effect is pulsed. In contrast to the previously used constant exposure to EM cartilage by EM radiation, which actually came to its heating to a certain temperature, the method of the present invention uses pulsed EM radiation, which, as a result of complex interaction with fluid bubbles and tissue in the irradiated region, leads to in the tissue of acoustic waves, flows of matter in the cartilage tissue, while the bubbles of the fluid are crushed (Figure 1, A-1, E) and move inside the cartilage tissue, forming new and cleansing existing pores. The above effects have an effect on tissue located outside the area of the tissue exposed to radiation, leading to its modification and replacement of pathologically changed sections of cartilage tissue with newly formed cartilage tissue.

Согласно способу настоящего изобретения, поры образуются при перемещении и слиянии газовых пузырьков в ткани в процессе локального лазерного воздействия. Размер пор контролируется с использованием известных методик, например акустических, спектроскопических и иных, позволяющих оценить факт возникновения пор, изменения состояния ткани и т.д.According to the method of the present invention, pores are formed by the movement and fusion of gas bubbles in the tissue during local laser exposure. Pore size is monitored using well-known techniques, for example, acoustic, spectroscopic and others, allowing to evaluate the occurrence of pores, changes in the state of tissue, etc.

Локальное периодическое лазерное воздействие вызывает колебательное давление и перемещение среды вследствие неоднородного нагрева небольших областей, причем размеры зон, в которых происходит это механическое воздействие, намного превышают размеры зон теплового воздействия излучения.A local periodic laser action causes vibrational pressure and displacement of the medium due to inhomogeneous heating of small areas, and the sizes of the zones in which this mechanical action occurs are much larger than the sizes of the heat-affected radiation zones.

Кроме того, приложение дополнительного механического воздействия, например, ультразвуковых колебаний, или вибрации отдельных элементов инструмента (иглы), приводит к усилению эффекта механического воздействия, проявляющегося в активации клеток, прочищению микропор, улучшению питания клеток и удалению продуктов их метаболизма.In addition, the application of additional mechanical action, for example, ultrasonic vibrations, or vibration of individual elements of the instrument (needle), leads to an increase in the effect of mechanical action, which manifests itself in the activation of cells, purification of micropores, improvement of cell nutrition and removal of metabolic products.

Принципиальным отличием предлагаемого способа от известных из уровня техники является контролируемость воздействия и предсказуемость результатов, которые достигаются путем выбора и поддержания определенных соотношений между частотами колебаний и амплитудами давления, размерами образующихся микропузырьков, с одной стороны, и характерными размерами микропор в хрящевой ткани, характерными размерами областей модификации ткани, с другой стороны.The fundamental difference between the proposed method and the known from the prior art is the controllability of the impact and predictability of the results, which are achieved by selecting and maintaining certain ratios between the vibration frequencies and pressure amplitudes, the sizes of the formed microbubbles, on the one hand, and the characteristic sizes of micropores in the cartilaginous tissue, characteristic sizes of areas fabric modifications, on the other hand.

Качественные соотношения между параметрами лазерного воздействия и характеристиками давления, пор, параметрами движения среды (скорости движения, характерных расстояний перемещения) следующие.The qualitative relations between the parameters of the laser action and the characteristics of pressure, pores, and parameters of the medium’s motion (motion velocity, characteristic displacement distances) are as follows.

Характерные размеры микропор в фиброзном кольце хрящевого диска составляют 100 нм.The characteristic sizes of micropores in the fibrous ring of a cartilaginous disc are 100 nm.

Размеры пузырьков предпочтительно должны быть несколько больше этих размеров, но иметь тот же порядок величины. (Слишком большие пузыри не эффективны для прочищения существующих и создания новых микропор.)The size of the bubbles should preferably be slightly larger than these sizes, but have the same order of magnitude. (Too large bubbles are not effective for cleansing existing ones and creating new micropores.)

Периодичность лазерного воздействия предпочтительно должна соответствовать характерным частотам активации клеток (в диапазоне от 0,1 до 5 Гц). Промежутки между сериями облучения должны быть достаточны для стабилизации доменной структуры электрических диполей воды в хрящевой ткани, которая составляет для тканей межпозвонковых дисков человека от 5 секунд до 2 минут.The frequency of the laser exposure should preferably correspond to the characteristic frequencies of cell activation (in the range from 0.1 to 5 Hz). The intervals between the series of irradiation should be sufficient to stabilize the domain structure of the electric water dipoles in the cartilage tissue, which is 5 seconds to 2 minutes for human intervertebral disc tissues.

Размеры областей повреждения хрящей в межпозвонковых дисках и суставах обычно составляют несколько миллиметров. Расстояния, на которые происходят перемещения среды должны быть в диапазоне 1-10 миллиметров, что соответствует характерным размерам зон лечебного воздействия хрящевых тканей.The size of the cartilage damage areas in the intervertebral discs and joints is usually a few millimeters. The distances over which the medium moves must be in the range of 1-10 millimeters, which corresponds to the characteristic sizes of the zones of therapeutic effect of cartilage tissue.

Настоящее изобретение решает перечисленные выше задачи, предоставляя способ реконструкции хрящевой ткани, включающий в себя этапы на которых:The present invention solves the above problems by providing a method for reconstructing cartilage tissue, comprising the steps of:

формируют по меньшей мере один канал доступа к по меньшей мере одной области приложения воздействия, расположенной внутри области модификации хрящевой ткани;forming at least one access channel to at least one area of application of the impact located inside the region of modification of the cartilage tissue;

формируют внутри указанной по меньшей мере одной области приложения воздействия по меньшей мере один пузырек текучей среды;at least one fluid bubble is formed within said at least one application area;

вводят в указанную по меньшей мере одну область приложения воздействия через указанный по меньшей мере один канал доступа по меньшей мере один источник электромагнитного излучения (ЭМИ);at least one source of electromagnetic radiation (EMR) is introduced into said at least one application area of influence through said at least one access channel;

активируют указанный по меньшей мере один источник электромагнитного излучения,activating said at least one source of electromagnetic radiation,

при этом электромагнитное излучение имеет параметры, позволяющие формировать в указанной по меньшей мере одной области приложения воздействия поле электромагнитного излучения, оказывающее указанное воздействие.the electromagnetic radiation has parameters that allow you to form in the at least one area of application of the field of electromagnetic radiation that has the specified effect.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения электромагнитное излучение является периодически модулированным и имеет следующие параметры:In one embodiment of the present invention, electromagnetic radiation is periodically modulated and has the following parameters:

- длина волны ЭМ-излучения от примерно 0,6 мкм до примерно 2,2 мкм, наиболее предпочтительно примерно 1,56 мкм;- the wavelength of EM radiation from about 0.6 microns to about 2.2 microns, most preferably about 1.56 microns;

- средняя мощность ЭМ-излучения от примерно 0,5 Вт до примерно 5 Вт, предпочтительно от примерно 1 Вт до примерно 2 Вт;- average power of EM radiation from about 0.5 W to about 5 W, preferably from about 1 W to about 2 W;

- длительность импульса от примерно 1 мс до примерно 3000 мс, предпочтительно от примерно 50 мс до примерно 300 мс;- a pulse duration of from about 1 ms to about 3000 ms, preferably from about 50 ms to about 300 ms;

- частота следования импульсов в серии от примерно 0,1 Гц до примерно 100 Гц, предпочтительно от примерно 1 Гц до примерно 20 Гц;- pulse repetition rate in the series from about 0.1 Hz to about 100 Hz, preferably from about 1 Hz to about 20 Hz;

- интервал между сериями импульсов от примерно 5 с до примерно 60 с, предпочтительно от примерно 2 с до примерно 5 с;- the interval between the series of pulses from about 5 s to about 60 s, preferably from about 2 s to about 5 s;

- длительность серий импульсов составляет от примерно 5 с до примерно 60 с;- the duration of the series of pulses is from about 5 s to about 60 s;

- количество серий импульсов составляет от примерно 1 до примерно 10.- the number of pulse series is from about 1 to about 10.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения источник электромагнитного излучения представляет собой световод с диаметром от примерно 0,1 мм до примерно 2 мм, предпочтительно примерно 0,6 мм.In one embodiment of the present invention, the electromagnetic radiation source is a fiber with a diameter of from about 0.1 mm to about 2 mm, preferably about 0.6 mm.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения этапы способа применяют к нескольким областям приложения воздействия хрящевой ткани, причем указанное применение может выполняться последовательно, параллельно либо последовательно-параллельно, при этом указанные области могут быть различными, пересекающимися или совпадающими.In one of the embodiments of the present invention, the steps of the method are applied to several areas of application of the impact of cartilage tissue, and the specified application can be performed sequentially, in parallel or sequentially-in parallel, while these areas can be different, intersecting or coincident.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения способ реконструкции хрящевой ткани дополнительно включает в себя этапы, на которых в хрящевой ткани, подвергаемой реконструкции, возбуждают механические колебания при помощи по меньшей мере одного дополнительного источника механических колебанийIn one embodiment of the present invention, the method for reconstructing cartilage tissue further includes the steps of causing mechanical vibrations in the cartilage tissue to be reconstructed using at least one additional source of mechanical vibrations

Канал доступа может быть сформирован при помощи введения в хрящевую ткань пустотелой иглы, причем источником механических колебаний является игла, формирующая канал доступа, и/или излучатель, введенный в указанную иглу.The access channel can be formed by introducing a hollow needle into the cartilaginous tissue, the source of mechanical vibrations being the needle forming the access channel and / or the radiator inserted into the specified needle.

Необходимо отметить, что хотя в настоящем описании в качестве иллюстративного примера раскрыт вариант осуществления способа, при котором текучая среда, формирующая пузырек, источник ЭМ-излучения и источник механических колебаний вводят в подвергаемую лечению область хрящевой ткани через один канал доступа, настоящее изобретение также охватывает варианты осуществления, в которых указанные операции выполняют через различные каналы доступа.It should be noted that although in the present description, an embodiment of a method is disclosed in which a fluid forming a bubble, an EM radiation source, and a mechanical vibration source are introduced into the treated region of cartilage tissue through one access channel, the present invention also encompasses options implementation in which these operations are performed through various access channels.

Настоящее изобретение также предоставляет систему, обеспечивающую реализацию способа модификации хрящевой ткани.The present invention also provides a system for implementing a method for modifying cartilage tissue.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг.1,А-1,E иллюстрируют образование и дробление пузырька текучей среды в хрящевой ткани под действием лазерного излучения.Figure 1, A-1, E illustrate the formation and fragmentation of a fluid bubble in the cartilage tissue under the action of laser radiation.

Фиг.2,А-2,Л иллюстрируют развитие гиалинового хряща после проведения процедуры ЛРД.Figure 2, A-2, L illustrate the development of hyaline cartilage after the LRD procedure.

Фиг.3 - зоны облучения межпозвонковых дисков для шейного и поясничного отделов позвоночника.Figure 3 - the irradiation zone of the intervertebral discs for the cervical and lumbar spine.

Фиг.4 - блок-схема системы, позволяющей выполнять процедуру ЛРД.4 is a block diagram of a system that allows you to perform the LRE procedure.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Механизмы лечебного воздействияThe mechanisms of therapeutic effect

Видеосъемка зоны воздействия (см. Фиг.1,А-Е) лазерного излучения на пульпозное ядро показывает следующее:Video recording of the exposure zone (see Figure 1, AE) of laser radiation on the pulp core shows the following:

А. При всех используемых режимах лазерного воздействия на пути рядом с оптическим волокном в процессе облучения начинает образовываться темная зона, причем степень затемнения растет со временем облучения.A. With all the laser exposure modes used, a dark zone begins to form on the path near the optical fiber during irradiation, with the degree of darkening increasing with time of irradiation.

Б. В результате облучения меняется структура микропузырьков (размеры пузырьков уменьшаются, а их количество увеличивается).B. As a result of irradiation, the structure of microbubbles changes (the size of the bubbles decreases, and their number increases).

В. Наблюдается движение пузырьков (характер движения зависит от параметров облучения). Наблюдаемое при видеосъемке затемнение нагреваемой лазером зоны в прошедшем свете, т.е. увеличение светорассеяния, является следствием уменьшения средней плотности пульпозного ядра вследствие а) образования пузырьков и б) нагрева пульпозного ядра.B. The movement of bubbles is observed (the nature of the movement depends on the parameters of the irradiation). Observed during video recording the dimming of the laser-heated zone in transmitted light, i.e. an increase in light scattering is a consequence of a decrease in the average density of the pulp nucleus due to a) the formation of bubbles and b) heating of the pulp nucleus.

Г. Наблюдается колебательное (обратно-поступательное) движение среды (жидкости) в области воздействия.G. There is an oscillatory (back-translational) movement of the medium (liquid) in the area of influence.

Основной механизм лечебного воздействия заключается в улучшении питания клеток за счет образования (восстановления) микропор и каналов в хрящевой ткани. Образование новых и/или прочистка, раскупоривание имеющихся, но забитых микропор происходит в гиалиновой пластине, которая является связующим звеном между хрящевой тканью МПД и кровеносной системой.The main mechanism of therapeutic effect is to improve cell nutrition due to the formation (restoration) of micropores and channels in the cartilage tissue. The formation of new and / or cleansing, uncorking of existing but clogged micropores occurs in the hyaline plate, which is the connecting link between the cartilaginous tissue of the MTD and the circulatory system.

При естественных механических нагрузках жидкость выдавливается из МПД, при этом положительные ионы (кальция и натрия) уходят из МПД, но натрий движется быстрее, а кальций отстает и накапливается в порах. Микропоры могут быть забиты солями кальция, поэтому может быть полезным добавление веществ, например физиологического раствора, которые растворяют соли кальция и способствуют прочищению микропор.Under natural mechanical loads, the liquid is squeezed out of the MTD, while positive ions (calcium and sodium) leave the MTD, but sodium moves faster, and calcium lags behind and accumulates in the pores. Micropores can be clogged with calcium salts, so it may be useful to add substances, such as saline, that dissolve calcium salts and help clean micropores.

Второй механизм связан с активацией (или спецификацией стволовых) клеток путем механического воздействия, в частности волнами напряжений, возникающими при неоднородном нагреве, волнами, возникающими при согласованных крутильных колебаниях электрических диполей воды в хрящевом матриксе, или волнами напряжений (давления), возникающими при введении в хрящевой матрикс (и движении по нему) микропузырьков газа или жидкости.The second mechanism is associated with the activation (or specification of stem) cells by mechanical action, in particular, stress waves arising from inhomogeneous heating, waves arising from coordinated torsional vibrations of electric dipoles of water in the cartilage matrix, or stress (pressure) waves arising from the introduction of cartilage matrix (and movement along it) of microbubbles of gas or liquid.

Третий механизм лечебного воздействия связан с воздействием на нервные окончания. Это может быть:The third mechanism of therapeutic effect is associated with exposure to nerve endings. It could be:

(а) дезактивация нервных окончаний термическим, механическим или химическим воздействием,(a) deactivation of nerve endings by thermal, mechanical or chemical attack,

(б) механическое удаление или уменьшение объема давящего на нерв объекта, например, грыжи, секвестра мышцы, связки (путем его деформации, устранения патологического набухания путем уменьшения застойных явлений),(b) mechanical removal or reduction of the volume of the object pressing on the nerve, for example, a hernia, sequestration of a muscle, ligament (by deforming it, eliminating pathological swelling by reducing stagnation),

(в) долговременный эффект за счет изменения макроархитектуры диска путем его реконструкции (регенерации новой ткани), устранения нестабильности.(c) a long-term effect due to a change in the macroarchitecture of the disk by means of its reconstruction (regeneration of new tissue), elimination of instability.

Стадии процедуры реконструкции хрящевой тканиStages of cartilage tissue reconstruction procedure

В общем случае способ реконструкции хрящевой ткани включает следующие этапы:In the General case, the method of reconstruction of cartilage tissue includes the following steps:

1. Введение заданного количества текучей среды и, при необходимости, организация возможности ее отвода (оттока).1. The introduction of a given amount of fluid and, if necessary, the organization of the possibility of its removal (outflow).

2. Необязательное измерение динамики давления во время и после введения текучей среды.2. Optional measurement of pressure dynamics during and after the introduction of the fluid.

При этом:Wherein:

- если нет разрывов диска (а точнее фиброзного кольца), то во время введения текучей среды в диск внутридисковое давление возрастает, а после введения текучей среды давление в диске не изменяется (или снижается незначительно);- if there are no ruptures of the disk (more precisely, the fibrous ring), then during the introduction of the fluid into the disk, the intra-disk pressure increases, and after the introduction of the fluid, the pressure in the disk does not change (or decreases slightly);

- если в диске имеются разрывы, то во время введения текучей среды в диск внутридисковое давление не изменяется или слабо возрастает, а после введения текучей среды давление быстро снижается до первоначального уровня.- if there are gaps in the disk, then during the introduction of the fluid into the disk, the intradiscal pressure does not change or increases slightly, and after the introduction of the fluid, the pressure rapidly decreases to the initial level.

Такое различное поведение давления (его динамика) определяет характер повреждений диска и, следовательно, выбор параметров воздействия.Such different pressure behavior (its dynamics) determines the nature of disk damage and, therefore, the choice of exposure parameters.

3. Выбор начальных параметров воздействия.3. The choice of initial exposure parameters.

4. Введение и позиционирование источника воздействия.4. Introduction and positioning of the source of exposure.

5. Измерение характеристик модификации хрящевой ткани (деформации, напряжения, температуру, структурные изменения).5. Measurement of cartilage tissue modification characteristics (deformation, stress, temperature, structural changes).

6. Осуществление воздействия, приводящего к изменению поля механических напряжений с одновременным измерением характеристик модификации хрящевой ткани.6. The implementation of the impact, leading to a change in the field of mechanical stresses while measuring the characteristics of the modification of cartilage tissue.

7. Корректирование параметров воздействия на основе показаний измерений, в частности, выключение (остановка) воздействия.7. Correction of exposure parameters based on measurement readings, in particular, switching off (stopping) the exposure.

8. Перемещение источника воздействия в новое положение и повторение стадий 6 и 7.8. The movement of the source of exposure to a new position and the repetition of stages 6 and 7.

Параметры воздействияExposure parameters

Тип воздействия (лазерное излучение, механические колебания, акустические волны или их комбинация).Type of exposure (laser radiation, mechanical vibrations, acoustic waves, or a combination thereof).

Длительность импульса.Pulse duration.

Частота следования импульсов.Pulse repetition rate.

Энергия импульсов (импульсная мощность воздействия).Pulse energy (pulsed exposure power).

Продолжительность одной серии (число импульсов в серии).Duration of one series (number of pulses in a series).

Длительность интервала между сериями.The duration of the interval between series.

Общая продолжительность воздействия (число серий).Total exposure duration (number of episodes).

Состав (фазовый, химический) текучей среды (в том числе доля жидкой и газообразной фаз, стволовые клетки и т.д.).Composition (phase, chemical) of the fluid (including the proportion of liquid and gaseous phases, stem cells, etc.).

Давление при введении текучей среды.Fluid pressure.

Размеры области воздействия.Dimensions of the impact area.

Расстояние между соседними областями воздействия.The distance between adjacent areas of impact.

Наличие (или отсутствие) и параметры (скорость, давление) отсоса текучей среды.The presence (or absence) and parameters (speed, pressure) of the fluid suction.

Приложение внешнего воздействия в области приложения воздействияApplication of external impact in the field of application of impact

Способ реконструкции хрящевой ткани в общем случае включает в себя следующие основные этапы:The method of reconstruction of cartilage tissue in the General case includes the following main steps:

- формирование канала доступа к области приложения воздействия;- the formation of a channel of access to the impact application area;

- введение специальных веществ (газов, жидкостей или их смесей, либо другой текучей среды);- the introduction of special substances (gases, liquids or mixtures thereof, or other fluid);

- внешнее воздействие (воздействие лазерным излучением, механическими колебаниями), причем этот этап может выполняться одновременно, до или после по отношению к этапу введения либо как любая комбинация вышеперечисленных вариантов.- external exposure (exposure to laser radiation, mechanical vibrations), and this stage can be performed simultaneously, before or after in relation to the introduction stage, or like any combination of the above options.

Воздух (или другая текучая среда) доставляется в пульпозное ядро межпозвоночного диска или в суставной хрящ через полую иглу, формирующую канал доступа к области приложения воздействия.Air (or other fluid) is delivered to the pulpous nucleus of the intervertebral disc or to the articular cartilage through a cannula forming a channel of access to the area of application of the impact.

Например, при введении иглы в хрящевую ткань МПД или сустава в ее просвете находится мандрен, который затем извлекают из иглы, а вместо него в иглу помещают световод. Световод как поршень доставляет в ткань (пульпозное ядро МПД или суставной хрящ) некоторое количество воздуха (или другой текучей среды). В этот момент пузырек воздуха располагается вблизи конца иглы.For example, when a needle is inserted into the cartilaginous tissue of the MTD or joint, a mandrin is located in its lumen, which is then removed from the needle, and a fiber is inserted into the needle instead. A fiber as a piston delivers a certain amount of air (or other fluid) into the tissue (pulp core of the MTD or articular cartilage). At this point, the air bubble is located near the end of the needle.

Внешнее воздействие (например, воздействие лазерным излучением, механическими колебаниями) провоцирует отрыв пузырька воздуха от конца иглы. Пузырек воздуха, введенный в МПД или суставной хрящ, перемещается на некоторое расстояние от иглы. Однако это перемещение осуществляется очень медленно (его скорость лимитирована размером пузырька).External exposure (for example, exposure to laser radiation, mechanical vibrations) provokes the separation of an air bubble from the end of the needle. An air bubble introduced into the MTD or articular cartilage moves some distance from the needle. However, this movement is very slow (its speed is limited by the size of the bubble).

Однако при последующем внешнем воздействии (например, облучении когерентным или некогерентным светом) запускаются физико-химические процессы, обусловливающие более эффективное распространение воздуха в хрящевой ткани.However, with subsequent external exposure (for example, irradiation with coherent or incoherent light), physicochemical processes are triggered, causing a more efficient distribution of air in the cartilaginous tissue.

Энергия лазерного излучения, преимущественно, поглощается жидкостью, содержащейся в межклеточном матриксе хрящевой ткани. Под действием лазерного облучения эта жидкость, неоднородно расширяясь и сжимаясь, разделяет воздушный пузырек на множество более мелких пузырьков. Такие микропузырьки периодически увеличиваются и уменьшаются в объеме, а также совершают поступательное перемещение по градиенту температуры в менее нагретые области (в направлении от конца световода), что приводит к распространению воздуха в подвергающейся описываемому воздействию ткани и увеличивает амплитуду волн давления (см. Фиг.1,А-1,С).The energy of laser radiation is mainly absorbed by the fluid contained in the intercellular matrix of cartilage. Under the action of laser irradiation, this liquid, non-uniformly expanding and contracting, divides the air bubble into many smaller bubbles. Such microbubbles periodically increase and decrease in volume, and also translate along the temperature gradient to less heated areas (in the direction from the end of the fiber), which leads to the spread of air in the tissue undergoing the described action and increases the amplitude of pressure waves (see Figure 1 , A-1, C).

При воздействии лазерного облучения в первичном пузырьке текучей среды (например, воздушном пузырьке) могут активироваться реакции свободнорадикального окисления молекул кислорода. При возникновении активных форм кислорода, а также в результате электростатических взаимодействий с заряженными молекулами межклеточного матрикса поверхность воздушных микропузырьков может приобретать электрический заряд. Благодаря электростатическим взаимодействиям поверхности микропузырьков с рядом сигнальных молекул увеличивается активная поверхность межклеточных рецепторных взаимодействий и активизируется информационный метаболизм ткани.When exposed to laser radiation in a primary bubble of a fluid (for example, an air bubble), reactions of free radical oxidation of oxygen molecules can be activated. When reactive oxygen species occur, as well as as a result of electrostatic interactions with charged molecules of the intercellular matrix, the surface of air microbubbles can acquire an electric charge. Due to electrostatic interactions of the surface of microbubbles with a number of signal molecules, the active surface of intercellular receptor interactions increases and tissue informational metabolism is activated.

Происходящее связывание свободных радикалов кислорода с ионизированными матриксными молекулами приводит к тому, что поверхность воздушного пузырька становится электрически нейтральной, что, во-первых, предотвращает перекисное окисление липидов клеточных мембран и, во-вторых, облегчает транспорт микропузырьков и молекул, взаимодействующих с их поверхностью через матрикс.The binding of free oxygen radicals with ionized matrix molecules leads to the surface of the air bubble becoming electrically neutral, which, firstly, prevents lipid peroxidation of cell membranes and, secondly, facilitates the transport of microbubbles and molecules interacting with their surface through matrix.

Необходимо отметить, что пузырьки (микропузырьки) в области приложения воздействия могут быть сформированы различными способами. Например, как указывалось выше, пузырьки могут образовываться в результате дробления под действием ЭМ-излучения первичного пузырька текучей среды (например, воздуха или другого газа), введенного в область приложения воздействия через канал доступа. Микропузырьки также могут образовываться при помощи введения в область приложения воздействия композиции, способствующей формированию пузырьков текучей среды, например в результате дегазации текучей среды, введенной в область приложения воздействия, в частности под действием ЭМ-излучения. Такой механизм образования микропузырьков проиллюстрирован на Фиг.1,А-1,Е. При этом возможно введение по сформированному каналу доступа соединения (композиции), способствующего формированию пузырьков, например, под действием электромагнитного излучения. Помимо вышеперечисленных способов, также возможно применение любых других способов формирования микропузырьков в среде, известных в данной области техники, а также любой их комбинации.It should be noted that bubbles (microbubbles) in the area of application of the impact can be formed in various ways. For example, as mentioned above, bubbles can be formed as a result of crushing under the influence of EM radiation of a primary bubble of a fluid (for example, air or another gas) introduced into the area of application of influence through the access channel. Microbubbles can also be formed by introducing into the application area a composition promoting the formation of fluid bubbles, for example, by degassing a fluid introduced into the application area, in particular under the influence of EM radiation. Such a microbubble formation mechanism is illustrated in FIG. 1, A-1, E. In this case, it is possible to introduce through the formed access channel a compound (composition) that promotes the formation of bubbles, for example, under the influence of electromagnetic radiation. In addition to the above methods, it is also possible to use any other methods of forming microbubbles in a medium known in the art, as well as any combination thereof.

Таким образом, контролируемое внешнее воздействие (в частности, с помощью модулированного лазерного излучения) на пульпозное ядро и внутреннюю треть фиброзного кольца межпозвоночных дисков (либо на гиалиновый суставной хрящ), вызывающее формирование газовых областей, приводит к:Thus, a controlled external effect (in particular, using modulated laser radiation) on the pulp nucleus and the inner third of the fibrous ring of the intervertebral discs (or on the hyaline articular cartilage), causing the formation of gas regions, leads to:

- измельчению первичных (доставленных с помощью иглы) пузырьков текучей среды (например, воздушных пузырьков), а затем к образованию, поступательному и колебательному движению микропузырьков;- grinding of primary (delivered with a needle) fluid bubbles (for example, air bubbles), and then to the formation, translational and oscillatory movement of microbubbles;

- образованию микропористой структуры хряща,- the formation of microporous cartilage structure,

- ускорению диффузии веществ;- accelerating the diffusion of substances;

- увеличению амплитуды волн давления;- increase the amplitude of the pressure waves;

- активации биосинтетических процессов в клетках хрящевой ткани в результате адекватной стимуляции механочувствительных внутриклеточных структур;- activation of biosynthetic processes in cartilage tissue cells as a result of adequate stimulation of mechanosensitive intracellular structures;

- высвобождению внутриклеточного Ca²⁺ и, как следствие, обновлению и "омоложению" клеточной популяции в результате интенсификации апоптотической гибели (Doty et al., 1999; Hashimoto et al., 1998) высокоспециализированных хондроцитов и пролиферации "молодых" хондрогенных клеток и хондробластов;- the release of intracellular Ca ²⁺ and, as a result, the renewal and rejuvenation of the cell population as a result of the intensification of apoptotic death (Doty et al., 1999; Hashimoto et al., 1998) of highly specialized chondrocytes and proliferation of “young” chondrogenic cells and chondroblasts;

- увеличению функционально активной поверхности клеточных мембран и усилению межклеточных взаимодействий;- increase the functionally active surface of cell membranes and enhance cell-cell interactions;

- включению механизмов аутокринной регуляции функциональной активности клеток в ответ на изменение физико-химических и биологических свойств клеточного микроокружения (продукции клетками биологически активных веществ, оказывающих регуляторное воздействие на клетки той же популяции в соответствии с изменениями в микроокружении клеток);- the inclusion of mechanisms of autocrine regulation of the functional activity of cells in response to changes in the physicochemical and biological properties of the cell microenvironment (production by cells of biologically active substances that have a regulatory effect on cells of the same population in accordance with changes in the microenvironment of cells);

- инактивации нервных структур, возникающих в фиброзном кольце МПД и суставном хряще при дегенеративных и травматических повреждениях (Brown et al., 1997; Coppes et al., 1997; Freemont et al., 1997; Freemont et al., 2002; Lundon and Bolton, 2001; Roberts et al., 1995) и обеспечивающих передачу патологической болевой импульсации.- inactivation of nerve structures that occur in the fibrous ring of MTD and articular cartilage during degenerative and traumatic injuries (Brown et al., 1997; Coppes et al., 1997; Freemont et al., 1997; Freemont et al., 2002; Lundon and Bolton , 2001; Roberts et al., 1995) and providing transmission of pathological pain impulses.

Совокупность перечисленных процессов обусловливает замещение патологически измененных участков МПД или суставного хряща молодой (новообразованной) хрящевой тканью, т.е. вызывает регенерацию поврежденных или утраченных структур.The combination of these processes causes the replacement of pathologically changed sections of the MTD or articular cartilage with a young (newly formed) cartilaginous tissue, i.e. causes the regeneration of damaged or lost structures.

Замещение поврежденных участков МПД молодым гиалиновым хрящом предотвращает образование грыж диска и протрузий фрагментов пульпозного ядра в периферические зоны диска и паравертебральное пространство, резко уменьшает механическую нестабильность позвоночника. В суставах новообразованный гиалиновый хрящ восполняет патологически измененные участки суставных поверхностей, возникшие в результате дегенеративных или травматических заболеваний (остеоартрозов, хондромаляции, травм сустава). Это обеспечивает клинически значимое восстановление функциональной активности сустава.Replacing damaged sections of the MTD with young hyaline cartilage prevents the formation of hernias of the disk and protrusions of fragments of the pulpous nucleus into the peripheral zones of the disk and the paravertebral space, sharply reduces the mechanical instability of the spine. In joints, a newly formed hyaline cartilage makes up for pathologically altered areas of the articular surfaces resulting from degenerative or traumatic diseases (osteoarthritis, chondromalacia, joint injuries). This provides a clinically significant restoration of the functional activity of the joint.

Контролируемость ростаGrowth control

Увеличение объема регенерирующей хрящевой ткани ограничено областью анатомической структуры (МПД или суставной поверхности), в которой в результате внешнего воздействия (в частности, лазерного облучения) создаются особые, пространственно однородные физико-химические и биологические условия. Характеристики модифицированной ткани таких областей (например, размер газовых пузырьков, размер микропор, механическое давление, градиент температуры, содержание кислорода и глюкозы, концентрация ионов кальция, цинка, показатель pH и др.) лежат в определенных пределах.The increase in the volume of regenerating cartilaginous tissue is limited by the region of the anatomical structure (MTD or articular surface), in which special, spatially homogeneous physicochemical and biological conditions are created as a result of external influence (in particular, laser irradiation). The characteristics of the modified tissue of such areas (for example, the size of gas bubbles, the size of micropores, mechanical pressure, temperature gradient, the content of oxygen and glucose, the concentration of calcium, zinc, pH, etc.) are within certain limits.

Границы области индуцированной регенерации могут быть заданы заранее - при выборе параметров внешнего воздействия, который осуществляется с учетом физических и химических различий здоровой и патологически измененной хрящевой ткани.The boundaries of the region of induced regeneration can be set in advance - when choosing the parameters of the external influence, which is carried out taking into account the physical and chemical differences between healthy and pathologically changed cartilage tissue.

Введение специальных веществ в пульпозное ядро МПД или суставной хрящIntroduction of special substances into the pulp core of the MTD or articular cartilage

Возможно также введение на любой стадии процесса специальных веществ, соединений или объектов:It is also possible the introduction at any stage of the process of special substances, compounds or objects:

1) влияющих на метаболические процессы в хрящевой ткани;1) affecting metabolic processes in cartilage;

2) модулирующих реакцию клеток хрящевой ткани на внешнее воздействие;2) modulating the reaction of cartilage tissue cells to external influences;

3) направленно-изменяющих состав клеточной популяции хрящевой ткани;3) directionally changing the composition of the cell population of cartilage tissue;

4) влияющих на гистологические элементы тканей других видов (нервной, сосудистой);4) affecting the histological elements of tissues of other species (nervous, vascular);

5) направленно-изменяющих физические и/или химические свойства хрящевой ткани;5) directionally changing the physical and / or chemical properties of cartilage;

6) обладающих комплексным воздействием и на биологические процессы в ткани, и на ее физико-химические свойства.6) with a complex effect on biological processes in the tissue, and on its physico-chemical properties.

Например, возможно введение:For example, an introduction is possible:

(1)(one)

Гормонов коры надпочечников и их аналогов (дексаметазон);Hormones of the adrenal cortex and their analogues (dexamethasone);

Витаминов и витаминоподобных препаратов;Vitamins and vitamin-like drugs;

Ферментов и антиферментных препаратов;Enzymes and antiferment preparations;

Аминокислот;Amino acids;

Макроэргических соединений или их химических предшественников;Macroergic compounds or their chemical precursors;

Глюкозы;Glucose

Антиоксидантов;Antioxidants;

Витамина С;Vitamin C;

Стекловидного тела или других биогенных стимуляторов;Vitreous humor or other biogenic stimulants;

Препаратов кальция.Calcium preparations.

(2)(2)

- Факторов роста и цитокинов, стимулирующих репаративные процессы в хрящевой ткани (TGF-β, PDGF, IGF-1, FGF, EGF, OP-1, BMP-2 и BMP-12, и, возможно, некоторых других), а также индукторов экспрессии или синтеза этих факторов роста и цитокинов. По данным ряда исследователей(Andrades et al., 2003; Masuda and An, 2004; Nishida et al., 1999; Thompson et al., 1991; Wang et al., 2003), полученным в экспериментах с культурами хондроцитов, эти вещества повышают продукцию протеогликанов и коллагена II типа, усиливают экспрессию мРНК аггреканов, вызывают ускоренную пролиферацию клеток и подавляют их апоптотическую гибель. В исследованиях in vivo было выявлено увеличение веса МПД, регенераторные изменения в хрящевой ткани (повышение содержания протеогликанов и появление клеточных кластеров, аналогичных кластерам нормального гиалинового хряща)(Mwale et al., 2003; Walsh et al., 2004).- Growth factors and cytokines that stimulate reparative processes in the cartilage tissue (TGF-β, PDGF, IGF-1, FGF, EGF, OP-1, BMP-2 and BMP-12, and possibly some others), as well as inducers expression or synthesis of these growth factors and cytokines. According to a number of researchers (Andrades et al., 2003; Masuda and An, 2004; Nishida et al., 1999; Thompson et al., 1991; Wang et al., 2003) obtained in experiments with chondrocyte cultures, these substances increase production of proteoglycans and type II collagen, enhance the expression of mRNA aggrecans, cause accelerated cell proliferation and inhibit their apoptotic death. In vivo studies have shown an increase in MPD weight, regenerative changes in cartilage (an increase in proteoglycan content and the appearance of cell clusters similar to normal hyaline cartilage clusters) (Mwale et al., 2003; Walsh et al., 2004).

- Блокаторов (конкурентов) рецепторов факторов роста и цитокинов, обладающих провоспалительным действием; а также веществ, подавляющих или тормозящих синтез данного класса мембранных рецепторов;- Blockers (competitors) of growth factor receptors and cytokines with a pro-inflammatory effect; as well as substances that inhibit or inhibit the synthesis of this class of membrane receptors;

Веществ, оказывающих влияние на ионную проницаемость наружных и внутриклеточных мембран хондроцитов (блокаторы и активаторы ионных каналов);Substances that affect the ionic permeability of the outer and intracellular membranes of chondrocytes (blockers and activators of ion channels);

Термолабильных предшественников биологически активных веществ (например, некоторых металлопротеиназ - в малых дозах и при условии, что температура ткани не превышает 38°С);Thermolabile precursors of biologically active substances (for example, some metalloproteinases - in small doses and provided that the tissue temperature does not exceed 38 ° C);

Фотосенсибилизаторов или биологически активных веществ, конъюгированных с фотосенсибилизаторами.Photosensitizers or biologically active substances conjugated to photosensitizers.

(3)(3)

- Стволовых клеток или их экстрактов. В экспериментах(Johnstone et al., 1998; Walsh et al., 2004) была обнаружена индукция хондрогенной диффреренцировки костномозговых стволовых клеток под действием TGF-β1, OP-1, глюкокортикоидов и др.- Stem cells or their extracts. In experiments (Johnstone et al., 1998; Walsh et al., 2004), the induction of chondrogenic differentiation of bone marrow stem cells under the influence of TGF-β1, OP-1, glucocorticoids, etc. was found.

Комплексов суррогатной хрящевой ткани, приготовленных с использованием методов тканевой инженерии и состоящих из культивированных in vitro на специальных матриксных подложках (artificial tissue substitute) стволовых или хондрогенных клеток - при условии сохранения структурно-функциональных свойств таких тканевых «констрактов» при прохождении через иглу шприца.Complexes of surrogate cartilage tissue prepared using tissue engineering methods and consisting of stem or chondrogenic cells cultured in vitro on special matrix tissue substitutes (artificial tissue substitute) - provided that the structural and functional properties of such tissue “contacts” are preserved when passing through a syringe needle.

(4)(four)

Препаратов, оказывающих влияние на нервные окончания, которые в условиях патологии врастают в фиброзное кольцо МПД и суставной хрящ (местно-анестезирующие средства);Drugs that affect the nerve endings, which under the conditions of pathology grow into the fibrous ring of the MTD and articular cartilage (local anesthetics);

Препаратов, оказывающих влияние на сосуды грануляционной ткани, врастающие в дефекты хряща в условиях патологии (регуляторы сосудистого тонуса, реологических свойств крови, проницаемости сосудистой стенки).Drugs that affect the vessels of granulation tissue, growing into cartilage defects under pathological conditions (regulators of vascular tone, rheological properties of blood, permeability of the vascular wall).

(5)(5)

Веществ, регулирующих микрокавитационные процессы (поверхностно активные добавки),Substances that regulate microcavitation processes (surfactants),

Веществ, восполняющих и поддерживающих объем тканевой жидкости в хрящевой ткани (препараты на основе декстрана);Substances that replenish and maintain the volume of tissue fluid in the cartilage tissue (preparations based on dextran);

Слабых ионизирующих и деионизирующих растворов.Weak ionizing and deionizing solutions.

(6)(6)

Солевых растворов (коррекция кислотно-основного, осмотического и ионного состояний ткани; изменение электропроводности ткани);Saline solutions (correction of acid-base, osmotic and ionic states of the tissue; change in the electrical conductivity of the tissue);

Препаратов на основе желатина («Желатиноль» - действие на осмотическое равновесие в ткани; источник аминокислот для коллагена; возмещение/замещение объема тканевой жидкости).Gelatin-based preparations (“Gelatinol” - effect on the osmotic balance in the tissue; a source of collagen amino acids; compensation / replacement of the volume of tissue fluid).

Кроме перечисленных групп веществ и объектов, в диагностических целях возможно использование рентгеноконтрастных препаратов, веществ с флуоресцентной меткой; оптически анизотропных веществ (выявление патологических изменений клеток, областей некроза ткани, ультраструктурной неоднородности ткани, связанной с гетерогенным распределением микропузырьков/микропор).In addition to the listed groups of substances and objects, for diagnostic purposes, it is possible to use radiopaque preparations, substances with a fluorescent label; optically anisotropic substances (detection of pathological changes in cells, areas of tissue necrosis, ultrastructural tissue heterogeneity associated with a heterogeneous distribution of microbubbles / micropores).

Введение добавок может быть использовано также для диагностики позиционирования конца иглы в МПД или суставе вместо применяемых в настоящее время методов лучевой диагностики, либо в комбинации с ними.The introduction of additives can also be used to diagnose the positioning of the end of the needle in the MTD or joint instead of the currently used methods of radiation diagnostics, or in combination with them.

Вышеуказанные препараты могут быть введены в МПД, но в силу затрудненной диффузии не распространяются на заметное расстояние от зоны введения. В нашем методе градиенты давления, механические напряжения, микропоры способствуют распространению добавляемых веществ на заметное расстояние.The above drugs can be introduced into the MTD, but due to difficult diffusion they do not extend to a noticeable distance from the injection zone. In our method, pressure gradients, mechanical stresses, micropores contribute to the spread of added substances at a noticeable distance.

Технология проведения операции (лечения)Technology of operation (treatment)

После введения иглы в пульпозное ядро межпозвоночного диска или суставной хрящ вынимание из иглы и повторное введение в нее световода может быть выполнено повторно с необходимым числом циклов. Процедура многократного повторения способствует увеличению объема доставленного в ткань воздуха, если обеспечен его отвод (распространение) в объем ткани диска.After the needle is inserted into the pulpous nucleus of the intervertebral disc or articular cartilage, removal from the needle and repeated insertion of the fiber into it can be repeated with the required number of cycles. The procedure of repeated repetition contributes to an increase in the volume of air delivered to the tissue, if its removal (distribution) into the volume of the disk tissue is ensured.

Структура хрящевой ткани неоднородна по распределению основных составляющих (воды, коллагеновых волокон, протеогликанов), и по термомеханическим свойствам, то есть можно говорить о доменной структуре ткани. Перемещение газовых микропузырьков и образование микропор происходит легче всего по границам доменов, образованных, например, областями с одинаковой ориентацией дипольного момента молекул воды. Молекулы воды могут совершать крутильные колебания. Колебательные движения различных молекул могут взаимодействовать между собой (усиливать или гасить друг друга). Домены (области с одинаково ориентированным дипольным моментом) могут складывать (усиливать) колебательные движения и способствовать формированию волн напряжений, которые способствуют активации регенерационных процессов.The structure of the cartilage tissue is heterogeneous in the distribution of the main components (water, collagen fibers, proteoglycans), and in thermomechanical properties, that is, we can talk about the domain structure of the tissue. The movement of gas microbubbles and the formation of micropores occurs most easily along the boundaries of domains formed, for example, by regions with the same orientation of the dipole moment of water molecules. Water molecules can make torsional vibrations. Vibrational movements of various molecules can interact with each other (enhance or extinguish each other). Domains (regions with the same oriented dipole moment) can add (amplify) vibrational movements and contribute to the formation of stress waves, which contribute to the activation of regeneration processes.

Внешнее воздействие (механическое, тепловое, электрическое) разрушает или дестабилизирует (т.е. приводит в состояние неустойчивого равновесия) доменную структуру, что может замедлять процесс порообразования.An external action (mechanical, thermal, electrical) destroys or destabilizes (i.e., leads to an unstable equilibrium) domain structure, which can slow down the process of pore formation.

Поэтому внешнее воздействие целесообразно проводить несколькими сериями с определенными временными промежутками между сериями. Промежутки необходимы для восстановления доменной структуры, переорганизации микропористой структуры.Therefore, it is advisable to carry out external exposure in several series with certain time intervals between series. The gaps are necessary for the restoration of the domain structure, the reorganization of the microporous structure.

Для ускорения процессов переорганизации микропористой структуры в этих промежутках времени возможно применение небольшого нагрева (не более чем до 50°С).To accelerate the processes of reorganization of the microporous structure at these time intervals, it is possible to use a little heating (not more than 50 ° С).

Этот нагрев может быть также полезен для инактивации нервных окончаний, проникающих в хрящ МПД или суставов в результате дегенерации последнего.This heating may also be useful for inactivating nerve endings that enter the cartilage of the MTD or joints as a result of the degeneration of the latter.

Границы области этого дополнительного нагрева должны строго контролироваться.The boundaries of this additional heating should be strictly controlled.

Возможно применение специального устройства, обеспечивающего и дозирующего введение дополнительных веществ в область, подвергающуюся лечебному воздействию (пульпозное ядро).It is possible to use a special device that provides and dispenses the introduction of additional substances into the area exposed to therapeutic effects (pulp core).

При введении иглы с мандреном в полость межпозвоночного диска возможно совершать колебательные движения иглы, что уменьшит повреждение матрикса ткани. Однако локальное повреждение ткани при введении иглы неизбежно. Оно приводит к гибели небольшого количества клеток пульпозного ядра и к выделению ими (гибнущими клетками) факторов роста и регенерации. Дополнительное внешнее воздействие (лазерным излучением) приводит к образованию микропузырьков и микропор, способствующих распространению этих факторов роста на больший объем и к улучшению питания и активации живых (неповрежденных) клеток, а также к превращению стволовых клеток в хондроциты.When a needle with a mandrel is inserted into the cavity of the intervertebral disk, it is possible to oscillate the needle, which will reduce damage to the tissue matrix. However, local tissue damage with the introduction of the needle is inevitable. It leads to the death of a small number of cells of the pulpous nucleus and to the release of growth and regeneration factors by them (dying cells). Additional external exposure (by laser radiation) leads to the formation of microbubbles and micropores, which contribute to the spread of these growth factors to a larger volume and to improved nutrition and activation of living (intact) cells, as well as the transformation of stem cells into chondrocytes.

Способы внешнего воздействия на ткань, в которую введено специальное веществоMethods of external exposure to tissue into which a special substance is introduced

Возможно выполнение воздействия двумя лазерами с разными энергетическими и временными параметрами: один выполняет нагревание ткани, другой создает оптоакустическую волну.It is possible to perform an action with two lasers with different energy and time parameters: one performs heating of the tissue, the other creates an optoacoustic wave.

Воздействие двумя лазерами с разными длинами волн: один производит фотохимическое (нетепловое) воздействие (например, с целью активации клеток, увеличения поглощения другой длины волны); другой лазер производит воздействие на структуру хрящевого матрикса (например, вызывает образование микропор и перераспределение материала внутри пульпозного ядра).Exposure to two lasers with different wavelengths: one produces a photochemical (non-thermal) effect (for example, to activate cells, increase the absorption of a different wavelength); another laser affects the structure of the cartilage matrix (for example, causes the formation of micropores and redistribution of material within the pulp nucleus).

Воздействие лазером и акустическими волнами (ультразвуком).Exposure to laser and acoustic waves (ultrasound).

Воздействие лазером и электрическим полем.Exposure to laser and electric field.

Воздействие лазером (механический компонент), пьезоэлектрический эффект (коллаген - пьезоэлектрик)Laser exposure (mechanical component), piezoelectric effect (collagen - piezoelectric)

Комбинация (по крайней мере) двух воздействующих факторов позволяет более надежно контролировать пространственную локализацию эффекта воздействия.The combination of (at least) two influencing factors allows more reliable control of the spatial localization of the effect.

Введение стволовых клеток и факторов роста ПОСЛЕ лазерного облучения, приводящего к образованию (восстановлению) микропор.The introduction of stem cells and growth factors AFTER laser irradiation, leading to the formation (restoration) of micropores.

Ниже описан иллюстративный вариант осуществления способа реконструкции МПД.An exemplary embodiment of the MTD reconstruction method is described below.

Необходимо отметить, что элементы конкретной системы, упоминаемые ниже в связи с описанием иллюстративного способа и предназначенные для осуществления конкретного иллюстративного способа, не являются ограничивающими и могут быть соответственно модифицированы и дополнены для реализации других вариантов осуществления способа, раскрытых в настоящем описании.It should be noted that the elements of a particular system, mentioned below in connection with the description of an illustrative method and intended to implement a specific illustrative method, are not limiting and can be accordingly modified and supplemented to implement other embodiments of the method disclosed in the present description.

Проведение процедуры лазерной реконструкции дисков (ЛРД)Laser disc reconstruction (LRE) procedure

Фиг.2,А-2,Л схематично иллюстрируют этапы выполнения процедуры ЛРД и развитие гиалинового хряща после проведения процедуры ЛРД.Figure 2, A-2, L schematically illustrate the stages of the LRD procedure and the development of hyaline cartilage after the LRD procedure.

Процедура ЛРД выполняется в операционной, оснащенной рентгенохирургическим аппаратом с полипозиционным С-образным штативом с соблюдением всех правил асептики.The LRE procedure is performed in an operating room equipped with an X-ray apparatus with a polypositional C-shaped tripod in compliance with all aseptic rules.

После обработки кожи йодом и спиртом производится инфильтрационная анестезия раствором лидокаина 2% или новокаина 0,5%.After skin treatment with iodine and alcohol, infiltration anesthesia with a solution of lidocaine 2% or novocaine 0.5% is performed.

Пункция шейных и поясничных межпозвонковых дисковPuncture of the cervical and lumbar intervertebral discs

Пункция межпозвонковых дисков осуществляется иглой размером 18 G и длиной 10 см для шейного отдела позвоночника и 15 см для поясничного.Puncture of the intervertebral discs is carried out with a needle measuring 18 G and a length of 10 cm for the cervical spine and 15 cm for the lumbar.

Введение иглы в межпозвонковые диски производится по описанным стандартным методикам пункции дисков.The insertion of a needle into the intervertebral discs is performed according to the described standard disc puncture techniques.

Введение иглы в шейные диски осуществляется из переднее-бокового доступа со смещением срединных органов шеи и латеральным смещением сонно-яремного сосудистого пучка.The needle is inserted into the cervical discs from the anterolateral access with a displacement of the median organs of the neck and a lateral displacement of the carotid jugular vascular bundle.

Введение иглы в поясничные диски осуществляется из заднее-бокового доступа на расстоянии 9-13 см от срединной линии в зависимости от конституции пациента.The needle is inserted into the lumbar discs from the rear-lateral access at a distance of 9-13 cm from the midline, depending on the patient's constitution.

Перед прокалыванием фиброзного кольца обязательно производится рентгенологический контроль расположения иглы.Before piercing the fibrous ring, an x-ray control of the location of the needle is mandatory.

Подведение лазерного излучения к межпозвонковому дискуBringing laser radiation to the intervertebral disc

Лазерное излучение передается к области приложения воздействия по волоконно-оптическому световоду. Необходимо отметить, что подаваемое излучение может быть как когерентным (например, лазерным), так и не когерентным. В одном из вариантов осуществления изобретения частоту излучения подбирают таким образом, что оно по существу полностью поглощается в небольшой области ткани, предпочтительно примерно 1 мм². Например, для применения в указанном варианте осуществления способа настоящего изобретения является пригодным ЭМ-излучение с длинной волны 1,56 мкм, что при мощности и временных параметрах ЭМ-излучения, приведенных ниже, позволяет получить требуемую локальность воздействия (т.е. небольшие размеры области приложения воздействия).Laser radiation is transmitted to the area of application of the action through a fiber optic fiber. It should be noted that the supplied radiation can be either coherent (for example, laser), or non-coherent. In one embodiment of the invention, the radiation frequency is selected so that it is substantially completely absorbed in a small area of the tissue, preferably about 1 mm ² . For example, for application in the indicated embodiment of the method of the present invention, EM radiation with a wavelength of 1.56 μm is suitable, which, with the power and time parameters of EM radiation given below, allows one to obtain the required locality of exposure (i.e., small area sizes application exposure).

После извлечения мандрена из пункционной иглы в иглу на необходимую глубину вводится и фиксируется в ней волоконно-оптический катетер.After removing the mandrel from the puncture needle, a fiber optic catheter is inserted and fixed into the needle to the required depth.

Топография зон облучения межпозвонкового дискаTopography of the intervertebral disc irradiation zones

Лазерное облучение производится в нескольких, предпочтительно в трех зонах межпозвонкового диска на шейном отделе и в четырех зонах на поясничном отдела позвоночника (Фиг.3).Laser irradiation is performed in several, preferably in three areas of the intervertebral disc on the cervical spine and in four areas on the lumbar spine (Figure 3).

Облучение межпозвонкового дискаIntervertebral disc irradiation

Лазерное облучение производится в нескольких зонах межпозвонкового диска. Облучение диска проводится по зонам последовательно (Фиг.3). Перемещение иглы внутри диска осуществляется под рентген-телевизионным контролем.Laser irradiation is performed in several areas of the intervertebral disc. The irradiation of the disk is carried out in zones sequentially (Figure 3). The movement of the needle inside the disc is carried out under X-ray television control.

При необходимости проведения процедуры на другом диске, волоконно-оптический катетер вынимается из пункционной иглы, затем игла удаляется из диска и процедура проводится на следующем диске по описанной выше схеме.If it is necessary to carry out the procedure on another disk, the fiber-optic catheter is removed from the puncture needle, then the needle is removed from the disk and the procedure is performed on the next disk as described above.

Чем менее поврежден (дегидратирован) диск, тем больше в нем воды и больше упругость ткани, тем меньше должна быть длительность импульса (больше амплитуда механического воздействия), а частота следования импульсов - больше (упругая среда передает сигнал с большей скоростью).The less damaged (dehydrated) the disk, the more water in it and the greater the elasticity of the tissue, the shorter the pulse duration (the greater the amplitude of the mechanical effect), and the pulse repetition rate should be greater (the elastic medium transmits a signal at a higher speed).

Чем сильнее поврежден (дегидратирован) диск, тем длиннее должен быть импульс (меньше амплитуда механического воздействия), а частота следования импульсов - меньше (т.к. нужно больше времени для передачи энергии волны), число серий облучения и число зон воздействия должны быть выше.The more damaged (dehydrated) the disk is, the longer the pulse should be (the smaller the amplitude of the mechanical impact), and the pulse repetition rate should be less (because it takes more time to transfer the wave energy), the number of irradiation series and the number of exposure zones should be higher .

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в область приложения воздействия вводят заданный объем определенной текучей среды (см. ниже). При этом, если вводят жидкость, то она будет обладать высокой упругостью и быстро передавать сигналы (волны напряжений).In one embodiment of the present invention, a predetermined volume of a certain fluid is introduced into the application area (see below). At the same time, if a liquid is introduced, then it will have high elasticity and will quickly transmit signals (stress waves).

В другом варианте осуществления настоящего изобретения к подвергаемой терапии хрящевой ткани дополнительно прикладывают механическое воздействие, например ультразвуковые колебания. Указанное воздействие может прикладываться, например, при помощи вибрации иглы как асинхронно, так и синхронно с подачей когерентного или некогерентного ЭМ-излучения в область приложения воздействия.In another embodiment of the present invention, mechanical treatment, for example, ultrasonic vibrations, is additionally applied to the cartilage tissue being treated. The specified action can be applied, for example, by vibration of the needle, both asynchronously and synchronously with the supply of coherent or incoherent EM radiation to the area of application of the action.

Таким образом, режимы будут разные для тканей с разными типами повреждения и для разных вводимых текучих сред (жидкостей или газов).Thus, the modes will be different for tissues with different types of damage and for different injected fluids (liquids or gases).

1-я группа режимов1st group of modes

Длительность импульса 10-50 миллисекунд, частота повторения 0,5-1,5 Гц, мощность в импульсе 3-5 Вт. Облучение проводится длинными сериями, по 20-40 сек, с небольшим перерывом в 5-10 сек, число серий 1-2.The pulse duration is 10-50 milliseconds, the repetition rate is 0.5-1.5 Hz, the pulse power is 3-5 watts. Irradiation is carried out in long series, for 20-40 seconds, with a short break of 5-10 seconds, the number of series is 1-2.

2-я группа режимов2nd group of modes

Длительность импульса 100-500 миллисекунд, частота повторения 0,5-1,0 Гц, мощность в импульсе 2-3 Вт. Облучение проводится короткими сериями, по 5-10 сек, с перерывом в 10-15 сек, число серий может достигать 4-5.The pulse duration is 100-500 milliseconds, the repetition rate is 0.5-1.0 Hz, the pulse power is 2-3 watts. Irradiation is carried out in short series, for 5-10 seconds, with a break of 10-15 seconds, the number of series can reach 4-5.

3-я группа режимов3rd group of modes

Длительность импульса 1000-2000 миллисекунд, частота повторения 0,1-0,5 Гц, мощность в импульсе 1-2 Вт. Облучение проводится сериями, по 15-30 сек, с перерывом в 10-20 сек, число серий 2-3. Если в диск был предварительно введен газ или газ, растворенный в жидкости, то облучение прекращается при измельчении газовых пузырьков до размеров, по крайней мере, 10 мкм по показаниям акустического датчика или ОКТ. При отсутствии газа воздействие прекращается при повышении температуры в области приложения воздействия до примерно 50°C. Температура может определяться, например, по показаниям радиационного или акустического термометра.The pulse duration is 1000-2000 milliseconds, the repetition rate is 0.1-0.5 Hz, the pulse power is 1-2 watts. Irradiation is carried out in series, for 15-30 seconds, with a break of 10-20 seconds, the number of episodes is 2-3. If a gas or gas dissolved in a liquid has been previously introduced into the disk, then irradiation is terminated by grinding gas bubbles to a size of at least 10 μm according to the readings of an acoustic sensor or OCT. In the absence of gas, exposure ceases when the temperature rises in the area of application of exposure to about 50 ° C. The temperature can be determined, for example, by the readings of a radiation or acoustic thermometer.

Предварительная диагностика, выбор текучей среды и измерение динамики давления определяют первоначальный выбор частоты и длительности импульса.Preliminary diagnostics, fluid selection and measurement of pressure dynamics determine the initial choice of pulse frequency and duration.

Эти параметры могут быть откорректированы в процессе лазерного воздействия на основании показаний контрольной системы, которые также используются для выбора других параметров, таких как число серий облучения, общее время облучения.These parameters can be corrected during laser irradiation based on the readings of the control system, which are also used to select other parameters, such as the number of exposure series, and the total exposure time.

Если ткань мало обезвожена, то вводится газ.If the tissue is slightly dehydrated, gas is introduced.

Если ткань сильно обезвожена, то вводится газ, растворенный в жидкости.If the tissue is severely dehydrated, then gas dissolved in the liquid is introduced.

Если наблюдается значительное разрушение диска, то вводятся стволовые клетки.If there is significant destruction of the disk, then stem cells are introduced.

Разные клинические случаи требуют применения разных режимов воздействия, а также выбора разных областей приложения воздействия: середина пульпозного ядра и/или граница гиалиновой пластины и фиброзного кольца.Different clinical cases require the use of different modes of exposure, as well as the choice of different areas of application of exposure: the middle of the pulp nucleus and / or the border of the hyaline plate and the fibrous ring.

Отсутствие ткани: дефект фиброзного кольца, «вакуум-эффект», полное разрушение диска - облучается граница поврежденной ткани, и после этого вводятся стволовые клетки.Lack of tissue: defect in the fibrous ring, "vacuum effect", complete destruction of the disc - the border of the damaged tissue is irradiated, and then stem cells are introduced.

Завершение процедурыCompletion of the procedure

После завершения процедуры ЛРД на последнем из намеченных дисков волоконно-оптический катетер извлекается из иглы, и игла удаляется из тела пациента.After completing the LRD procedure on the last of the designated discs, the fiber optic catheter is removed from the needle and the needle is removed from the patient's body.

Кожа вокруг места прокола обрабатывается йодом и спиртом, накладывается стерильная повязка, пациента доставляют в палату.The skin around the puncture site is treated with iodine and alcohol, a sterile dressing is applied, the patient is taken to the ward.

Система реконструкции хрящевой тканиCartilage Reconstruction System

На Фиг.4 показана иллюстративная блок-схема системы, позволяющей выполнять процедуру ЛРД. В состав системы входят следующие компоненты:Figure 4 shows an illustrative block diagram of a system that allows you to perform the LRE procedure. The system includes the following components:

- источник внешнего воздействия, например, источник акустического и/или оптического излучения,- a source of external influence, for example, a source of acoustic and / or optical radiation,

- специализированный инструмент, предназначенный для формирования одного или нескольких каналов доступа к одной нескольким областям приложения воздействия, введения текучей среды и введения источника ЭМ-излучения (например, световода или оптоволоконного катетера),- a specialized tool designed to form one or more channels of access to one of several areas of application of the impact, the introduction of the fluid and the introduction of the source of EM radiation (for example, a fiber or optical fiber catheter),

- узел подачи и дозирования текучей среды (например, газа или жидкости, содержащих специальные вещества) в область приложения воздействия через специализированный инструмент,- a unit for supplying and dispensing a fluid (for example, gas or liquid containing special substances) into the area of application of the impact through a specialized tool,

- диагностическое оборудование, например оптический когерентный томограф (ОКТ), рентгенохирургический аппарат с полипозиционным С-образным штативом, акустический томограф. Диагностическое оборудование предназначено для контроля положения специализированного инструмента при его введении в подвергаемую терапии хрящевую ткань, например, межпозвонковый диск,- diagnostic equipment, for example, an optical coherent tomograph (OCT), an X-ray apparatus with a polyposition C-shaped tripod, an acoustic tomograph. Diagnostic equipment is designed to monitor the position of a specialized instrument when it is inserted into the cartilage tissue being treated, for example, an intervertebral disc,

- контрольно-измерительная система, выполненная с возможностью непрерывного или периодического измерения, по меньшей мере, одного параметра при помощи соответствующего датчика. Предпочтительно, в состав контрольно-измерительной системы также входит электронный блок и компьютерная система сбора, обработки, хранения и визуализации данных.- a control and measuring system configured to continuously or periodically measure at least one parameter using an appropriate sensor. Preferably, the control system also includes an electronic unit and a computer system for collecting, processing, storing and visualizing data.

Специализированный инструмент содержит:Specialized tool contains:

- тонкостенный полый цилиндр (иглу) с заданным профилем поперечного сечения (например, в виде круга или эллипса),- a thin-walled hollow cylinder (needle) with a given cross-sectional profile (for example, in the form of a circle or an ellipse),

- стрежень (манерен), который может контролируемо перемещаться внутри полого цилиндра и одновременно совершать колебательные движения с заданной частотой,- rod (maneuver), which can be controlled to move inside the hollow cylinder and at the same time make oscillating movements with a given frequency,

- оптоволоконный катетер, выполненный с возможностью оптического соединения с внешним источником ЭМ-излучения и предназначенный для доставки ЭМ-излучения в область приложения воздействия. Обычно оптоволоконный катетер вводят в область приложения воздействия через канал доступа, сформированный при помощи тонкостенного цилиндра (иглы). - fiber optic catheter, made with the possibility of optical connection with an external source of EM radiation and designed to deliver EM radiation to the area of application of exposure. Typically, a fiber optic catheter is inserted into the area of application of the exposure through an access channel formed by a thin-walled cylinder (needle).

Система обеспечивает эффективность и безопасность (контролируемость) воздействия, в частности:The system provides the effectiveness and safety (controllability) of the impact, in particular:

- правильное позиционирование световода внутри диска и относительно поврежденных областей (в частности, доставку излучения в заданную область, например, на границу поврежденной и здоровой областей),- the correct positioning of the optical fiber inside the disk and relatively damaged areas (in particular, the delivery of radiation to a given area, for example, to the border of the damaged and healthy areas),

- введение дополнительных веществ в зону воздействия,- the introduction of additional substances in the affected area,

- комбинированный характер двух или более типов воздействия: термического, оптического, механического, акустического или химического,- the combined nature of two or more types of exposure: thermal, optical, mechanical, acoustic or chemical,

поддержание заданных параметров (размеров микропузырьков, размеров микропор, амплитуды и частоты механических колебаний, градиентов давления и температуры) в определенных диапазонах,maintaining specified parameters (sizes of microbubbles, sizes of micropores, amplitude and frequency of mechanical vibrations, pressure and temperature gradients) in certain ranges,

контроль состояния нервных окончаний в пульпозном ядре или на внутренней поверхности фиброзного кольца больного межпозвоночного диска.monitoring the state of nerve endings in the pulpous nucleus or on the inner surface of the fibrous ring of a diseased intervertebral disc.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1. ЛРД при незначительной дегидратации дискаExample 1. LRE with slight dehydration of the disk

Больной 32 лет с поясничным болевым дискогенным синдромом - появление боли в области поясницы с иррадиацией в крестец и ягодичную область при изменении положения тела (подъем из положения лежа и сидя), при приложении нагрузки боли исчезают, неврологическая симптоматика отсутствует. На МРТ наблюдается затемнение в области диска L₅-S₁ и снижение высоты этого диска.A 32-year-old patient with lumbar pain discogenic syndrome - the appearance of pain in the lumbar region with radiation to the sacrum and gluteal region when the body position changes (lifting from a prone position and sitting), when the load is applied, the pain disappears, neurological symptoms are absent. On MRI, there is blackout in the region of the L ₅ -S ₁ disk and a decrease in the height of this disk.

Перед операцией ЛРД проводилась компьютерная дискография (КТД). При этом введено 1,5 мл раствора омнипакса с одновременным измерением давления. Давление в диске оказалось ниже нормы. Компьютерная дискография сопровождалась провокацией боли в поясничной области и показала отсутствие разрыва фиброзного кольца. По данным МРТ и КТД выбраны параметры воздействия (облучения).Before LRD operation, computer discography (CTD) was performed. At the same time, 1.5 ml of omnipax solution was introduced with a simultaneous measurement of pressure. The pressure in the disk was below normal. Computer discography was accompanied by a provocation of pain in the lumbar region and showed the absence of rupture of the fibrous ring. According to MRI and CTD, exposure parameters (exposure) were selected.

После местной анестезии мягких тканей проведена чрескожная пункция диска L₅-S₁ иглой с мандреном. Конец иглы располагается в центральной области пульпозного ядра с небольшим (на 3-5 мм) смещением от центра диска в сторону, противоположную точке введения. Процедура проводится с использованием рентгенохирургического аппарата с полипозиционным С-образным штативом для контроля положения иглы, что обеспечивает безопасность введения иглы и правильность ее положения.After local anesthesia of the soft tissues, percutaneous puncture of the L ₅ -S ₁ disc was performed with a mandrel needle. The end of the needle is located in the central region of the pulpous nucleus with a slight (3-5 mm) shift from the center of the disk to the side opposite to the insertion point. The procedure is carried out using an x-ray surgical apparatus with a polypositional C-shaped tripod to control the position of the needle, which ensures the safety of the insertion of the needle and the correctness of its position.

Вынимается мандрен, и в иглу вводится и фиксируется в ней оптический катетер так, что его конец выступает из иглы на 0,5-1 мм. Вводится "оптический наконечник". Он изготовлен так, что будет выступать из пункционной иглы требуемым образом.The mandrin is removed, and an optical catheter is inserted and fixed into the needle so that its end protrudes 0.5-1 mm from the needle. The "optical tip" is introduced. It is made so that it will protrude from the puncture needle in the required manner.

Произведено облучение с параметрами 2-й группы.Irradiated with the parameters of the 2nd group.

Длина волны излучения 1,56 мкм. Число серий облучения - 4, суммарная длительность воздействия - 60 сек.The radiation wavelength is 1.56 microns. The number of irradiation series is 4, and the total exposure duration is 60 sec.

После завершения облучения данной зоны лазерное излучение выключали, и иглу перемещали в другую зону (на 10-12 мм в сторону, противоположную направлению введения). После этого производили облучение с параметрами, приведенными выше.After the completion of irradiation of this zone, the laser radiation was turned off, and the needle was moved to another zone (10-12 mm in the direction opposite to the direction of injection). After that, irradiation was performed with the parameters given above.

После завершения облучения данной зоны лазерное излучение выключалось, и игла перемещалась в другую зону (продвигалась в сторону, противоположную направлению введения, так, что ее конец располагался в пульпозном ядре в 1-2 мм от внутренней границы фиброзного кольца). После этого производилось облучение с параметрами 1-й группы. Длина волны излучения 1,56 мкм. Число серий облучения - 2, суммарная длительность воздействия - 90 сек.After the completion of irradiation of this zone, the laser radiation was turned off, and the needle moved to another zone (it advanced in the direction opposite to the direction of injection, so that its end was located in the pulp core in 1-2 mm from the inner border of the fibrous ring). After that, irradiation was performed with the parameters of the 1st group. The radiation wavelength is 1.56 microns. The number of irradiation series was 2, and the total exposure duration was 90 sec.

На следующий день после лазерной процедуры отмечалось некоторое уменьшение болевого дискогенного синдрома. Неприятные ощущения в области прокола иглой прошли на четвертый день. Боли в области поясницы существенно уменьшились. Больной приступил к работе.The day after the laser procedure, there was a slight decrease in pain discogenic syndrome. Unpleasant sensations in the area of puncture with a needle passed on the fourth day. Pain in the lumbar region decreased significantly. The patient started to work.

Через месяц после ЛРД частота болей в спине снизилась на 50%, а через три месяца - на 70%. Обследование через 6 месяцев показало полное исчезновение болевого синдрома, на МРТ видно появление новой ткани в зонах облучения диска. Больной приступил к занятиям спортом.A month after LRD, the frequency of back pain decreased by 50%, and after three months - by 70%. Examination after 6 months showed a complete disappearance of the pain syndrome, MRI shows the appearance of new tissue in the areas of disk irradiation. The patient started playing sports.

Пример 2. ЛРД. Значительная дегидратация диска. Наличие протрузий.Example 2. LRE. Significant disk dehydration. Presence of protrusions.

Больной 45 лет, болевой дискогенный синдром в области дисков L₃-L₄, L₄-L₅. Постоянные ноющие боли в поясничном отделе позвоночника, отдающие в ягодичную область и правое бедро по задней и латеральной поверхности. Периодически (два-три раза в месяц) боли усиливаются при нагрузках (спорт, длительная ходьба) и обостряются при длительном сидении. Болевой синдром беспокоит более трех лет, консервативная терапия помогает на все более короткий срок, и ее эффективность снижается со временем.A 45-year-old patient, pain discogenic syndrome in the area of disks L ₃ -L ₄ , L ₄ -L ₅ . Constant aching pain in the lumbar spine, extending to the gluteal region and right thigh along the posterior and lateral surfaces. Periodically (two to three times a month), the pain intensifies during exertion (sports, long walking) and worsens with prolonged sitting. Pain syndrome has been troubling for more than three years, conservative therapy helps for an increasingly shorter period, and its effectiveness decreases over time.

Перед лазерной процедурой (за сутки) провели обследование МРТ и КТД. МРТ показала изменения в дисках L₃-L₄, L₄-L₅ и L₅-S₁ в виде дегидратации (темный диск), снижения высоты дисков L₃-L₄, L₄-L₅ и наличие протрузий этих дисков с сужением фораминальных отверстий больше справа без выраженной невральной компрессии. На уровне L₃-L₄ протрузия довольно равномерная, 3 мм, на уровне L₄- L₅ - 5 мм с преимущественной локализацией справа.Before the laser procedure (per day), an examination of MRI and CTD was performed. MRI showed changes in L ₃ -L ₄ , L ₄ -L ₅ and L ₅ -S ₁ disks in the form of dehydration (dark disk), a decrease in the height of L ₃ -L ₄ , L ₄ -L ₅ disks, and protrusions of these disks with narrowing of the foraminal openings is larger on the right without pronounced neural compression. At the level of L ₃ -L _{4 the} protrusion is quite uniform, 3 mm, at the level of L ₄ - L ₅ - 5 mm with predominant localization on the right.

Дискография диска L₃-L₄. Введено 2,5 мл раствора контрастного вещества (омнипакса), давление в диске снижено, провокация болевого синдрома. КТ показала целостность фиброзного кольца.Discography L ₃ -L ₄ . Introduced 2.5 ml of a solution of a contrast agent (omnipax), the pressure in the disk is reduced, the provocation of pain. CT scan showed the integrity of the fibrous ring.

Дискография диска L₄-L₅. Введено 5 мл раствора контраста при небольшом избыточном давлении, которое уменьшается быстро (через несколько минут). КТ показывает дефекты фиброзного кольца в области максимальной протрузии (справа). Наблюдалось течение раствора контрастного вещества. При введении раствора отмечалось усиление боли с иррадиацией в правую ногу, но оно было менее выраженным, чем для диска L₃-L₄.Discography L ₄ -L ₅ . A 5 ml contrast solution was added at a slight overpressure, which decreases rapidly (after a few minutes). CT scan shows defects in the fibrous ring in the area of maximum protrusion (right). A flow of a contrast medium solution was observed. With the introduction of the solution, there was an increase in pain with radiation to the right leg, but it was less pronounced than for the L ₃ -L ₄ disk.

Дискография диска L₅-S₁, введено 2 мл раствора контрастного вещества, давление в диске понижено. При введении отмечались нехарактерные боли в области спины. КТ показала отсутствие разрывов фиброзного кольца.Discography of the disk L ₅ -S ₁ introduced 2 ml of a contrast medium solution, the pressure in the disk is reduced. With the introduction of uncharacteristic pain in the back. CT showed no rupture of the fibrous ring.

ЛРД трех дисков паравертебрально справа, с разными режимами облучения.LRE of three disks paravertebral on the right, with different modes of irradiation.

L₃-L₄: После пункции диска через иглу введено небольшое количество жидкости и газа (воздуха). После нормализации давления в диске произведено его облучение в четырех зонах с параметрами, определенными при исследовании механического напряжения в тканях диска. В данном случае параметры воздействия относились ко 2-й группе. Число серий облучения - 4, суммарная длительность воздействия - 60 сек.L ₃ -L ₄ : After puncture of the disc, a small amount of liquid and gas (air) is introduced through the needle. After normalizing the pressure in the disk, it was irradiated in four zones with parameters determined during the study of mechanical stress in the tissues of the disk. In this case, the exposure parameters belonged to the 2nd group. The number of irradiation series is 4, and the total exposure duration is 60 sec.

В начале процедуры болевая реакция отсутствует, в середине процедуры - появление ощущений тяжести и распирания диска, в конце процедуры отмечалось появление слабой болевой реакции. При этом лазерное воздействие отключалось.At the beginning of the procedure, there is no pain reaction, in the middle of the procedure - the appearance of feelings of heaviness and bursting of the disk, at the end of the procedure, the appearance of a weak pain reaction was noted. In this case, the laser exposure was turned off.

Диск L₄-L₅. После пункции диска введено 2 мл жидкости (физиологического раствора). Время нормализации давления в диске составляло две минуты. После нормализации давления произведено облучение диска в 6 зонах с параметрами 2-й группы режимов. Общая длительность облучения каждой зоны - 90 сек. В процессе облучения болевые ощущения были выражены больше в зоне протрузии (справа). При появлении болевых ощущений облучение не прекращалось, а продолжалось, но с большими перерывами между сериями импульсов.Disc L ₄ -L ₅ . After a puncture of the disc, 2 ml of liquid (saline) was introduced. The time to normalize the pressure in the disk was two minutes. After pressure normalization, the disk was irradiated in 6 zones with parameters of the 2nd group of modes. The total duration of exposure of each zone is 90 seconds. During irradiation, pain was more pronounced in the protrusion zone (right). When pain appeared, radiation did not stop, but continued, but with large interruptions between series of pulses.

Пункция диска L₅-S₁ сопровождалась введением небольшого пузырька воздуха, после чего проводилось облучение диска в трех зонах с параметрами 1-й группы режимов. Общая длительность облучения каждой зоны - 60 сек.Puncture of the L ₅ -S ₁ disk was accompanied by the introduction of a small air bubble, after which the disk was irradiated in three zones with the parameters of the 1st group of modes. The total duration of irradiation of each zone is 60 seconds.

В конце лечения отмечалось появление тяжести в поясничной области, после чего облучение прекращалось.At the end of treatment, the appearance of heaviness in the lumbar region was noted, after which the radiation was stopped.

Сразу после проведения процедуры отмечалось снижение болевого синдрома в покое и урежение приступов боли при нагрузке в последующие дни. Через месяц после ЛРД процедуры отмечалось заметное уменьшение болей в области правого бедра и ягодиц, а также значительное (на 70%) уменьшение болей в области поясницы. Через три месяца наблюдалось исчезновение иррадиационных болей, а боли в области поясницы возникали только при значительных физических нагрузках. Через 6 месяцев после ЛРД - полное исчезновение болевого синдрома. Пациент стал заниматься спортом, отмечается полное восстановление качества жизни. Обследование через год после ЛРД показало стабильность положительного эффекта, отсутствие рецидивов болей. МРТ показало исчезновение протрузий и образование новой ткани в зонах облучения.Immediately after the procedure, a decrease in pain at rest and a decrease in pain attacks during exercise in the following days were noted. A month after the LRD procedure, there was a noticeable decrease in pain in the right thigh and buttocks, as well as a significant (70%) decrease in pain in the lumbar region. Three months later, the disappearance of irradiation pain was observed, and pain in the lumbar region occurred only with significant physical exertion. 6 months after LRD - complete disappearance of the pain syndrome. The patient began to play sports, a complete restoration of the quality of life was noted. Examination a year after LRD showed the stability of the positive effect, the absence of relapse of pain. MRI showed the disappearance of protrusions and the formation of new tissue in the irradiated areas.

Пример 3. Экструзия диска. Разрыв фиброзного кольца, отсутствует разрыв продольной связки. Миофасциальные узлы.Example 3. The extrusion of the disk. Rupture of the fibrous ring, there is no rupture of the longitudinal ligament. Myofascial nodes.

Больная 48 лет, боли в области шеи, надплечий и спины в течение 5 лет, последние два года присоединились боли в руках, появилось чувство онемения в пальцах рук, особенно по ночам. Около полутора лет беспокоят головные боли, головокружение, связанное с поворотом головы. Больная не работает более года. Около шести месяцев беспокоит скованность в ногах по утрам.A 48-year-old patient, pains in the neck, shoulders and back for 5 years, pains in the hands joined the last two years, a feeling of numbness in the fingers appeared, especially at night. About a year and a half, headaches, dizziness associated with turning the head worry. The patient does not work for more than a year. For about six months, stiffness in the legs in the morning worries.

При осмотре: выраженный рисунок мышцы шеи, болезненность при пальпации. Мышечная контрактура в области лопаток и надплечий с выраженными мио-фасциальными узлами, резко болезненные при пальпации. Неврологически - значительное повышение рефлексов на ногах с патологическими стопными знаками, оживление рефлексов рук. На рентгенограммах шейного отдела позвоночника снижение высоты дисков C₃-C₄, C₄-C₅, C₅-C₆ и C₆-C₇ с деформацией тел C₆-C₇ и появлением остеофитов в этой зоне. При функциональной спондиолографии выявлена выраженная нестабильность в области сегментов позвонков C₄-C₅, C₅-C₆. МРТ показало множественные протрузии дисков C₃-C₄, C₄-C₅, C₅-C₆ с деформацией позвоночного канала, наличие компрессионного дурального мешка. Размеры позвоночного канала в узком месте 11,5 мм. Размеры протрузий 2 мм для диска C₃-C₄, 3 мм для диска C₄-C₅, и 5 мм для диска C₅ -C₆. В области диска C₆-C₇ наблюдается формирование остеофитов и фиброза диска, умеренная деформация дурального мешка без невральной компрессии.On examination: pronounced pattern of neck muscles, pain on palpation. Muscular contracture in the area of the shoulder blades and shoulders with pronounced myo-fascial nodes, sharply painful on palpation. Neurologically - a significant increase in foot reflexes with pathological stop signs, revitalization of hand reflexes. On radiographs of the cervical spine, a decrease in the height of C ₃ -C ₄ , C ₄ -C ₅ , C ₅ -C ₆ and C ₆ -C ₇ discs with deformation of C ₆ -C ₇ bodies and the appearance of osteophytes in this zone. Functional spondiolography revealed marked instability in the region of vertebral segments C ₄ -C ₅ , C ₅ -C ₆ . MRI showed multiple protrusions of C ₃ -C ₄ , C ₄ -C ₅ , C ₅ -C ₆ discs with spinal canal deformity, the presence of a compression dural sac. The size of the spinal canal in a bottleneck is 11.5 mm. The protrusion sizes are 2 mm for a C ₃ -C ₄ disk, 3 mm for a C ₄ -C ₅ disk, and 5 mm for a C ₅ -C ₆ disk. In the region of the C ₆ -C ₇ disk, the formation of osteophytes and disk fibrosis, moderate deformation of the dural sac without neural compression are observed.

В проекции диска C₅-C₆ задняя компрессия дурального мешка межостистой и желтой связкой.In the projection of the C ₅ -C ₆ disc, posterior compression of the dural sac between the interspinous and yellow ligament.

При КТ дискографии C₃-C₄ введено 1 мл раствора, давление в диске снижено. При введении отмечалось появление болевой реакции в шее, руках и головной боли. КТ показала отсутствие разрыва фиброзного кольца. Для диска C₄-C₅ давление в диске практически отсутствует, введено 2 мл раствора, что вызвало провокацию боли в области надплечий и спине, а также головной боли. КТ показала разрыв фиброзного кольца в зоне позвоночного канала с распространением контрастного вещества под продольную связку.When CT discography C ₃ -C ₄ introduced 1 ml of solution, the pressure in the disk is reduced. With the introduction, a pain reaction was noted in the neck, arms and headache. CT showed no rupture of the fibrous ring. For the C ₄ -C ₅ disk, the pressure in the disk is practically absent, 2 ml of the solution was injected, which provoked a pain in the shoulders and back, as well as a headache. CT showed rupture of the fibrous ring in the area of the spinal canal with the spread of contrast medium under the longitudinal ligament.

Для диска C₅-C₆ давление отсутствует, введено 2,5 мл раствора контрастного вещества (омнипакса), что вызвало провокацию болевого синдрома в надплечиях, спине, шее (но менее выраженного, чем для диска C-C₅). КТ показала полный разрыв фиброзного кольца с поступлением контрастного вещества в придуральное пространство и по ходу корешков.There is no pressure for the C ₅ -C ₆ disk, 2.5 ml of a contrast medium solution (omnipax) was introduced, which provoked a pain syndrome in the shoulders, back, and neck (but less pronounced than for CC ₅ disk). CT showed a complete rupture of the fibrous ring with the entry of a contrast agent into the dural space and along the roots.

Для диска C₆-C₇ ввести иглу не удалось из-за наличия плотного переднего остеофита, закрывающего фиброзное кольцо.It was not possible to insert the needle for the C ₆ -C ₇ disc due to the presence of a dense anterior osteophyte covering the fibrous ring.

На следующий день после исследования произведено лазерное лечение с различными параметрами воздействия.The day after the study, laser treatment was performed with various exposure parameters.

Диск C₃-C₄: введен газ через иглу, проведено облучение в трех зонах, с параметрами 1-й группы режимов. Общая длительность облучения каждой зоны - 120 сек.Disc C ₃ -C ₄ : gas was introduced through a needle, irradiation was carried out in three zones, with the parameters of the 1st group of modes. The total duration of irradiation of each zone is 120 seconds.

Диск C₄-C₅: введение через иглу газового пузырька, а затем 1 мл жидкости (физиологичского раствора), облучение четырех зон с параметрами 2-й группы режимов. Общая длительность облучения каждой зоны - 90 сек.Disk C ₄ -C ₅ : introducing through the needle a gas bubble, and then 1 ml of liquid (physiological solution), irradiation of four zones with parameters of the 2nd group of modes. The total duration of exposure of each zone is 90 seconds.

Диск C₅-C₆: введение через иглу пузырька воздуха, а затем 2 мл жидкости. Облучение в 4-х зонах с параметрами 1-й группы режимов. Общая длительность облучения каждой зоны - 80 сек.Disc C ₅ -C ₆ : introducing an air bubble through a needle and then 2 ml of liquid . Irradiation in 4 zones with the parameters of the 1st group of modes. The total duration of irradiation of each zone is 80 seconds.

Через два дня после проведения ЛРД произведено лазерное воздействие на миофасциальные узлы. Под местной анестезией кожи над узлом в него вводится игла, проводится местная анестезия узла, и в иглу вводится световод, подводится лазерное излучение с параметрами 1-й группы режимов, но при меньшей мощности излучения (соответствующей 3-й группе режимов). Общая длительность облучения - 120 сек (или параметры акустического воздействия). При этом в процессе воздействия проводится измерение акустического сигнала с помощью чувствительного микрофона, установленного на коже пациента вблизи области введения иглы. Измерялся акустический спектр звукового сигнала. При определенном изменении спектра, характерном для образования микропузырьков, воздействие (излучение) выключалось.Two days after LRD, laser exposure was performed on myofascial nodes. Under local anesthesia of the skin above the node, a needle is inserted into it, local anesthesia of the node is performed, a fiber is inserted into the needle, laser radiation is supplied with the parameters of the 1st group of modes, but with a lower radiation power (corresponding to the 3rd group of modes). The total exposure time is 120 seconds (or acoustic exposure parameters). Moreover, in the process of exposure, the acoustic signal is measured using a sensitive microphone mounted on the skin of the patient near the needle injection area. The acoustic spectrum of the sound signal was measured. With a certain change in the spectrum characteristic of the formation of microbubbles, the effect (radiation) was turned off.

Производится облучение 4 узлов в области надплечий и 6 узлов в области лопаток.Irradiation of 4 nodes in the shoulder area and 6 nodes in the area of the shoulder blades.

Сразу после ЛРД процедуры отмечалось исчезновение головной боли и снижение интенсивности болей в области шеи, уменьшение скованности в руках. После лазерного лечения миофасциальных узлов наблюдалось значительное уменьшение болей в области спины и надплечий. Через месяц - сохранение положительной динамики уменьшения болевых ощущений, уменьшилось онемение пальцев, но остались головокружения, скованность в руках и ногах. Через шесть месяцев значительное (до 85%) уменьшение болевых ощущений, исчезновение головокружений, почти полная нормализация рефлексов ног (остается некоторое их оживление), исчезновение скованности в ногах.Immediately after the LRD procedure, the headache disappeared and the intensity of pain in the neck decreased, and stiffness in the hands decreased. After laser treatment of myofascial nodes, there was a significant reduction in pain in the back and shoulders. A month later - maintaining positive dynamics of pain reduction, numbness of fingers decreased, but dizziness, stiffness in arms and legs remained. After six months, a significant (up to 85%) reduction in pain, the disappearance of dizziness, the almost complete normalization of the reflexes of the legs (some recovery remains), the disappearance of stiffness in the legs.

Через год отмечается стабильность хорошего самочувствия, восстановилась нормальная жизнь больной, она вернулась к работе. Обследование с помощью МРТ показало появление новой ткани в зонах лазерного воздействия, исчезновение протрузий в области дисков C₃-C₄, C₄-C₅ и уменьшение протрузий в области диска C₅-C₆ до 2мм, увеличение диаметра позвоночного канала до 13 мм. Функциональная рентгенография показала исчезновение признаков нестабильности позвоночника.After a year, stability of good health was noted, the patient's normal life was restored, she returned to work. An examination using MRI showed the appearance of new tissue in the areas of laser exposure, the disappearance of protrusions in the region of the C ₃ -C ₄ , C ₄ -C ₅ discs and the decrease in protrusions in the region of the C ₅ -C ₆ disc to 2 mm, an increase in the diameter of the spinal canal to 13 mm . Functional radiography revealed the disappearance of signs of spinal instability.

Пример 4. Значительное разрушение диска, в том числе гиалиновых пластин («вакуум-эффект»)Example 4. Significant destruction of the disk, including hyaline plates ("vacuum effect")

Больная 32 лет, появились острые боли в левой ноге на фоне хронического болевого процесса в пояснице, который продолжается около года, когда после физической нагрузки возникли умеренные боли в пояснице без иррадиации в ногу. После проведения консервативного лечения болевой синдром исчез, но через три месяца вновь появилась боль, связанная с изменением положения тела. Болям в ноге предшествовало люмбаго.A 32-year-old patient, acute pain in the left leg appeared against the background of a chronic pain process in the lower back, which lasts about a year, when after physical exertion moderate pain in the lower back without radiation to the leg. After conservative treatment, the pain syndrome disappeared, but after three months the pain appeared again, associated with a change in body position. Leg pain was preceded by lumbago.

При обследовании неврологии имеются признаки компрессии позвонка L₅ слева (положительный симптом натяжения, снижение ахиллова рефлекса слева, зона гипостезии в области иннервации позвонка L₅ слева). При рентгенографии обнаружено снижение высоты дисков L₅-S₁ и L₄-L₅. При рентгенографии с функциональными пробами обнаружены явления нестабильности в области позвонков L₅-S₁ и L₄- L₅. На МРТ видно повреждение дисков L₅-S₁ и L₄-L₅. При этом диск L₅-S₁ дегидратирован, имеется циркулярная протрузия размерами 4 мм, суживающая диаметр позвоночного канала до 12 мм и несколько сжимающая дуральный мешок. В диске L₄-L₅ имеется разрыв фиброзного кольца с большой грыжей (экструзией) диска, располагающейся парамедиально слева и вызывающей компрессию левого корешка L₅.When examining neurology, there are signs of compression of the L ₅ vertebra _{on the} left (a positive symptom of tension, a decrease in the Achilles reflex on the left, a zone of hyposthesia in the area of L ₅ vertebra innervation _{on the} left). When x-ray revealed a decrease in the height of the discs L ₅ -S ₁ and L ₄ -L ₅ . When x-ray with functional tests detected instability in the vertebrae L ₅ -S ₁ and L ₄ - L ₅ . MRI shows damage to L ₅ -S ₁ and L ₄ -L ₅ discs. In this case, the L ₅ -S ₁ disk is dehydrated, there is circular protrusion of 4 mm in size, narrowing the diameter of the spinal canal to 12 mm and somewhat compressing the dural sac. In the disk L ₄ -L ₅ there is a rupture of the fibrous ring with a large hernia (extrusion) of the disk located paramedially on the left and causing compression of the left root L ₅ .

Произведена операция в несколько этапов.The operation was performed in several stages.

1 этап: Под наркозом выполнена эндоскопическая пункция диска L₄-L₅. Установлено, что позитивное давление в диске отсутствует. Произведено удаление грыжи и секвестров диска. В диск введено 2 мл физиологического раствора, при этом давление в диске не увеличилось. Через эндоскоп в диск введен световод и проведена ЛРД в четырех зонах. Произведено облучение с параметрами 3-й группы. Число серий облучения - 4, суммарная длительность воздействия - 180 сек.Stage 1: Endoscopic puncture of the disc L ₄ -L _{5 was} performed under anesthesia. It is established that there is no positive pressure in the disk. Hernia and disk sequestration removed. 2 ml of physiological saline was introduced into the disk, while the pressure in the disk did not increase. An optical fiber was inserted into the disk through an endoscope and an LRE was performed in four zones. Irradiated with the parameters of the 3rd group. The number of irradiation series is 4, and the total exposure duration is 180 sec.

2 этап: Произведен паравертебральный надрез в проекции диска L₅-S₁ длиной 3 см. После удаления желтой связки слева, мобилизации дурального мешка и корешка S₁, удален секвестр диска L₅-S₁ размерами 2×1,5×1,5 см. После удаления секвестра, располагающегося в эпидуральном пространстве, обнаружен дефект продольной связки и фиброзного кольца. В полость диска введена игла и под давлением промыта физиологическим растворм(причем использовалась система смешивания жидкости). Удалено еще несколько свободных секвестров диска. При ревизии в полости диска обнаружен дефект пульпозного ядра без свободных секвестров. Через иглу, введенную в полость диска, введен «оптический наконечник», и произведена процедура ЛРД в 5 зонах с параметрами 2-й группы. Число серий облучения - 4, суммарная длительность воздействия - 90 сек.Stage 2: A paravertebral incision was made in the projection of the L ₅ -S ₁ disk 3 cm long. After removal of the yellow ligament on the left, mobilization of the dural sac and root S ₁ , the sequestration of the L ₅ -S ₁ disk was removed with dimensions 2 × 1.5 × 1.5 see. After removal of the sequestration located in the epidural space, a defect in the longitudinal ligament and fibrous ring was detected. A needle was inserted into the disc cavity and washed with physiological saline under pressure (moreover, a fluid mixing system was used). Removed some more free disk sequesters. During the audit, a defect in the pulpous nucleus without free sequestration was found in the cavity of the disk. An “optical tip” was inserted through a needle inserted into the cavity of the disk, and an LRD procedure was performed in 5 zones with parameters of the 2nd group. The number of irradiation series is 4, and the total exposure duration is 90 sec.

После удаления иглы твердая мозговая оболочка и корешок укрыты эпидуральной клетчаткой, и рана послойно ушита наглухо.After removal of the needle, the dura mater and root are covered with epidural tissue, and the wound was sutured in layers.

Сразу после операции боли в ноге исчезли. После реабилитации в течение 10 дней исчезли боли в пояснице. Щадящий режим сохранялся в течение 1 месяца (ношение корсета, ограничение физической нагрузки).Immediately after the operation, the pain in the leg disappeared. After rehabilitation for 10 days, back pain disappeared. Sparing mode was maintained for 1 month (wearing a corset, limiting physical activity).

При обследовании через три месяца отмечалось отсутствие болевого синдрома. Ограничение физической нагрузки сохранялось. Через 6 месяцев - пациент живет без болей, полностью восстановленное качество жизни. Рентгенография с функциональными пробами показала значительное уменьшение нестабильности позвоночника L₅-S₁ и L₄-L₅.When examined after three months, the absence of pain was noted. The restriction of physical activity was maintained. After 6 months - the patient lives without pain, a completely restored quality of life. Radiography with functional tests showed a significant decrease in spinal instability L ₅ -S ₁ and L ₄ -L ₅ .

На МРТ видно уменьшение объема протрузии диска, отсутствие рецидива грыжи диска.MRI shows a decrease in the volume of protrusion of the disc, the absence of recurrence of a hernia of the disc.

Через 2,5 года сохранение хорошего состояния, отсутствие рецидивов и признаков нестабильности позвоночника.After 2.5 years, maintaining good condition, the absence of relapse and signs of spinal instability.

Пример 5. ЛРД: лечение позвоночных связок и суставов. Вакуум-эффект. Дефект гиалиновой пластины.Example 5. LRD: treatment of vertebral ligaments and joints. Vacuum effect. Defect hyaline plate.

Больной 60 лет с хроническим болевым синдромом спине, болен более 10 лет, регулярные приступы болей в спине. Обострения продолжаются до нескольких месяцев. Консервативное лечение в большинстве случаев было успешным. Последние 5 лет регулярно (ежегодно) проводилось санаторно-курортное лечение. Последний год - резкое усиление боли в ногах, появился синдром нейрогенной перемежающейся хромоты.A 60-year-old patient with chronic back pain, has been ill for more than 10 years, with regular attacks of back pain. Exacerbations last up to several months. Conservative treatment in most cases was successful. Over the past 5 years, spa treatment has been regularly (annually) carried out. Last year - a sharp increase in leg pain, appeared syndrome of neurogenic intermittent claudication.

МРТ - картина старого спондилоартроза поясничного отдела позвоночника с формированием стеноза позвоночного канала на уровне L₃-L₄, L₄-L₅ и L₅-S₁. Основной причиной стеноза на уровне L₃-L₄ является протрузия диска L₃-L₄ и гипертрофия желтых связок с двух сторон. Размер позвоночного канала 8 мм. На уровне L₄-L₅ основной стеноз связан с грубой компрессией дурального мешка, центральной грыжей диска размерами 8 мм, и гипертрофированными суставом и гладкой связкой. Размер позвоночного ствола 5 мм.MRI - a picture of old spondylarthrosis of the lumbar spine with the formation of spinal stenosis at the level of L ₃ -L ₄ , L ₄ -L ₅ and L ₅ -S ₁ . The main cause of the stenosis at the level L ₃ -L ₄ is protruded disc L ₃ -L ₄ and hypertrophy of the yellow ligaments on both sides. The size of the spinal canal is 8 mm. At the level of L ₄ -L _{5, the} main stenosis is associated with a rough compression of the dural sac, a central hernia of the disc 8 mm in size, and a hypertrophic joint and smooth ligament. The size of the spinal trunk is 5 mm.

КТ выявила на этом уровне «вакуум-эффект».CT revealed a "vacuum effect" at this level.

На уровне L₅-S₁ стеноз позвоночного канала за счет циркулярной протрузии диска с явлениями ретролистеза и грубой гипертрофией желтой связки на этом уровне. Суставы с явлениями гиперплазии и гипертрофии. Размер позвоночного столба на этом уровне 9 мм.At the level of L ₅ -S ₁ stenosis of the spinal canal due to circular protrusion of the disk with the phenomena of retrolisthesis and gross hypertrophy of the yellow ligament at this level. Joints with the phenomena of hyperplasia and hypertrophy. The size of the spinal column at this level is 9 mm.

Произведена под наркозом операция в несколько этапов.An operation was performed under anesthesia in several stages.

Микродискокомпрессия на уровне L₃-L₄, L₄-L₅ и L₅-S₁. При том на всех уровнях устранено сдавление дурального мешка и корешков желтой связкой и гипертрофированными отделами фасеточных суставов.Microdisk compression at the level of L ₃ -L ₄ , L ₄ -L ₅ and L ₅ -S ₁ . Moreover, at all levels, the compression of the dural sac and roots by the yellow ligament and hypertrophic parts of the facet joints was eliminated.

Затем произведены манипуляции на дисках и суставах позвонков.Then, manipulations were performed on the disks and joints of the vertebrae.

Диск L₃-L₄: пункция диска, давление в диске отсутствует. При дискографии обнаружен разрыв фиброзного кольца в зоне латеральных отделов диска слева и попадание контрастного вещества паравертебрально. В полость диска ввели 0,5 см³ геля на основе хондроитин сульфата. После этого в диск (через ту же иглу) вводят световод и проводится облучение в 5 зонах с параметрами 3-й группы. Время облучения одной зоны определяется автоматически с помощью контрольной системы, которая выключает излучение через 1 секунду после возникновения турбулентных потоков в зоне воздействия. Возникновения турбулентных потоков фиксируются с помощью анализа динамики спекловой картины. Мощность излучения устанавливается в начале 0,7 Вт, а затем изменяется автоматически с помощью контрольной системы с обратной связью, которая включает измерении температуры, таким образом, чтобы температура в зоне воздействия поддерживалась при 45°С с точностью +/- 0,5°С.Disc L ₃ -L ₄ : disc puncture, no disc pressure. Discography revealed a rupture of the fibrous ring in the area of the lateral parts of the disk on the left and the contrast agent was paravertebral. 0.5 cm ³ gel based on chondroitin sulfate was introduced into the cavity of the disk. After that, a light guide is inserted into the disk (through the same needle) and irradiation is carried out in 5 zones with parameters of the 3rd group. The exposure time of one zone is determined automatically using the control system, which turns off the radiation 1 second after the occurrence of turbulent flows in the zone of influence. The occurrence of turbulent flows is recorded by analyzing the dynamics of the speckle pattern. The radiation power is set at the beginning of 0.7 W, and then automatically changed using a feedback control system that includes temperature measurement, so that the temperature in the affected area is maintained at 45 ° C with an accuracy of +/- 0.5 ° C .

Диск L₄-L₅: удаление свободного секвестра (объемом 2 см³) из-под продольной связки.Disc L ₄ -L ₅ : removal of free sequestration (2 cm ³ volume) from under the longitudinal ligament.

Полость диска промыта раствором NaCl (0,5%). При ревизии с помощью эндоскопа обнаружен большой дефект гиалиновой пластины в центральной зоне тела позвонка L₅ и разрушенное фиброзное кольцо на всем протяжении диска. Проведено лазерное облучение диска в 6 зонах.The disc cavity is washed with a solution of NaCl (0.5%). During the audit with the help of an endoscope, a large defect of the hyaline plate in the central zone of the vertebral body L ₅ and a destroyed fibrous ring along the entire length of the disk were detected. Laser irradiation of the disk was carried out in 6 zones.

Параметры 1-й группы режимов. Время облучения одной зоны определяется автоматически с помощью контрольной системы, которая выключает излучение после возникновения микропор (микроканалов) в зоне воздействия. Возникновения микропор фиксируются с помощью оптического когерентного томографа.Parameters of the 1st group of modes. The exposure time of one zone is determined automatically using a control system that turns off the radiation after the occurrence of micropores (microchannels) in the impact zone. The occurrence of micropores is recorded using an optical coherent tomograph.

После этого в полость диска введена суспензия биологической ткани (стволовые клетки, взятые у этого же больного при стернальной пункции.After that, a suspension of biological tissue (stem cells taken from the same patient with sternal puncture) was introduced into the cavity of the disk.

Диск L₅-S₁: после удаления фрагментов фиброзного кольца с двух сторон и формирования ложа в полость диска введены (кейджи B-Twin). После этого произведена процедура ЛРД оставшихся элементов диска с двух сторон: в трех зонах справа и в трех зонах слева. Фасеточные суставы дисков L₃-L₄, L₄-L₅ и L₅-S₁ последовательно после пункции и введения газа (воздух?) также подвергнуты лазерному облучению с параметрами 2-й группы режимов. Время облучения одной зоны определяется автоматически с помощью контрольной системы, которая выключает излучение через 2 секунды после образования микропузурьков в зоне воздействия. Образование микропузырьков фиксируется с помощью акустического датчика. Мощность излучения устанавливается в начале 1 Вт, а затем изменяется автоматически с помощью контрольной системы с обратной связью, которая включает измерении температуры, таким образом, чтобы температура в зоне воздействия поддерживалась при 42°С с точностью +/- 0,5°С.Disc L ₅ -S ₁ : after removal of fragments of the fibrous ring from two sides and the formation of a bed in the cavity of the disc are inserted ( B-Twin cages ) . After that, the LRE procedure of the remaining disk elements from two sides was performed: in three zones on the right and in three zones on the left. The facet joints of the disks L ₃ -L ₄ , L ₄ -L ₅ and L ₅ -S ₁ successively after puncture and injection of gas (air?) Are also subjected to laser irradiation with the parameters of the 2nd group of modes. The exposure time of one zone is determined automatically using the control system, which turns off the radiation 2 seconds after the formation of microbubbles in the exposure zone. Microbubble formation is detected with an acoustic sensor. The radiation power is set at the beginning of 1 W, and then changes automatically using a feedback control system, which includes temperature measurement, so that the temperature in the affected area is maintained at 42 ° C with an accuracy of +/- 0.5 ° C.

В послеоперационном периоде отмечено значительное улучшение: исчезли боли в ногах при нагрузке, уменьшение болевого синдрома в поясничной области. Проводилось ограничение физической нагрузки и ношение корсета в течение 2,5 месяцев после ЛРД. За этот период обострений болей не было. Обследование через 6 месяцев и через год показали отсутствие признаков (спондилоартроза в зоне операции), появление новой ткани в области дисков L₃-L₄, L₄-L₅ (МРТ), суставы без признаков гипертрофии и разрушения.In the postoperative period, a significant improvement was noted: leg pain during exercise disappeared, a decrease in pain in the lumbar region. There was a restriction of physical activity and wearing a corset for 2.5 months after LRD. There were no exacerbations of pain during this period. Examination after 6 months and a year later showed the absence of signs (spondylarthrosis in the area of operation), the appearance of new tissue in the area of the discs L ₃ -L ₄ , L ₄ -L ₅ (MRI), joints without signs of hypertrophy and destruction.

Пример 6. Лечение коленного суставаExample 6. The treatment of the knee

Больная 58 лет, боль в области коленного сустава беспокоит около 5 лет. Последние 1,5 года - периоды длительного обострения. На рентгенограмме - явления деформирующего артроза коленного сустава.Patient 58 years old, pain in the knee joint worries about 5 years. The last 1.5 years are periods of prolonged exacerbation. On the radiograph - the phenomenon of deforming arthrosis of the knee joint.

ОперацияOperation

Артроскопия коленного сустава, введен достаточный объем физиологического раствора.Arthroscopy of the knee joint, a sufficient volume of physiological saline was introduced.

Обнаружены изменения в области гиалиновых пластин, которые истончены с патологической «бахромой». Осуществлен канал оттока жидкости из коленного сустава. Подведен оптический световод через эндоскоп. Произведено лазерное облучение покрытых бахромой поверхностей со следующими параметрами: длина волны излучения 2,09 мкм, средняя мощность излучения 5 Вт, длительность импульса 500 мкс, частота следования импульсов 10 Гц, длительность серии облучения 10 с, перерыв между сериями облучения 10 с, общее время облучения 2 минуты. Во время облучения осуществлялся поток жидкости (физиологического раствора) через область коленного сустава. Сглаживание бахромы контролировалось с помощью эндоскопа.Changes were detected in the area of hyaline plates, which are thinned with pathological “fringe”. A channel for outflow of fluid from the knee joint has been implemented. The optical fiber through the endoscope is connected. Laser irradiation was performed on fringe-coated surfaces with the following parameters: radiation wavelength 2.09 μm, average radiation power 5 W, pulse duration 500 μs, pulse repetition rate 10 Hz, duration of the irradiation series 10 s, break between the irradiation series 10 s, total time irradiation 2 minutes. During irradiation, a fluid (saline) flow through the knee joint was carried out. Fringe smoothing was monitored using an endoscope.

На следующем этапе операции удален световод и введен источник токов высокой частоты, произведено воздействие на поверхности сустава и хрящевой пластины со следующими параметрами: частота 2 МГц, длительность серии воздействия 5 с, промежуток между сериями 5 с, мощность излучения регулировалась с помощью контрольной системы с обратной связью, основанной на измерении температуры в зоне воздействия. Температура в зоне воздействия достигала 45°С и поддерживалась при этом значении с точностью +/- 1^оС в течение 50 секунд для каждой области воздействия. При этом в процессе воздействия через область гиалиновых пластин и вдоль поверхности сустава осуществлялся поток жидкости (физиологического раствора). Всего было обработано 4 зоны.At the next stage of the operation, the optical fiber was removed and a source of high-frequency currents was introduced, an action was made on the surface of the joint and cartilage plate with the following parameters: frequency 2 MHz, duration of the exposure series 5 s, the interval between the series 5 s, the radiation power was adjusted using a control system with reverse communication based on the measurement of temperature in the affected area. The temperature in the zone of influence reached 45 ° C and maintained at this value with an accuracy of +/- 1 ° ^C for 50 seconds for each exposure area. Moreover, in the process of exposure through the area of hyaline plates and along the surface of the joint, a fluid flow (physiological saline) was carried out. A total of 4 zones were processed.

Через две недели после лечения отмечалось значительное уменьшение боли при ходьбе. Боли полностью прекратились через три месяца.Two weeks after treatment, a significant decrease in walking pain was noted. The pain completely stopped after three months.

Claims (39)

1. Способ модификации хрящевой ткани для стимуляции ее регенерации, включающий в себя этапы на которых:
в хрящевой ткани формируют, по меньшей мере, один канал доступа;
в, по меньшей мере, один сформированный канал доступа вводят текучую среду, формирующую, по меньшей мере, один пузырек текучей среды;
в, по меньшей мере, один сформированный канал доступа вводят, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения, позиционируя его таким образом, чтобы, по меньшей мере, один образовавшийся пузырек находился в зоне воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ), по меньшей мере, одного источника электромагнитного излучения;
активируют указанный, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения.1. A method of modifying cartilage tissue to stimulate its regeneration, comprising the steps of:
at least one access channel is formed in the cartilage tissue;
a fluid is introduced into the at least one formed access channel to form at least one fluid bubble;
at least one source of electromagnetic radiation is introduced into the at least one formed access channel, positioning it so that at least one bubble formed is in the area of at least one electromagnetic radiation (EMR) source of electromagnetic radiation;
activate the specified at least one source of electromagnetic radiation. 2. Способ по п.1, в котором ЭМИ периодически модулировано во времени.2. The method according to claim 1, in which the EMR is periodically modulated in time. 3. Способ по п.2, в котором ЭМИ является импульсно- модулированным причем указанная периодическая модуляция имеет следующие параметры:
длительность импульса,
частота следования импульсов,
длительность серии импульсов,
интервал между сериями импульсов.3. The method according to claim 2, in which the EMR is pulse-modulated, wherein said periodic modulation has the following parameters:
pulse duration,
pulse repetition rate,
pulse train duration
interval between series of pulses. 4. Способ по п.3, в котором частота следования импульсов в серии от примерно 0,1 до примерно 100 Гц.4. The method according to claim 3, in which the pulse repetition rate in the series from about 0.1 to about 100 Hz. 5. Способ по п.3, в котором длительность импульсов составляет от примерно 1 до примерно 3000 мс.5. The method according to claim 3, in which the pulse duration is from about 1 to about 3000 ms. 6. Способ по п.3, в котором длительность серий импульсов составляет от примерно 5 до примерно 60 с.6. The method according to claim 3, in which the duration of the series of pulses is from about 5 to about 60 seconds. 7. Способ по п.3, в котором количество серий импульсов составляет от примерно 1 до примерно 10.7. The method according to claim 3, in which the number of pulse series is from about 1 to about 10. 8. Способ по п.3, в котором средняя мощность ЭМИ составляет от примерно 0,5 до примерно 5 Вт.8. The method according to claim 3, in which the average power of the EMP is from about 0.5 to about 5 watts. 9. Способ по п.3, в котором интервал между сериями импульсов составляет от примерно 5 до примерно 60 сек.9. The method according to claim 3, in which the interval between series of pulses is from about 5 to about 60 seconds. 10. Способ по п.1, в котором длина волны ЭМИ составляет от примерно 0,6 до примерно 2,2 мкм.10. The method according to claim 1, in which the wavelength of the EMP is from about 0.6 to about 2.2 microns. 11. Способ по п.1, в котором длина волны ЭМИ составляет примерно 1,56 мкм.11. The method according to claim 1, in which the wavelength of the EMP is approximately 1.56 μm. 12. Способ по п.1, в котором источник электромагнитного излучения представляет собой световод.12. The method according to claim 1, in which the source of electromagnetic radiation is a fiber. 13. Способ по п.12, в котором диаметр световода составляет от примерно 0,1 до примерно 2 мм.13. The method according to item 12, in which the diameter of the fiber is from about 0.1 to about 2 mm 14. Способ по п.12, в котором диаметр световода составляет примерно 0,6 мм.14. The method according to item 12, in which the diameter of the fiber is approximately 0.6 mm 15. Способ по п.1, в котором параметры электромагнитного излучения подбирают таким образом, что указанное электромагнитное излучение, по существу, полностью поглощается в пределах заданной области.15. The method according to claim 1, in which the parameters of electromagnetic radiation are selected so that the specified electromagnetic radiation is substantially completely absorbed within a given area. 16. Способ по п.1, в котором параметры электромагнитного излучения подбирают таким образом, что температура вне пределов заданной области в процессе приложения воздействия, по существу, не меняется.16. The method according to claim 1, in which the parameters of electromagnetic radiation are selected in such a way that the temperature outside the specified area during the application of the action, essentially, does not change. 17. Способ по п.1, в котором воздействие электромагнитного излучения представляет собой взаимодействие указанного электромагнитного излучения с указанным, по меньшей мере, одним пузырьком текучей среды и его стенками, приводящее к генерации акустических волн, измельчению пузырька текучей среды и распространению текучей среды по области модификации хрящевой ткани.17. The method according to claim 1, in which the action of electromagnetic radiation is the interaction of the specified electromagnetic radiation with the specified at least one bubble of the fluid and its walls, leading to the generation of acoustic waves, grinding of the bubble of the fluid and the spread of the fluid in the region cartilage tissue modifications. 18. Способ по п.17, в котором выполняют отслеживание степени измельчения указанного, по меньшей мере, одного пузырька текучей среды и поддерживают параметры электромагнитного излучения, обеспечивающие поддержание указанной степени измельчения.18. The method according to 17, in which they monitor the degree of grinding of the specified at least one bubble of the fluid and support the parameters of electromagnetic radiation, ensuring the maintenance of the specified degree of grinding. 19. Способ по п.1, в котором модификация хрящевой ткани представляет собой формирование множества микропор в хрящевой ткани в результате распространения указанной текучей среды по хрящевой ткани.19. The method according to claim 1, in which the modification of the cartilage tissue is the formation of multiple micropores in the cartilage tissue as a result of the distribution of the specified fluid through the cartilage tissue. 20. Способ по п.1, в котором текучую среду вводят через тот же канал доступа, что и источник электромагнитного излучения, при этом ввод источника электромагнитного излучения выполняют одновременно с подачей текучей среды.20. The method according to claim 1, in which the fluid is introduced through the same access channel as the source of electromagnetic radiation, while the input of the electromagnetic radiation source is performed simultaneously with the supply of fluid. 21. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, один пузырек текучей среды формируют посредством введения в хрящевую ткань через канал доступа заданного количества, по меньшей мере, одного вида текучей среды, формируя в хрящевой ткани, по меньшей мере, один пузырек указанной текучей среды.21. The method according to claim 1, in which at least one fluid bubble is formed by introducing into the cartilaginous tissue through the access channel a predetermined amount of at least one type of fluid, forming at least one cartilaginous tissue a bubble of the specified fluid. 22. Способ по п.1, в котором текучая среда представляет собой газ.22. The method according to claim 1, in which the fluid is a gas. 23. Способ по п.1, в котором текучая среда представляет собой атмосферный воздух.23. The method according to claim 1, in which the fluid is atmospheric air. 24. Способ по п.23, в котором текучая среда представляет собой атмосферный воздух, изолированный в канале доступа при введении в него источника электромагнитного излучения.24. The method according to item 23, in which the fluid is atmospheric air isolated in the access channel with the introduction of a source of electromagnetic radiation. 25. Способ по п.1, в котором текучая среда содержит лекарственное средство.25. The method according to claim 1, in which the fluid contains a drug. 26. Способ по п.1, в котором текучая среда содержит стволовые клетки.26. The method according to claim 1, in which the fluid contains stem cells. 27. Способ по п.1, в котором в процессе ЭМ-воздействия или в промежутках между ним изменяют текучую среду или параметры самого воздействия.27. The method according to claim 1, in which during the EM exposure or in the intervals between it change the fluid or the parameters of the exposure. 28. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этапы на которых:
в хрящевой ткани, подвергаемой реконструкции, возбуждают механические колебания при помощи по меньшей мере одного дополнительного источника механических колебаний.28. The method according to claim 1, further comprising the steps of:
in the cartilage tissue undergoing reconstruction, mechanical vibrations are excited with at least one additional source of mechanical vibrations. 29. Способ по п.28, в котором канал доступа формируют при помощи введения в хрящевую ткань пустотелой иглы, причем источником механических колебаний является игла, формирующая канал доступа, и/или излучатель, введенный в указанную иглу.29. The method according to p. 28, in which the access channel is formed by introducing into the cartilage tissue a hollow needle, the source of mechanical vibrations being the needle forming the access channel and / or the radiator inserted into the specified needle. 30. Способ по п.28, в котором частота механических колебаний лежит в ультразвуковом диапазоне.30. The method according to p, in which the frequency of mechanical vibrations lies in the ultrasonic range. 31. Способ модификации хрящевой ткани для стимуляции ее регенерации, включающий в себя этапы на которых:
в хрящевой ткани формируют, по меньшей мере, один канал доступа;
в, по меньшей мере, один сформированный канал доступа вводят композицию, способствующую формированию, по меньшей мере, одного пузырька текучей среды;
в, по меньшей мере, один сформированный канал доступа вводят, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения, позиционируя его таким образом, чтобы при активации этого источника обеспечить воздействие указанного излучения на, по меньшей мере, один образовавшийся пузырек;
активируют указанный, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения.31. A method of modifying cartilage tissue to stimulate its regeneration, comprising the steps of:
at least one access channel is formed in the cartilage tissue;
in at least one formed access channel, a composition is introduced to facilitate the formation of at least one fluid bubble;
at least one generated access channel is injected with at least one source of electromagnetic radiation, positioning it in such a way that when this source is activated, to ensure that said radiation affects at least one bubble formed;
activate the specified at least one source of electromagnetic radiation. 32. Способ по п.31, в котором источник активируют при обнаружении образования пузырька.32. The method according to p, in which the source is activated when detecting the formation of a bubble. 33. Способ модификации хрящевой ткани для стимуляции ее регенерации, включающий в себя этапы на которых:
в хрящевой ткани формируют, по меньшей мере, один канал доступа;
в, по меньшей мере, один сформированный канал доступа вводят композицию, способствующую формированию, по меньшей мере, одного пузырька текучей среды;
в, по меньшей мере, один сформированный канал доступа вводят, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения, позиционируя его таким образом, чтобы, по меньшей мере, один образовавшийся пузырек находился в зоне воздействия электромагнитного излучения, по меньшей мере, одного источника электромагнитного излучения;
активируют указанный, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения.33. A method of modifying cartilage tissue to stimulate its regeneration, comprising the steps of:
at least one access channel is formed in the cartilage tissue;
in at least one formed access channel, a composition is introduced to facilitate the formation of at least one fluid bubble;
at least one electromagnetic radiation source is introduced into the at least one access channel, positioning it so that at least one bubble formed is in the area of the electromagnetic radiation of the at least one electromagnetic radiation source ;
activate the specified at least one source of electromagnetic radiation. 34. Способ по п.33, в котором активируют, по меньшей мере, один источник, в зоне воздействия электромагнитного излучения которого обнаруживают образование пузырька.34. The method according to clause 33, in which at least one source is activated, in the area of the electromagnetic radiation of which detect the formation of a bubble. 35. Способ модификации хрящевой ткани, включающий в себя этапы, на которых:
в хрящевой ткани формируют, по меньшей мере, один канал доступа;
в, по меньшей мере, один сформированный канал доступа вводят, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения;
активируют указанный, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения;
изменяют параметры электромагнитного излучения, по меньшей мере, одного источника электромагнитного излучения таким образом, чтобы обеспечить образование пузырьков текучей среды в хрящевой ткани.35. A method of modifying cartilage tissue, comprising the steps of:
at least one access channel is formed in the cartilage tissue;
in at least one formed access channel, at least one source of electromagnetic radiation is introduced;
activating said at least one source of electromagnetic radiation;
change the parameters of electromagnetic radiation of at least one source of electromagnetic radiation in such a way as to ensure the formation of fluid bubbles in the cartilage. 36. Способ по п.35, в котором
в хрящевой ткани формируют, по меньшей мере, два канала доступа;
в сформированные каналы доступа вводят, по меньшей мере, два источника электромагнитного излучения;
активируют один из указанных источников электромагнитного излучения;
изменяют параметры электромагнитного излучения активированного источника электромагнитного излучения таким образом, чтобы обеспечить образование пузырьков текучей среды в хрящевой ткани;
позиционируют другой источник таким образом, чтобы, по меньшей мере, один образовавшийся пузырек находился в зоне воздействия электромагнитного излучения указанного другого источника электромагнитного излучения;
активируют указанный другой источник электромагнитного излучения.36. The method according to clause 35, in which
at least two access channels are formed in the cartilage tissue;
at least two sources of electromagnetic radiation are introduced into the formed access channels;
activate one of these sources of electromagnetic radiation;
changing the parameters of the electromagnetic radiation of the activated source of electromagnetic radiation in such a way as to ensure the formation of fluid bubbles in the cartilage;
positioning another source so that at least one bubble formed is in the zone of exposure to electromagnetic radiation of said other source of electromagnetic radiation;
activate the specified other source of electromagnetic radiation. 37. Способ по п.36, в котором указанный другой источник активируют при обнаружении образования пузырька.37. The method according to clause 36, in which the specified other source is activated when detecting the formation of a bubble. 38. Способ модификации хрящевой ткани, включающий в себя этапы на которых:
в хрящевую ткань вводят, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения, что приводит к формированию, по меньшей мере, одного канала доступа и введению в него текучей среды, формирующей, по меньшей мере, один пузырек текучей среды;
при этом указанный, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения позиционируют таким образом, чтобы, по меньшей мере, один образовавшийся пузырек находился в зоне воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ), по меньшей мере, одного источника электромагнитного излучения;
активируют указанный, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения.38. A method of modifying cartilage tissue, comprising the steps of:
at least one source of electromagnetic radiation is introduced into the cartilage tissue, which leads to the formation of at least one access channel and the introduction of a fluid into it, forming at least one fluid bubble;
wherein said at least one source of electromagnetic radiation is positioned so that at least one bubble formed is in the area of exposure to electromagnetic radiation (EMP) of at least one source of electromagnetic radiation;
activate the specified at least one source of electromagnetic radiation. 39. Способ по п.38, в котором текучая среда представляет собой атмосферный воздух, изолированный в канале доступа, сформированном при введении источника электромагнитного излучения. 39. The method according to § 38, in which the fluid is atmospheric air isolated in the access channel formed when the electromagnetic radiation source is introduced.

Images