Фото - Луганский центр стоматологической имплантации

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МОДЕЛЬ аваскулярний некроз ГОЛОВКИ стегнової кістки

  1. бібліографічна посилання

1 Кориткін А.А. 1 Захарова Д.В. 1 Орлінська Н.Ю. 1 Бугров С.Н. 1 Тенілін Н.А. 1 Новикова Я.С. 1

1 ФГБУ «Приволзький федеральний медичний дослідний центр» МОЗ Росії

Виконано експеримент з моделювання аваскулярного некрозу головки стегнової кістки на 17 кроликах. Експериментальна модель була отримана шляхом введення 0,3-0,4 мл 96% спирту в головку стегнової кістки лабораторного тваринного з доступом до тазостегновому суглобі, максимально наближеним до операційного доступу, що використовується в клінічній практиці при хірургічному вивиху головки стегнової кістки. Було встановлено, що осередок аваскулярного некрозу у лабораторних тварин розвивається через 1 місяць після введення спирту в головку стегнової кістки. Результати проведеного експериментального дослідження доводять ефективність запропонованої моделі аваскулярного некрозу головки стегнової кістки. Запропонована модель є малотравматичної і може бути використана для вивчення властивостей і оцінки ефективності нових заміщають вогнище некрозу матеріалів, способів лікування даного захворювання.

експериментальне дослідження

аваскулярний некроз

тазостегновий суглоб

1. Ефективність використання біорезорбіруемих матеріалів для заповнення кісткових порожнин при остеонекроз головки стегнової кістки / В.А. Конєв [и др.] // Травматологія і ортопедія Росії. - 2014. - № 3. - С. 28-38.

2. Дані регістра ендопротезування кульшового суглоба РНІІТО ім. Р.Р. Вредена за 2007-2012 роки. / Р.М. Тіхілов [и др.] // Травматологія і ортопедія Росії. - 2013. - № 3. - С. 167-190.

3. Autologous bone marrow mesenchymal stem cells associated with tantalum rod implantation and vascularized iliac grafting for the treatment of end-stage osteonecrosis of the femoral head / D. Zhao [et al.] // BioMed Research International. - 2015. - Vol. 2015. - P. 1-9.

4. Попов І.В. Сучасні погляди на етіологію, патогенез і принципи лікування остеохондропатии головки стегнової кістки - хвороби Легг - Кальве - Пертеса (огляд літератури) / І.В. Попов // Травматологія і ортопедія Росії. - 2002. - № 2. - С. 59-66.

5. Шумада І.В. Про асептичному некрозі і кистовидной перебудові епіфізів кісток у дорослих / І.В. Шумада // Ортопедія, травматологія. - 1980. - № 7. - С. 33-37.

6. Богосьян А.Б. Диференційований підхід до вибору лікування асептичного некрозу головки стегнової кістки в залежності від стадії хвороби (експериментальне дослідження) /А.Б. Богосьян // Дегенеративні захворювання суглобів і хребта: зб. науч. тр. - Л., 1984. - С. 15-19.

7. Model establishment, MRI and pathological features of early steroid-induced avascular necrosis of femoral head in rabbit / L. Zhang [et al.] // Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi. - 2015. - Vol. 29, № 10. - P. 1240-1243.

8. Nitric oxide content and apoptosis rate in steroid-induced avascular necrosis of the femoral head / R. Bai [et al.] // Experimental and Therapeutic Medicine. - 2015. - Vol. 10, № 2. - P. 591-597. DOI: 10.3892 / etm.2015.2521.

9. Hypoxia-inducible factor prolyl hydroxylase inhibitor prevents steroid-associated osteonecrosis of the femoral head in rabbits by promoting angiogenesis and inhibiting apoptosis / L. Fan [et al.] // PLoS One. - 2014. - Vol. 9, № 9 .; URL: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0107774 (дата звернення: 10.06.2017).

10. Treatment of early avascular necrosis of femoral head by small intestinal submucosal matrix with peripheral blood stem cells / HJ Song [et al.] // Transplant. Proc. - 2011. - Vol. 43. - P. 2027-2032. DOI: 10.1016 / j.transproceed.2010.12.060.

11. Беренштейн С.С. Спосіб моделювання асептичного некрозу головки стегнової кістки / С.С. Беренштейн // Ортопедія, травматологія. - 1993. - № 2. - С. 35-36.

12. Керівництво по хірургії кульшового суглоба / ред. Р.М. Тіхілов, І.І. Шубняков. - СПб .: РНІІТО ім. Р.Р. Вредена, 2014. - Т. 1. - 368 с.

13. Експериментальна модель хронічної гнійної кісткової порожнини / О.П. Живців [и др.] // Сучасні проблеми науки та освіти. - 2015. - № 6 .; URL: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=23642 (дата звернення: 19.06.2017).

Одним з пріоритетних напрямків роботи експериментальної лабораторії ФГБУ «ПФМІЦ» МОЗ Росії є створення моделей захворювань опорно-рухового апарату, удосконалення наявних, розроблення та впровадження в практику нових матеріалів і способів лікування патології кісток і суглобів.

Великий інтерес до елементарні моделі аваскулярного некрозу головки стегнової кістки (АНГБК) пояснюється широкою поширеністю і високою соціальною значимістю даного захворювання [1-3]. Оскільки для застосування нових способів лікування остеонекрозу в клінічній практиці їх ефективність повинна бути доведена експериментально на доклінічних етапах дослідження, розробка адекватної моделі АНГБК є важливим завданням.

В даний час в літературних джерелах описується велика кількість методик, що моделюють АНГБК у різних лабораторних тварин (щури, кролики, собаки і т.д.). У переважній більшості робіт моделювання остеонекрозу виконується шляхом видалення окістя, перев'язки м'язів проксимального відділу стегна, видалення або перев'язування круглої зв'язки, кругового висічення капсули кульшового суглоба, застосування лігатури навколо шийки стегнової кістки, блокади артеріального кровопостачання шляхом введення тальку, водної суспензії срібла і інших речовин [ 4-6]. Широко використовується моделювання стероідіндуцірованного некрозу головки стегнової кістки у кроликів шляхом внутрішньовенного введення липополисахарида 10 мкг / кг маси тіла двічі, з інтервалом 24 години, і внутрішньом'язової ін'єкцією метилпреднизолона 20 мг / кг маси тіла три рази з інтервалом 24 години [7-9]. Існує методика створення некрозу головки стегнової кістки з використанням рідкого азоту, з експозицією в області головки протягом 3-х хвилин і подальшим відмиванням головки стегнової кістки теплим фізіологічним розчином [10]. Відомий також спосіб моделювання АНГБК шляхом параартікулярних введення 0,1% розчину адреналіну протягом 20-30 днів через кожні 6 годин на кількості 0,1-0,3 мл [11].

Більшість існуючих хірургічних методик моделювання аваскулярного некрозу головки стегнової кістки досить травматичні, а при лікарсько-індукованому АНГБК не виключений системний ефект препаратів на організм лабораторних тварин.

Однією з основних завдань при розробці експериментальної моделі аваскулярного некрозу головки стегнової кістки, з огляду на необхідність повторного оперативного втручання на тазостегновому суглобі для дослідження різних властивостей і ефективності застосування нових матеріалів для пластики дефекту, було зниження травматичності і максимальну схожість з хірургічним доступом, використовуваним для лікування АНГБК в клінічній практиці [12].

Мета дослідження - запропонувати експериментальну модель аваскулярного некрозу головки стегнової кістки.

Матеріали і методи дослідження

Для моделювання аваскулярного некрозу головки стегнової кістки в якості об'єкта дослідження було відібрано 17 кроликів у віці 6 ± 1 місяців з масою тіла 3500 ± 500 грам. Кролики були обрані для проведення даного виду досліджень завдяки своїй доступності та анатомічним особливостям - розміри головок стегнових кісток цих лабораторних тварин є оптимальними [13]. Експеримент був схвалений рішенням локального етичного комітету при ФГБУ «ПФМІЦ» МОЗ Росії (виписка з протоколу № 6 від 20 травня 2016) і проводився відповідно до методичних рекомендацій «Деонтологія медико-біологічного експерименту», а також з дотриманням правил гуманного поводження з тваринами " Report of the AVMA Panel on Euthanasia ». Відповідно до загальноприйнятих етичних норм, все хворобливі маніпуляції здійснювалися під загальним і місцевим знеболенням.

Після обробки операційного поля антисептиками, лабораторному тварині, що знаходиться під наркозом, виконувалися розріз шкірних покривів в проекції заднього краю великого вертіла і пошарове розведення м'язів. Добравшись до тазостегнового суглоба, вироблялося розсічення капсули суглоба і вивіхіваніе головки стегнової кістки ззаду з одномоментним перетином круглої зв'язки. За допомогою шприца в головку стегнової кістки кролика вводилося 0,3-0,4 мл 96% спирту.

На перших етапах роботи, при виведенні лабораторних тварин з експерименту і дослідженні головок стегнових кісток, було виявлено наявність некрозу параартікулярних тканин внаслідок триваючого шкідливої ​​дії на них спирту після ушивання рани. У зв'язку з цим модель аваскулярного некрозу головки стегнової кістки була вдосконалена шляхом використання воску для закриття місця ін'єкції етанолом і подальшого промивання операційного поля фізіологічним розчином для видалення залишків спирту. На завершальному етапі проводилося вправлення головки стегнової кістки в западину з подальшим пошаровим ушиванням рани.

При виведенні лабораторних тварин з експерименту в терміни 2, 4 і 8 тижнів (групи I, II і III, відповідно), отриманий експериментальний матеріал, фіксований в 10% формаліні, декальцінірованний в спеціальному декальцінуючі розчині (Біодек) при температурі 37 ºС протягом 24 годин. Потім експериментальний матеріал піддавався обезводнення в спиртах висхідної концентрації, починаючи з 70% спирту і до абсолютного. Після приміщення в ксилол матеріал піддавався заливці в парафін. Стандартна гістологічна проводка здійснювалася на апараті «Excelsior ES» (Thermo Scientific). Після проводки виготовляє парафінові блоки з використанням заливальної станції «HistoStar» (Thermo Scientific). Серійні зрізи товщиною 4-6 мкм отримували на мікротому «Microm HM 325» (Thermo Scientific). Зрізи офарблювалися гематоксиліном і еозином.

Для морфометричної обробки і створення відеоархіву отриманого експериментального матеріалу використовувався мікроскоп Leica DM 2500, об'єктив х4, х10, х20, х40, х100, окуляр х10.

Результати дослідження та їх обговорення

При макроскопічному дослідженні експериментального матеріалу, отриманого у тварин I групи - через 2 тижні після моделювання вогнища некрозу за запропонованою малоінвазивної методикою з використанням 96% спирту - хрящова поверхня головки стегнової кістки рівна, гладка, без видимих ​​дефектів, проте суглобовий хрящ в передбачуваній зоні аваскулярного некрозу темно-сірого кольору, на розрізі губчаста речовина кістки нерівномірне (рис. 1).

1)

Мал. 1. Фрагмент головки стегнової кістки кролика на 2 тиждень після моделювання аваскулярного некрозу (I група тварин)

Під час гістологічного дослідження експериментального матеріалу, отриманого у тварин, виведених з експерименту через 2 тижні після впливу спиртом, відзначено рідкісне розташування безформних кісткових балок з наявністю невеликої кількості острівців енхондрального остеогенеза. У субламінарной зоні на препаратах головок стегнових кісток тварин I групи на тлі миелоидного кісткового мозку спостерігалися альтеративні зміни кісткової тканини у вигляді формування грубо-губчастої кісткової тканини і рідкісного розташування кісткових балок (рис. 2).

Мал. 2. Мікропрепарат головки стегнової кістки кролика через 2 тижні після впливу спиртом (I група тварин). Безформні кісткові балки серед миелоидного кісткового мозку. Забарвлення гематоксилін-еозином. Збільшення х 200

Через 4 тижні після впливу спиртом макропрепарати головок стегнових кісток кроликів II групи зберігали сферичну структуру головки з деформацією суглобного хряща, на розрізі з ділянкою розплавлення тканини (рис. 3).

3)

Мал. 3. Фрагмент головки стегнової кістки кролика на 4 тиждень після моделювання аваскулярного некрозу (II група тварин)

Під час гістологічного дослідження головок стегнових кісток тварин, виведених з експерименту через 4 тижні після введення 96% спирту (II група), в товщі головок стегнових кісток субхондральні кісткові пластинки мали нечіткі межі (рис. 4).

Мал. 4. Мікропрепарат головки стегнової кістки кролика через 4 тижні після впливу спиртом (II група тварин). Фрагменти грубогубчатой ​​кісткової тканини з безостеоцітнимі ділянками. Забарвлення гематоксилін-еозином. Збільшення х 200

Через 1 місяць після моделювання аваскулярного некрозу на мікропрепаратах головок стегнових кісток кроликів II групи в спонгіоз візуалізувалися порожнини, по краях яких розташовувалися нежиттєздатні кісткові балки. У порожнинах були відсутні кісткові структури. Також спостерігалися фрагменти грубогубчатой ​​кісткової тканини з безостеоцітнимі ділянками і добре помітними довільно орієнтованими лініями склеювання на тлі мертвої кісткової тканини (рис. 4).

Дослідження експериментального матеріалу, отриманого у кроликів, виведених з експерименту через 8 тижнів після введення 96% спирту, на поверхні головки стегнової кістки, в якій проводилося моделювання АНГБК за запропонованою методикою, показало, що голівка стегнової кістки лабораторних тварин III групи має сіруватий відтінок в зоні моделювання, хрящова поверхня тьмяна, шорстка (рис. 5).

Мал. 5. Фрагменти головки стегнової кістки кролика на 8 тиждень після моделювання асептичного некрозу (III група тварин)

Під час гістологічного дослідження зрізів головок стегнових кісток лабораторних кроликів III групи через 8 тижнів після впливу етанолом відзначено потовщення кісткових балок, а також наявність між ними ніжною ретикуло-фіброзної тканини, що наочно проілюстровано на малюнку 6. В наявних кісткових балках спостерігалася велика кількість остеоцитів з широкими лакунами (рис. 6).

6)

Мал. 6. Мікропрепарат головки стегнової кістки кролика через 8 тижнів після впливу спиртом (III група тварин). Потовщені кісткові балки і активне формування кісткової тканини шляхом енхондрального остеогенеза. Забарвлення гематоксилін-еозином. Збільшення х 200

висновок

Розроблена модель аваскулярного некрозу головки стегнової кістки є найбільш адекватною і має ряд переваг щодо інших існуючих експериментальних моделей остеонекрозу. Вона є малотравматичної, тобто завдає менше шкоди лабораторним тваринам і виконується з використанням доступу, максимально наближеного до хірургічній практиці при виконанні органозберігаючих оперативних втручань у пацієнтів з даною патологією.

Гістологічно підтверджено, що через 4 тижні після впливу 96% спиртом спостерігаються початкові прояви аваскулярного некрозу головки стегнової кістки, оптимальним терміном для подальшого дослідження властивостей і оцінки ефективності нових матеріалів, які передбачають їх подальше використання в клінічній практиці для заміщення вогнища некрозу, є 4 тижні від моменту введення спирту експериментальним тваринам за запропонованою схемою. Результати проведеного експериментального дослідження доводять ефективність запропонованої моделі АНГБК.

бібліографічна посилання

Кориткін А.А., Захарова Д.В., Орлінська Н.Ю., Бугров С.Н., Тенілін Н.А., Новикова Я.С. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МОДЕЛЬ аваскулярний некроз ГОЛОВКИ стегнової кістки // Сучасні проблеми науки та освіти. - 2017. - № 4 .;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=26712 (дата звернення: 19.06.2019).

Пропонуємо вашій увазі журнали, що видаються у видавництві «Академія природознавства»

(Високий імпакт-фактор РИНЦ, тематика журналів охоплює всі наукові напрямки)

Org/plosone/article?
Ru/ru/article/view?
Ru/ru/article/view?

  • Зуботехническая лаборатория

    Детали
  • Лечение, отбеливание и удаление зубов

    Детали
  • Исправление прикуса. Детская стоматология

    Детали