Microscopic Examination of Foot Joints Components in Charcot Arthropathy Complicated by Osteomyelitis

封面


如何引用文章

全文:

详细

Background. Charcot arthropathy is a serious medical and social problem. Histological studies of foot joints components in Charcot arthropathy complicated by osteomyelitis are few. The purpose of this study was to assess structural changes in the articular cartilage and subchondral bone of the foot joints in Charcot arthropathy complicated by osteomyelitis. Materials and Methods. The bone-cartilage fragments of the ankle, subtalar and metatarsophalangeal joints with the surrounding soft tissues of 20 patients with Charcot arthropathy complicated by chronic osteomyelitis were examined. Part of the material was fixed in neutral formalin. All samples were subjected to standard histological processing. Paraffin sections were stained by Masson’s tricolor method, hematoxylin and eosin. Part of the material was embedded in epoxy resins. Then semi-thin sections were stained with methylene blue and basic fuchsin. Histological preparations were studied by digitizing images under the AxioScope A1 microscope (Carl Zeiss MicroImaging GmbH, Germany).The phase of chronic osteomyelitis inflammation was assessed semi-quantitatively using the histopathological scale by A. Tiemann et al. (2014). Results. In 80% of the patients, the inflammatory phase of chronic osteomyelitis was characterized as active and subacute. In all cases, the areas with full-layer of articular cartilage unweaving, up to the subchondral zone, with cartilaginous tissue fragments rejection into the joint cavity were revealed. Cytoarchitectonics was disrupted. The main part of chondrocytes was in a state of destruction. The articular surface was covered with pannus. There were no basophilic line and the zone of calcified cartilage. The hyaline cartilage was replaced by granulation and/or fibrous tissue. An inflammatory infiltrates was noted in the superficial and deep areas of the cartilage. The impairment of the structure and/or complete absence of the subchondral bone due to the high activity of osteoclasts in the subchondral zone were revealed. An excessive amount of osteoclasts at the border with the articular cartilage was noted, while the signs of reparative bone formation were poorly expressed. Edema and thickening of the vascular walls of the microvasculature were recorded. Conclusion. The microscopic examination of the foot joints in Charcot arthropathy complicated by osteomyelitis revealed structural impairment and/or complete absence of the subchondral bone due to the high activity of osteoclasts in the subchondral zone. Structural changes in the subchondral bone and synovial pannus led to irreversible destruction of articular cartilage and the penetration of infection. These should be taken into account in surgical planning.

作者简介

T. Stupina

Ilizarov National Medical Research Centre for Traumatology and Orthopaedics

编辑信件的主要联系方式.
Email: StupinaSTA@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3434-0372

Tatiana A. Stupina — Dr. Sci. (Biol.), Leading Researcher, Laboratory of Morphology

Kurgan

俄罗斯联邦

N. Migalkin

Ilizarov National Medical Research Centre for Traumatology and Orthopaedics

Email: mignik45@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7502-5654

Nikolai S. Migalkin — Researcher, Laboratory of Morphology

Kurgan

俄罗斯联邦

M. Shchudlo

Ilizarov National Medical Research Centre for Traumatology and Orthopaedics

Email: m.m.sch@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0661-6685

Mikhail M. Shchudlo — Dr. Sci. (Med.), Leading Researcher, Laboratory Clinical and Experimental Laboratory of Reconstructive-Plastic Microsurgery and Hand Surgery

Kurgan

俄罗斯联邦

A. Sudnitsyn

Ilizarov National Medical Research Centre for Traumatology and Orthopaedics

Email: anatol_anatol@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2602-2457

Anatoly S. Sudnitsyn — Cand. Sci. (Med.), Orthopedic Surgeon

Kurgan

俄罗斯联邦

I. Mezentsev

Ilizarov National Medical Research Centre for Traumatology and Orthopaedics

Email: mezen.igor.82@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7598-0707

Igor N. Mezentsev — Pathologist

Kurgan

俄罗斯联邦

参考

  1. Галстян Г.Р., Каминарская Ю.А. Патогенез остеоартропатии Шарко: роль периферической нервной системы. Эндокринная хирургия. 2014;(4):5-14. doi: 10.14341/serg201445-14.
  2. Деев Р.В., Плакса И.Л., Чекмарева И.А., Галстян Г.Р., Сучков И.А., Матвеев С.А. Патогистологические изменения тканей стопы у пациентов с терминальными формами диабетической ангио- и нейропатии. Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. 2016;11(2):69-75.
  3. Baumhauer J.F., O’Keefe R.J., Schon L.C., Pinzur M.S. Cytokine-induced osteoclastic bone resorption in charcot arthropathy: an immunohistochemical study. Foot Ankle Int. 2006;27(10):797-800. doi: 10.1177/107110070602701007.
  4. Jansen R.B., Christensen T.M., Bülow J., Rørdam L., Jørgensen N.R., Svendsen O.L. Markers of Local Inflammation and Bone Resorption in the Acute Diabetic Charcot Foot. J Diabetes Res. 2018;2018:5647981. doi: 10.1155/2018/5647981.
  5. Dharmadas S., Kumar H., Pillay M., Jojo A., Pj T., Mangalanandan T.S. et al. Microscopic study of chronic charcot arthropathy foot bones contributes to understanding pathogenesis – A preliminary report. Histol Histopathol. 2020;35(5):443-448. doi: 10.14670/HH-18-162.
  6. Дмитриенко А.А., Аничкин В.В., Курек М.Ф., Вакар А. Диагностика остеомиелита при синдроме диабетической стопы (обзор литературы). Проблемы здоровья и экологии. 2014;3(41):62-67.
  7. Байрамкулов Э.Д., Воротников А.А., Мозеров С.А., Красовитова О.В. Клинико-морфологическая характеристика остеомиелита при синдроме диабетической стопы. Фундаментальные исследования. 2015;1(1):23-27.
  8. Game F. Classification of diabetic foot ulcers. Diabetes Metab Res Rev. 2015;32 Suppl 1:186-194. doi: 10.1002/dmrr.2746.
  9. Lipsky B.A., Aragón-Sánchez J., Diggle M., Embil J., Kono S., Lavery L. et al. IWGDF guidance on the diagnosis and management of foot infections in persons with diabetes. Diabetes Metab Res Rev. 2016;32 Suppl 1:45-74. doi: 10.1002/dmrr.2699.
  10. Губин А.В., Клюшин Н.М. Проблемы организации лечения больных хроническим остеомиелитом и пути их решения на примере создания клиники гнойной остеологии. Гений ортопедии. 2019;25(2):140-148. doi: 10.18019/1028-4427-2019-25-2-140-148.
  11. Пахомов И.А. Реконструктивно-пластическое хирургическое лечение хронического остеомиелита пяточной кости, осложненного коллапсом мягких тканей стопы. Гений ортопедии. 2011;(3):28-32.
  12. Malhotra R., Chan C.S., Nather A. Osteomyelitis in the diabetic foot. Diabet Foot Ankle. 2014;5. doi: 10.3402/dfa.v5.24445.
  13. Cecilia-Matilla A., Lázaro-Martínez J.L., AragónSánchez J., García-Morales E., García-Álvarez Y., Beneit-Montesinos J.V. Histopathologic characteristics of bone infection complicating foot ulcers in diabetic patients. J Am Podiatr Med Assoc. 2013;103(1):24-31. doi: 10.7547/1030024.
  14. Ellerbrook L., Laks S. Coccidioidomycosis osteomyelitis of the knee in a 23-year-old diabetic patient. Radiol Case Rep. 2015;10(1):1034. doi: 10.2484/rcr.v10i1.1034.
  15. Ahmad S.S., Kohl S., Evangelopoulos D.S., Krüger A. Silent chronic osteomyelitis lasting for 30 years before outburst of symptoms. BMJ Case Rep. 2013;2013:bcr2013009428. doi: 10.1136/bcr-2013-009428.
  16. Ступина Т.А., Мигалкин Н.С., Судницын А.С. Структурная реорганизация хрящевой ткани при хроническом остеомиелите костей стопы. Гений ортопедии. 2019;25(4):523-527. doi: 10.18019/1028-4427-2019-25-4-523-527.
  17. Клюшин Н.М., Судницын А.С., Мигалкин Н.С., Ступина Т.А., Суворов Н.Р. Малигнизация при хроническом остеомиелите стопы и голеностопного сустава (серия случаев). Гений ортопедии. 2019;25(4): 517-522. doi: 10.18019/1028-4427-2019-25-4-517-522.
  18. Li A., Meunier M., Rennekampff H.O., Tenenhaus M. Surgical amputation of the digit: an investigation into the technical variations among hand surgeons. Eplasty. 2013;13:e12.
  19. Eichenholtz S.N. Charcot joints. Springfield, IL: Charles C Thomas; 1966. p. 7-8.
  20. Tiemann A., Hofmann G.O., Krukemeyer M.G., Krenn V., Langwald S. Histopathological Osteomyelitis Evaluation Score (HOES) – an innovative approach to histopathological diagnostics and scoring of osteomyelitis. GMS Interdiscip Plast Reconstr Surg DGPW. 2014;3:Doc08. doi: 10.3205/iprs000049.
  21. Ульянова И.Н., Токмакова А.Ю., Анциферов М.Б. Диагностика нарушений костного метаболизма при диабетической остеоартропатии. Остеопороз и остеопатии. 2001;3:17-23.
  22. Паршиков М.В., Бардюгов П.С., Ярыгин Н.В. Ортопедические аспекты классификаций синдрома диабетической стопы. Гений ортопедии. 2020;26(2): 173-178. doi: 10.18019/1028-4427-2020-26-2-173-178.
  23. Максимова Н.В., Бобров Д.С. Диабетическая остеоартропатия (стопа Шарко): патогенез, диагностика и лечение редкого осложнения сахарного диабета. Кафедра травматологии и ортопедии. 2013;2(6): 20-26.
  24. Croes M., van der Wal B.C.H., Vogely H.C. Impact of Bacterial Infections on Osteogenesis: Evidence From In Vivo Studies. J Orthop Res. 2019;37(10):2067-2076. doi: 10.1002/jor.24422.
  25. Павлова В.Н., Павлов Г.Г., Шостак Н.А., Слуцкий Л.И. Сустав: Морфология, клиника, диагностика, лечение. М.: Медицинское информационное агентство; 2011. 552 с.
  26. Хитров Н.А. Остеоартроз и остеоартрит – от новых взглядов на патогенез к новому названию. Медицинский совет. 2013;(4):74-78.
  27. Ступина Т.А., Степанов М.М., Тепленький М.П. Роль субхондральной кости в восстановлении суставного хряща. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2014;158(12):791-794.
  28. Зайцева М.Ю., Нетылько Г.И. Экспериментальное моделирование аваскулярного остеонекроза мыщелков бедренной и большеберцовой костей. Травматология и ортопедия России. 2005;(3):36-39.
  29. Pritzker K.P.H., Gay S., Jimenez S.A., Ostergaard K., Pelletier J.P., Revell P.A. et al. Osteoarthritis cartilage histopathology: grading and staging. Osteoarthritis Cartilage. 2006;14(1):13-29. doi: 10.1016/j.joca.2005.07.014.
  30. Yousaf S., Dawe E.J.C., Saleh A., Gill I.R., Wee A. The acute Charcot foot in diabetics: Diagnosis and management. EFORT Open Rev. 2018;3(10):568-573. doi: 10.1302/2058-5241.3.180003.
  31. Johnson-Lynn S.E., McCaskie A.W., Coll A.P., Robinson A.H.N. Neuroarthropathy in diabetes: pathogenesis of Charcot arthropathy. Bone Joint Res. 2018;7(5):373-378. doi: 10.1302/2046-3758.75.BJR-2017-0334.R1.
  32. Yates T.H., Cooperman S.R., Shofler D., Agrawal D.K. Current concepts underlying the pathophysiology of acute Charcot neuroarthropathy in the diabetic foot and ankle. Expert Rev Clin Immunol. 2020;16(8):839-845. doi: 10.1080/1744666X.2020.1804869.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © ,



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 82474 от 10.12.2021.


##common.cookie##