Способ моделирования стимуляции репаративного остеогенеза экстрактом клеток фетальной костной ткани

Способ моделирования стимуляции репаративного остеогенеза экстрактом клеток фетальной костной ткани

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедии и травматологии, и ветеринарии, может быть использовано для стимуляции репаративных процессов поврежденных костей, в частности при значительной степени травматизации остеогенных тканей (костный мозг, надкостница) и повреждении питающих кость сосудов.

Известен способ моделирования стимуляции регенерации костной ткани, заключающийся в отграничении области циркулярного дефекта длинной трубчатой кости от проникновения окружающих тканей пленкой из динитроцеллюлозы, которую накладывают циркулярно с перекрытием краев дефекта на 5-7 мм и плотно фиксируют капроновыми нитями, предварительно с концов костных фрагментов удаляя надкостницу (Заявка РФ 2005100265/14. Способ моделирования стимуляции регенерации костной ткани / Шевцов В.И., Дьячков А.Н., Ручкина И.В., Государственное учреждение Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А.Илизарова (РФ); заявл. 11.01.2005., опубл. 20.06.2006, Бюл. №17).

Однако известный способ используется для стимуляции репаративной регенерации костной ткани при замещении циркулярных дефектов.

Известен способ стимуляции репаративного процесса кости, заключающийся в том, что после завершения периода дистракции одновременно сближают дистальную и проксимальную части костного реагента, осуществляя компрессию соединительнотканной прослойки регенерата (Патент 2071740 РФ, МКИ6 A61B 17/56. Способ стимуляции репаративного процесса кости / В.И.Шевцов (РФ), А.В.Попков (РФ). - №94013185/14; заявл. 13.04.94; опубл. 20.01.97, Бюл.2).

Однако известный способ предназначен для стимуляции формирования костного регенерата при дистракционном остеогенезе.

Известен способ механической стимуляции замедленного остеогенеза при переломах костей, заключающийся в том, что отломки кости фиксируют аппаратом для чрескостного остеосинтеза с возможностью перемещения и через 3-5 дней после операции к отломкам кости прикладывают дозированные дистракционные усилия с темпом 0,5 мм в сутки, на протяжении 4-х суток, затем фиксируют отломки в достигнутом положении в течение 3-х суток, после чего осуществляют компрессию, точно сопоставляя отломки, ориентируя их относительно продольной оси, и фиксируют до сращения (Патент 2354322 РФ, МПК8 A61B 17/58. Способ механической стимуляции замедленного остеогенеза при переломах костей / Кононович Н.А. (RU), Дюрягин Е.В. (RU), Дьячков А.Н. (RU), ФГУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А.Илизарова Росмедтехнологий» (RU). - №20071364269/14; заявл. 01.10.2007; опубл. 10.05.2009, Бюл. №13).

Однако известный способ предполагает в качестве прямого стимулирующего воздействия нарушение неподвижности костных отломков на этапе фиксации, что может быть достигнуто только при помощи специальной фиксирующей конструкции, позволяющей создать дозированные дистракционные и компрессионные усилия в зоне излома.

Известна заливочная композиция для стимуляции образования кости и сращения кости, содержащая сульфат кальция и вязкие биополимеры, предотвращающая рост нежелательных соединительных тканей, а также индуцирующая рост кровеносных сосудов и развитие костных остеобластов на ранней стадии (Патент РФ №2296588 C2, МПК A61L 27/40, 27/44, 27/00, A61P 19/00. Заливочная композиция для стимуляции образования кости и сращения кости, содержащая сульфат кальция и вязкие биополимеры / КИМ Ин-Сан, ЧО Биунг Чае., РЕДЖЕН БАЙОТЕК, ИНК. (KR) - №2005113276/15; заявл. 30.09.2002., опубл. 10.04.2007, Бюл. №10).

Однако известная композиция применяется для заполнения полостей костных дефектов, а также вводится в полость диастаза с целью стимуляции остеогенеза после вытяжения костей, в частности челюсти, и не была использована для стимуляции остеогенеза при сращении переломов костей.

Известен способ моделирования замедленного остеогенеза, включающий нарушение целостности костной ткани, фиксацию отломков кости аппаратом для чрескостного остеосинтеза, в котором препарируют прилегающие к кости мягкие ткани. Осуществляют остеотомию берцовых костей экспериментального животного, выводят концы фрагментов из раны. Удаляют из каждого содержимое костномозговой полости и участок питательной артерии. Затем концы фрагментов сопоставляют и фиксируют до сращения. В созданных неблагоприятных физиологических условиях через 30 суток после остеосинтеза определяется выраженная остеокластическая резорбция концов костных отломков. Полное костное сращение перелома происходит к 60-75 суткам стабильной фиксации и характеризуется эндохондральным остеогенезом (Патент РФ №2301457, МКИ8 G09B 23/28. Способ моделирования замедленного остеогенеза / Кононович Н.А. (RU), Дюрягин E.B. (RU), Дьячков A.H. (RU), ФГУН «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А.Илизарова Росздрава» (RU). - №2005104529/14; заявл. 18.02.2005; опубл. 20.06.2007, Бюл. 17).

Известно, что в качестве источника фетального материала служат нежизнеспособные плоды человека, полученные от женщин, искусственно прерывающих беременность по социальным и медицинским показаниям (Доскалиев Ж.А., Каюпов Б.А. Роль фетальных стволовых клеток в восстановлении нарушенных функций органов и тканей // Ежегодная Всероссийская и международная конференция «Стволовые клетки и перспектива их использования в здравоохранении». 2007. URL: http://www.stemcell.ru/news/phpnews/cell_news.php?nom_news=930 (дата обращения: 28.09.2009)).

Известны фетальные органопрепараты (трансплантаты, группы клеток, клеточные экстракты, гидролизаты и отдельные биомолекулы), которые приготавливаются из органов и тканей здоровых животных (http://www.regbiomed.com/journal/cabines/Cabines№14_2004.doc).

Известен способ стимуляции остеогенеза, включающий внутримышечное введение взвеси аллогенного гидроксилаппатита в изотоническом растворе хлорида натрия и обеспечивающий ускорение формирования костной ткани на месте деминерализованного костного матрикса в эксперименте (Патент РФ №2219933, МПК A61K 33/00. Способ стимуляции остеогенеза / Волова Л.Т., Подковкин В.Г., Власов М.Ю. - №2002119768/14; заявл. 22.07.2002., опубл. 27.12.2003).

Известен способ стимуляции репаративных процессов в костной ткани после остеосинтеза, при выполнении которого животным в послеоперационном периоде внутрь вводят сел-плекс в дозе 5 мг на 1 кг живой массы 1 раз в сутки в течение 14 дней (Патент РФ №2295962 C1, МПК A61K 33/04, A61P 19/00. Способ стимуляции репаративных процессов в костной ткани после остеосинтеза / Сахно Н.В., Садовников Н.В., Папазян Т.Т., Садовникова Н.Ю., Черванев В.А., Трояновская Л.П., Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный университет» (РФ). - №2005128000/14; заявл. 07.09.2005, опубл. 27.03.2007, Бюл. №9).

Однако известный способ не оказывает прямого стимулирующего действия на репаративные процессы в зоне повреждения, не предотвращают возникновения остеокластической резорбции концов отломков и не способствуют развитию интрамембранозного остеогенеза.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа, который оказывает прямое стимулирующее действие на репаративные процессы в зоне повреждения, предотвращает возникновение остеокластической резорбции концов отломков, способствует развитию интрамембранозного остеогенеза и тем самым сокращает сроки консолидации перелома. Поставленная задача решается тем, что в способе моделирования стимуляции репаративного остеогенеза экстрактом клеток фетальной костной ткани, включающем остеосинтез и введение стимулирующего препарата, в качестве стимулирующего препарата используют сухой экстракт клеток фетальной костной ткани, приготовленный из костей свода черепа, который непосредственно перед введением растворяют в стерильном растворителе и вводят однократно в дозе 1 мг на 1 кг массы тела в параоссальные ткани области перелома.

Целесообразно в качестве растворителя использовать воду для инъекций или изотонический раствор натрия хлорида.

Настоящее изобретение поясняют подробным описанием, прилагаемыми фото, рентгенограммами и гистотопограммами, на которых:

Фиг.1 - вид голени собаки после нарушения целостности кости и наложения аппарата чрескостной фиксации (далее аппарат);

Фиг.2 - сухой экстракт клеток фетальной костной ткани;

Фиг.3 - раствор сухого экстракта клеток фетальной костной ткани;

Фиг.4 - инъекция раствора экстракта фетальной костной ткани в параоссальные ткани области перелома;

Фиг.5 - копия рентгенограммы костей голени, 30 суток фиксации, согласно изобретению;

Фиг.6 - копия рентгенограммы костей голени, 45 суток фиксации, согласно изобретению;

Фиг.7 - копия гистотопограммы регенерата диафиза большеберцовой кости собаки через 45 суток фиксации конечности в аппарате. Препарат окрашен по Ван-Гизону. Увеличение - 1,5x.;

Фиг.8 - копия микрофотографии интермедиарной области зоны костного сращения. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение - 250x;

Фиг.9 - копия микрофотографии периостальной области зоны костного сращения. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение - 250x;

Фиг.10 - копия микрофотографии красного костного мозга в костномозговом канале регенерата. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение - 630x.

Способ осуществляют следующим образом.

Перелом костей, сопровождающийся значительным повреждением остеогенных тканей и питающих кость сосудов, точно репонируют и стабильно фиксируют (Фиг.1). Через 14 суток фиксации осуществляют стимуляцию репаративного остеогенеза экстрактом клеток фетальной костной ткани, приготовленным из костей свода черепа. Для этого сухой экстракт клеток фетальной костной ткани (Фиг.2), приготовленный из костей свода черепа, в дозе 1 мг на 1 кг массы тела растворяют в стерильном растворителе в количестве, необходимом для инъекции малого объема (Фиг.3). В качестве растворителя используют воду для инъекций или изотонический раствор натрия хлорида. Полученный раствор вводят однократно путем инъекции в параоссальные ткани в области стыка костных отломков (Фиг.4). В результате этого к 30 суткам после остеосинтеза отсутствуют признаки остеокластической резорбции концов отломков в зоне их стыка (Фиг.5) и через 45 суток стабильной фиксации наступает полное костное сращение, обеспеченное формированием губчатой кости, как в интермедиарной зоне, так и за счет периостальных костных образований (Фиг.6, 7). В этот период фиксацию перелома прекращают.

Пример выполнения способа.

У экспериментального животного (собака №4790) смоделировали открытый перелом костей голени, сопровождающийся значительным повреждением надкостницы, костного мозга и разрывом питающих кость сосудов. Для этого в условиях операционной у наркотизированного животного, после обработки операционного поля 5% спиртовым раствором йода, на правую голень наложили аппарат Илизарова. В области средней трети диафиза берцовых костей осуществили открытую поперечную остеотомию при помощи пилы Джигли. Для усиления степени травматизации остеогенных тканей из костномозговых полостей проксимального и дистального отломков удалили содержимое на глубину не менее 1 см, после чего отломки точно сопоставили. На мягкие ткани наложили узловатые швы. Операционное поле обработали 5% спиртовым раствором йода.

Через 14 суток после остеосинтеза в параоссальные ткани области стыка отломков путем инъекции малого объема ввели раствор сухого экстракта клеток фетальной костной ткани, приготовленный из костей свода черепа, в дозе 1 мг на 1 кг массы тела, где в качестве растворителя использовали стерильный изотонический раствор.

Через 30 суток после остеосинтеза рентгенологически контуры концов отломков были нечеткие. Межотломковая щель не увеличена. Ее перекрывали гомогенные тени средней интенсивности. Вблизи линии излома наблюдали тени периостальных наслоений, не объединяющие отломки между собой.

К 45 суткам после остеосинтеза на рентгенограммах линия перелома слабо визуализировалась. Контуры концов отломков были размыты. Межотломковое пространство перекрывали гомогенные тени высокой интенсивности. Тени периостальных наслоений объединяли костные отломки между собой в области их стыка.

При клиническом обследовании паталогическая подвижность и болезненность отсутствовали. После чего фиксацию аппаратом Илизарова прекратили.

К этому сроку на гистотопограммах определялось костное сращение, обеспеченное формированием губчатой кости как в интермедиарной зоне, так и за счет периостальных костных образований, спаивающих концы отломков. В интермедиарной зоне остеоны ориентированы по ходу врастания сосудов со стороны периоста и эндоста. Костные балки, формирующие остеоны, по строению приближались к пластинчатой костной ткани (Фиг.8). Периостальная зона регенерата была представлена с медиальной поверхности трабекулярной среднеячеистой костью (Фиг.9), с латеральной поверхности - участками трабекулярной кости грубоволокнистого строения и небольшими фрагментами волокнистой соединительной ткани. Эндостальная костная мозоль в области перелома представлена узкой полосой губчатой кости. Отмечалось формирование костномозговой полости, заполненной в проекции перелома участками ретикулярной ткани с элементами кроветворения и рыхлой волокнистой соединительной ткани, единичными костными трабекулами. Ближе к эндосту определялось формирование красного костного мозга (Фиг.10), выше и ниже места перелома отмечали единичные костные трабекулы и красно-желтый костный мозг с расширенными синусоидами.

Предлагаемый способ моделирования стимуляции репаративного остеогенеза экстрактом клеток фетальной костной ткани позволяет создавать благоприятные условия для репаративной регенерации при переломах костей, что позволяет предотвратить возникновение остеокластической резорбции в зоне стыка отломков и способствует формированию интрамембранозного остеогенеза. Это приводит к сокращению сроков стабильной фиксации переломов в 1,5 раза. Кроме того, предлагаемый способ является легко и быстро выполнимым.

Предлагаемый способ разработан в ФГУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А.Илизарова Росмедтехнологий» и предназначен для его использования в клинической медицинской практике и в ветеринарии.

Способ моделирования стимуляции репаративного остеогенеза экстрактом клеток фетальной костной ткани, включающий остеосинтез и введение стимулирующего препарата, отличающийся тем, что в качестве стимулирующего препарата используют сухой экстракт клеток фетальной костной ткани животного, приготовленный из костей свода черепа, который непосредственно перед введением растворяют в стерильном растворителе и через 14 сут фиксации вводят однократно в дозе 1 мг на 1 кг массы тела в параоссальные ткани области перелома.