close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

регенерация метадиафизарного перелома плечевой кости при

код для вставкиСкачать
ОРИГІНАЛЬНІ СТАТТІ
УДК 617.641.17
© Умаров Ф.Х.,2010
РЕГЕНЕРАЦИЯ МЕТАДИАФИЗАРНОГО ПЕРЕЛОМА ПЛЕЧЕВОЙ КОСТИ
ПРИ ЛЕЧЕНИИ ЖИВОТНЫХ ПРЕПАРАТОМ КАЛЬЦИЙ Д3 НИКОМЕД
Умаров Ф.Х.
НИИ травматологии и ортопедии МЗ Республики Узбекистан (г. Ташкент)
Введение. Переломы приводят к нарушению
минеральной плотности и развитию остеопении
не только в травмированной кости, но и других
костях скелета, что негативно отражается на
процессе формирования пика костной массы у
детей и может явиться фактором риска для последующих переломов [3, 4, 9]. Минеральная
плотность, качество формирующейся кости у
ребенка зависит от многих факторов, среди которых выделяют: достаточное потребление
кальция и витамина Д3, уровень физической активности, гормональной регуляции, особенности
питания, состояние желудочно-кишечного тракта и др. [6, 7]. В связи с этим, для профилактики
остеопенического состояния рекомендуют препараты кальция и витамина Д3, биологическая
роль которых многообразна [8]. Кальций играет
важную роль в процессе минерализации и формирования скелета. Витамин Д регулирует обмен кальция и оказывает влияние на структурнофункциональное состояние костной ткани.
Исследование роли кальция и витамина Д3 в
оптимизации репаративного остеогенеза у детей
является актуальным научным направлением,
однако этот вопрос изучен недостаточно.
Цель исследования - изучить регенерацию
метадиафизарного перелома плечевой кости у
неполовозрелых крыс при лечении препаратом
Кальций-Д3 Никомед.
Материал и методы. Исследование регенерации кости после перелома при лечении животных препаратом Кальций-Д3 Никомед выполнены на 36 неполовозрелых 2-месячных белых лабораторных крысах (живая масса 150 + 15
г), при соблюдении правил гуманного отношения к животным [2].
Моделирование метадиафизарного перелома
плечевой кости выполняли под общим внутримышечным наркозом (аминазин – 10 мг/кг, кетамин - 50 мг/кг) в условиях асептики. Для моделирования перелома - латеральным доступом
выполняли разрез кожи в области 1/3 длины
плечевой кости (ближе к дистальному отделу).
Тупым распатором раздвигали мышцы и специальной циркулярной пилой выполняли косой
распил в зоне метадиафиза. Проксимальный и
дистальный отделы кости сопоставляли, обрабатывали сухим антибиотиком (пенициллин) и
зашивали кожу (ПРОЛИН). На конечность накладывали гипсовую повязку. Крыс выводили из
эксперимента путем передозировки эфира для
наркоза на 3, 5, 7, 14, 21 и 28 сутки.
Проведено 2 серии экспериментов: 1-я серия
– моделирование метадиафизарного перелома
плечевой кости с фиксацией гипсовой повязкой
– контроль (18 животных); 2-я серия – моделирование метадиафизарного перелома плечевой
кости с фиксацией гипсовой повязкой и медикаментозное лечение – препаратом Кальций-Д3
Никомед – опыт. (18 животных). Кальций-Д3
Никомед (в дозе 1,8 г/ на 1 кг живой массы) вводили крысам per os утром в суспензии дистиллированной воды, начиная с 3-х суток после
операции на протяжении всего срока исследования.
Для морфологических исследований выделяли фрагменты костей крыс с участком перелома и фиксировали их в 10 % растворе нейтрального формалина, декальцинировали в растворе 4 % азотной кислоты, обезвоживали в
спиртах возрастающей крепости и заключали в
целлоидин [5]. Изготовляли гистологические
срезы и окрашивали их гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизон, а также толуидиновым синим при рН 2,5. Окрашенные
срезы анализировали в микроскопе MICROS, а
также в поляризованном свете (Polmy-A). Фотографировали препараты с помощью цифровой
фотокамеры Canon EOS-300D.
Морфометрические исследования выполняли для сравнительного анализа клеточного состава и динамики формирования костного регенерата на различные сроки исследования. Определяли количество остеобластов, как костеобразующих клеток в регенерате, по территории межотломковой щели. Исследовали относительную площадь (на срезе) новообразованных тканей (фиброретикулярной и костной) в области
межотломковой щели по срокам наблюдения с
помощью квадратно-сетчатой окулярной вставки с 289 точками по методике Автандилова Г.Г.
[1]. Количество кровеносных сосудов подсчитывали в поле зрения микроскопа (при увеличении
200), а также по территории всей межотломковой области (на 14 сутки). Морфометрические
исследования проводили на двух срезах на каждое животное.
Полученные цифровые показатели были обработаны методами вариационной статистики с
использованием t–критерия Стьюдента (прикладной пакет STATISTICA 5.11 for Windows).
Уровень достоверности принят 95%.
Результаты исследований и их обсуждение. При микроскопическом анализе на 3 сутки
между концами отломков как в области компактной, так и губчатой кости дистального отдела плечевой кости опытных и контрольных животных, располагался кровяной сгусток с очагами деструктивно измененного костного мозга и
мелкими костными отломками. Среди нитей
200
УКРАЇНСЬКИЙ МЕДИЧНИЙ АЛЬМАНАХ, 2010, Том 13, № 3
фибрина выявлялись элементы крови – нейтрофилы и лимфоциты. Единичные макрофаги, малодифференцированные соединительнотканные
клетки и фибробласты располагались в основном в краевых отделах гематомы. В костных
трабекулах губчатой материнской кости, прилежащей к области перелома, определялись участки с деструктивными нарушениями – трещины,
щели, территории без остеоцитов. Компактная
кость, на границе травматического повреждения,
также не имела остеоцитов, края отломков были
узурированы. Над областью дефекта периост
отсутствовал, а над участками кости, прилежащими к области перелома, он был отечным, с
набухшими коллагеновыми волокнами и лизированными клетками.
Отличительных особенностей от контрольной группы животных не выявлено.
На 5 сутки в регенерате опытных крыс, в отличие от контрольных, не было обнаружено
кровяного сгустка. В межотломковой области
располагалась фиброретикулярная ткань остеобластического типа, перемежающаяся на участках с остеоидом и единичными грубоволокнистыми трабекулами вблизи материнской кости
(рис. 1 а). Лишь в центральной части межотломковой зоны выявлялись небольшие территории
грануляционной ткани, которая состояла, в основном, из фибробластов. В небольшом количестве определялись малодифференцированные
соединительнотканные клетки.
А
Б
Рис. 1 А, Б - А). Новообразованные костные трабекулы, спаянные с материнской костью. Остеоид.
Фиброретикулярная ткань в межотломковой области (опыт). Гематоксилин и эозин. Ув. 200. Б). Участок
межотломковой щели области перелома, заполненный грануляционной тканью. Тонкостенные сосуды (контроль).Гематоксилин и эозин. Ув. 100.
Обращало внимание наличие в грануляционной ткани большого количества кровеносных
сосудов с широкими просветами. Признаков
кровоизлияний, связанных с нарушением проницаемости стенок сосудов, не установлено. Сосуды, располагающиеся в фиброретикулярной
ткани, имели узкие просветы, плотность их была
ниже, чем в грануляционной ткани. Количество
сосудов разного калибра в поле зрения микроскопа составляло от 12 до 20. В фиброретикулярной ткани выявлялись островки остеобластов, формирующие «прообраз» остеоида. Остеобласты были с крупными ядрами с рыхлым
хроматином. Ядра окружала базофильная цитоплазма, что свидетельствует об активном биосинтезе, протекающем в клетках.
В межотломковой зоне контрольных животных преобладала грануляционная ткань (рис. 1
б). Все еще определялись участки перестраивающейся гематомы с нитями фибрина, мононуклеарными лейкоцитами, макрофагами, звездчатыми клетками фибробластического типа. Отмечено снижение количества полиморфноядерных лейкоцитов. Территории фиброретикулярной ткани и остеоида были незначительными,
грубоволокнистые костые трабекулы не были
выявлены. Количество сосудов в поле зрения
микроскопа колебалось от 9 до 15.
Материнская костная ткань животных обеих
групп, как в области кортекса, так и в участках
губчатой кости, была со следами деструктивных
изменений, аналогичных описанным на 3 сутки.
У контрольных животных края отломков были
узурированные, деструктивные изменения в материнской кости были выражены в большей степени и на больших территориях. Отмечено формирование периоста, однако он не полностью
перекрывал область дефекта. Периост был представлен рыхло упакованными пучками коллагеновых волокон с высокой плотностью фибробластов. У животных контрольной группы периост, структура которого не отличалась от опытных животных, выявлялся только на материнской кости вблизи перелома.
На 7-е сутки у крыс опытной группы между
отломками кости располагалась фиброретикулярная ткань остеобластического типа, остеоид
и грубоволокнистые костные трабекулы. Небольшие очаги грануляционной ткани выявлялись лишь в центральных участках межотломковой щели. В фиброретикулярной ткани, как и в
грануляционной, определялись многочисленные
201
ОРИГІНАЛЬНІ СТАТТІ
кровеносные сосуды разного калибра (от 12 до
24 - в поле зрения микроскопа). Новообразованные костные трабекулы, с высокой плотностью
остеобластов и единичными остеоцитами на поверхности, виявлялись по всей территории межотломковой щели.
В отличие от этого, у контрольных животных в межотломковой щели компактной кости
отмечены обширные территории фиброретикулярной ткани, которая характеризовалась высокой плотностью клеток фибробластического и
остеобластического дифферонов, а также небольшие участки грануляционной ткани. В ней
выявлялись обычные капилляры с широкими
просветами и венулы с выраженной внешней
оболочкой. Количество сосудов в поле зрения
микроскопа составляло от 8 до 17. В области
трабекулярной кости отмечены участки остеоида с признаками оссификации, а также немно-
гочисленные новобразованные костные трабекулы с высокой плотностью остеоцитов.
Периост, вблизи межотломковой щели животных обеих групп, был утолщен как за счет
пролифератов фибробластов, так и расширения
слоя остеобластов. На отдалении от повреждения периост имел структуру, характерную для
нормы. Компактная кость на границе распила у
животных опытной группы со следами посттравматической перестройки. У контрольных
животных – в ней выявлялись деструктивные
изменения.
На 14 сутки состав и архитектоника регенерата, сформировавшегося в межотломковой щели плечевой кости опытных крыс, значительно
отличался от контрольных. В регенерате между
отломками компактной кости опытных крыс
определялись молодые костные трабекулы,
формирующие сеть (рис. 2 а).
Б
А
Рис. 2 А, Б - А). Новообразованные костные трабекулы с высокой плотностью остеобластов в краевых
отделах. Остеоциты на поверхности трабекул. Периост над областью травматического повреждения.
(Опыт). Гематоксилин и эозин. Ув. 100. Б). Новообразованные костные трабекулы и поля фиброретикулярной ткани в области перелома. Посттравматические изменения в материнской кости. (Контроль). Гематоксилин и эозин. Ув. 125.
Новообразованные костные трабекулы содержали остеобласты и остеоциты, плотность
которых на поверхности была высокая. На
краевой поверхности костных трабекул плотным слоем располагались остеобласты, что
свидетельствует об активном костеобразовании, приводящем к увеличению их ширины.
Грубоволокнистая костная ткань обнаруживалась в глубоких отделах губчатой кости, формируя плотные сплетения с материнскими костными трабекулами, прилежащими к области
травматического повреждения.
У контрольных животных в регенерате выявлялись обширные поля фиброретикулярной
ткани, а также очаги грануляционной ткани.
Новообразованные костные трабекулы обна-
руживались лишь в области межотломковой
щели трабекулярной материнской кости (рис.
2 б). Для объективного сравнения активности
костеобразования у опытных и контрольных
животных был проведен подсчет остеобластов
по территории формирующегося регенерата
(табл. 1).
В межтрабекулярных пространствах материнской кости вблизи межотломковой щели
находилась ретикулофиброзная ткань с небольшими очагами новообразованного красного костного мозга, капиллярами, венулами и
артериолами. Кровеносные сосуды обнаруживались и по территории сформированного регенерата. Их количество было меньшим по
сравнению с опытными животными (табл. 1)
Таблица 1. Количество кровеносных сосудов остеобластов (M+m) в регенерате межотломковой щели
плечевой кости крыс на 14 сутки
Группы животных
Количество кровеносных сосудов
Количество остеобластов
Контроль (животные без допол21,51 ± 2,21
237,83 ± 21,68
нительного лечения) (n = 6)
Опыт (животные с дополнитель34,74 ± 2,15
381,81 ± 20,91
ным лечением) (n = 6)
Р<0,01
Р<0,01
Р – отличия от контроля
202
поля фиброретикулярной ткани, а вблизи периоста - очаги коллагеноволокнистой ткани. Периост над зоной регенерата представлен широким
фиброзным слоем. Отмечается незначительная
активация остеобластичного слоя периоста. Межотломковая щель в области губчатой кости
выполнена новообразованными костными трабекулами, формирующими мелкопетлистую
сеть.
В межотломковой щели зоны кортекса
опытных животных на 28 сутки обнаруживается
костный регенерат, который был представлен
пластинчатой костной тканью с высокой плотностью остеоцитов (рис. 3 а). Костные каналы
выполнены ретикулофиброзной тканью, содержат сосуды. В области губчатой кости новообразованные костные трабекулы формировали
крупнопетлистую сеть. Лишь на небольших участках, в основном в межтрабекулярных пространствах, обнаруживалась фиброретикулярная
ткань.
У контрольных животных концы отломков
материнского кортекса были соединены новобразованными костными трабекулами как грубоволокнистой, так и пластинчастой структуры,
а также участками фиброретикулярной ткани,
которая локализовалась, преимущество, в межтрабекулярных пространствах новообразованных костных трабекул регенерата, перемежаясь
с островками костного мозга. Узкая полоска
фиброретикулярной ткани выявлялись и над костными трабекулами в области периоста (рис. 3.
б).
Как свидетельствуют данные таблицы, плотность кровеносных сосудов по территории
сформировавшегося регенерата у опытных животных была достоверно (Р<0,01) выше в 1,75
раза, чем у животных контрольной группы. Количество остеобластов в регенерате опытных
крыс было больше в 1,61 раза (Р<0,01) по сравнению с количеством остеобластов в регенерате
контрольных животных.
Материнская компактная и губчатая кости,
прилежащие к области дефекта, имели признаки
репаративной перестройки. В трещины и щели
прорастала фиброретикулярная ткань, формировались напластования новообразованной костной ткани в бесклеточных областях. Периост
над дефектом и на расстоянии от области травматического повреждения утолщен за счет формирования плотного фиброзного и остеогенного
слоев.
На 21 сутки в межотломковой щели в области компактной и губчатой костей у опытных
животных располагался костный регенерат с
различной организацией трабекулярной сети. В
области кортекса регенерат представлен пластинчатой костной тканью с мелкопетлистой
сетью костных трабекул, а в области губчатой
кости костные трабекулы формировали крупнопетлистую сеть. Периост над областью дефекта
узкий, включает остеобластический слой, над
которым расположен узкий слой фиброзной
ткани.
В контрольной группе животных в межотломковой щели в области кортекса сохранялись
А
Б
Рис. 3 А, Б – А). Пластинчатая кость в межотломковой щели кортекса. Высокая плотность остеоцитов.
Межтрабекулярные пространства регенерата в области губчатой кости заполнены красным костным мозгом. (Опыт). Гематоксилин и эозин. Ув. 200. Б). Новообразованные костные трабекулы с высокой плотностью остеоцитов и поля фиброретикулярной ткани в межотломковой щели. Участок без остеоцитов в материнской кости. (Контроль). Гематоксилин и эозин. Ув. 125.
объективизации данных относительно различий
в структуре регенерата животных опытной и
контрольной групп был произведен морфометрический анализ тканей регенерата (табл. 2).
Прилежащая материнская кость животных
обеих групп была со слабо выраженными деструктивными изменениями, проявляющимися
в отсутствии клеток на концах отломков. Для
Таблица 2. Площади (% от площади дефекта) новообразованных тканей в области метаэдиафизарного
перелома плечевой кости крыс на 28 сутки наблюдения (n = 6)
Тип тканей
Контроль (животные без лечения)
Опыт (животные с лечением)
14,5 ± 1,62
Фибро- ретикулярная
34,81 ± 1,97
Р<0,01
64,3
±
2,23
85,1
± 2,56
Костная
Р1<0,01
Р<0,01, Р1<0,001
Р – отличия показателей животных опытной группы от контроля; Р1 - отличия показателей площади
костной ткани от фиброретикулярной.
203
ОРИГІНАЛЬНІ СТАТТІ
Как свидетельствуют данные таблицы, к 28
суткам в области межотломковой щели опытных
животных формируется регенерат, в котором
площади костной ткани достоверно (Р<0,01) отличаются от показателей в контроле, превышая
их в 1,32 раза, а площадь фиброретикулярной
ткани была в 2,4 раза меньшей (Р<0,01).
Таким образом, проведенное исследование
позволило установить, что сращение кости как у
контрольных, так и опытных животных при моделировании метадиафизарного перелома плечевой кости происходит по десмальному типу:
грануляционная ткань - фиброретикулярная
ткань - остеоид - костная ткань. В регенерате
уже на 3-и сутки присутствует значительное количество макрофагов и лимфоцитов, нейтрофилов, малодиффенцированных соединительнотканных клеток и единичные клетки остеобластического дифферона. Участки новообразованной костной ткани выявляются на 7 сутки, а на
14 сутки - регенерат представлен обширными
территориями губчатой костной тканью. Между
костными трабекулами в центральной области
дефекта располагается фиброретикулярная ткань
остеобластического типа с высокой плотностью
остеобластов. Применение препарата Кальций –
Д3 Никомед сопровождается активацией ангиогенеза, что подтверждается данными морфометрического исследования. Это приводит к заметному увеличению в регенерате опытных животных количества клеток остеобластического дифферона. К 28 суткам в регенерате животных, получавших препарат, площадь костной ткани превышала показатели контрольных животных в 1,32
раза. При этом, в регенерате опытных животных
преобладала пластинчатая костная ткань.
На основании полученных качественных
морфологических и количественных характеристик формирующегося регенерата у животных
можно сделать вывод – Кальций-Д3 Никомед
оказывает выраженное стимулирующее действие на течение репаративного остеогенеза.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия.М.:Медицина, -1990.- C. 381.
2. Європейська конвенція про захист хребетних
тварин, що використовуються для дослідних та
інших наукових цілей. Страсбург, 18 березня 1986
року: офіційний переклад [Електронний ресурс].
3. Корж Н.А. Репаративная регенерация кости:
современный взгляд на проблему: стадии регенерации / Н.А. Корж, Н.В. Дедух // Ортопедия, травматология и протезирование. – 2006. – № 1. – С.77–
84.
4. Корж Н.А. Репаративная регенерация кости:
современный взгляд на проблему. Системные факторы, влияющие на заживление перелома / Н.А.
Корж, О.А. Никольченко // Ортопедия, травматология и протезирование. – 2006. – №2. – С. 93–99.
5. Микроскопическая техника: Руководство /Под
ред. Д.С.Саркисова, Ю.Л.Перова. - М. : Медици-
на, 1996.- 544 с.
6. Поворознюк В.В., Віленський А.Б., Григор’єва Н.В. Остеопенічний синдром у дітей та
підлітків:
фактори
ризику
,
діагностика,
профілактика (Методичний посібник) // Київ.2001.- 27с.
7. Bone mineral changes during tibial fracture
healing / H.C. Cattermole, J.E. Cook, J.N. Fordham
et al. // Clin. Orthop. – 1997. – Vol. 339. – P. 190 –
196.
8. Calcium plus vitamin D supplementation and the
risk of fractures / R.D. Jackson, A.Z. LaCroix, M.
Gass, et al. // N. Engl. J. Med. – 2006. –№ 354. – Р.
669–683.
9. Loss of bone in the proximal part of the femur
following unstable fractures of the leg / V.D. Wiel, P.
Lips, J. Nauta et al. // J. of Bone and Joint Surgery. –
1994. – Vol. 76 – A, № 2. – P. 230 – 236.
Умаров Ф.Х. Регенерація метадіафізарного перелому плечевої кістки при лікуванні тварин препаратом
Кальцій Д3 Нiкомед // Український медичний альманах. – 2010. – Т.13, № 3. – С. 200-204.
У статті представлені дані щодо вивчення регенерації метадіафізарного перелому плечової кістки при
лікуванні 2-мес білих щурів препаратом Кальцій-Д3 Нікомед. На підставі отриманих морфологічних досліджень зроблено висновок, що Кальцій- D3 Нікомед стимулює перебіг регенерації кістки.
Ключові слова: регенерація, щурі, препарат Кальцій-Д3 Нікомед
Умаров Ф.Х. Регенерация метадиафизарного переломаа плечевой кости при лечении животных препаратом Кальций Д3 Никомед // Український медичний альманах. – 2010. – Т.13, № 3. – С. 200-204.
В статье представлены данные об изучении регенерации метадиафизарного перелома плечовой кости
при лечении 2-месячных белых крыс препаратом Кальций-Д3 Никомед. На основании полученных морфологических данных сделан вывод, что Кальций- D3 Никомед стимулирует течение регенерации кости.
Ключевые слова: регенерация, крысы, препарат Кальций-Д3 Никомед
Umarov F. Regeneration of metaepiphyseal fracture of humeral bone at treatment animals by Calcium -D3
Nicomed // Український медичний альманах. – 2010. – Т.13, № 3. – С. 200-204.
In the article data is presented about regeneration of metaepiphyseal fracture of humeral bone at treatment of
2-month white rats with Calcium -D3 Nicomed. On the basis of morphological investigation it is possible to
conclude that Calcium-D3 Nicomed stimulate of bone regeneration.
Keywords: regeneration, rats, Calcium-D3 Nikomed
Надійшла: 10.04.2010 р.
Рецензент: проф. В.І.Лузін
204
Документ
Категория
Наука
Просмотров
53
Размер файла
713 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа