Сетевое издание "Медицина и образование в Сибири"
 
 
  

 
№ 2 - 2014 г.
14.00.00 медицинские науки

УДК 611-018.4-003.93:615.281

РЕГЕНЕРАЦИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ НА ФОНЕ МЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ХИТОЗАНА

Р. К. Арзыматов1, А. А. Бейсембаев1, П. А. Елясин2

1Кыргызско-Российский Славянский университет (г. Бишкек, Кыргызстан)
2ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России (г. Новосибирск, Россия)

В статье представлены результаты исследования влияния хитозана на стимуляцию репаративного остеогенеза в эксперименте. Показано, что при местном применении хитозанового геля наблюдалась оптимизация репаративного остеогенеза после перелома большеберцовой кости крыс, ускорение сроков образования и созревания костной мозоли.

Ключевые слова: хитозан, регенерация, остеогенез.


Актуальность. Лечение больных с повреждениями опорно-двигательной системы занимает одно из наиболее важных мест среди нерешенных проблем современной травматологии. Особенно сложно решается этот вопрос при переломах длинных костей, которые характеризуются увеличенной зоной травматизации мягких тканей с нарушением микроциркуляции, развитием стойкого отека и сниженной жизнеспособностью тканей [1, 6].

Уровень репаративной регенерации костной ткани во многом зависит от степени травматизации тканей в области перелома: чем больше повреждены источники костеобразования, тем медленнее протекает процесс образования костной мозоли. Учитывая последнее обстоятельство, при лечении пострадавших с переломами предпочтительны методы, не связанные с нанесением дополнительной травмы в области перелома, а оперативные вмешательства не должны быть травматичными [2, 3, 5].

В связи с вышеизложенным целью нашей работы явилось изучение морфологии костной ткани на фоне применения хитозана.

Материал и методы исследования. Экспериментальная часть работы выполнена на 90 белых беспородных половозрелых лабораторных крысах-самцах, весом 180–200 г. Животные получали режимное, сбалансированное по белкам и углеводам питание, при свободном доступе к воде. Все животные были разделены на три группы: I группа — интактные животные (10 крыс), II группа — контрольная, животным моделировался перелом голени, и заживление происходило без применения каких-либо препаратов (40 крыс), и III группа — опытная, животные с экспериментальным переломом голени, которым проводили аппликации хитозана по всей поверхности голени по 0,2 мл 3 раза в сутки, ежедневно, в течение 15-ти дней (40 крыс).

Закрытый перелом голени моделировали в асептических условиях экспериментальной операционной путем остеотомии на уровне средней трети диафиза большеберцовой кости слева, а малоберцовая кость служила естественной шиной. На 3, 7, 15 и 30-е сутки после травмы животных забивали декапитацией в условиях общего эфирного наркоза. Объектом исследования служил регенерат большеберцовой кости крыс и прилежащие участки костной ткани. Продольные и поперечные срезы после соответствующей обработки окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизон.

Иммунологическое обследование включало определение в крови Т- и В-лимфоцитов.

Результаты исследования и их обсуждение. При посттравматической регенерации трубчатой кости в контрольной группе в мягких тканях, окружающих кость в зоне травмы, воспалительные процессы наблюдались на 3, 7 и 15-е сутки. Между мышечными волокнами и в соединительной ткани была хорошо видна лимфоцитарная инфильтрация, отек и активация всех клеток и особенно фибробластов в соединительной ткани. При этом в группе с применением хитозанового геля наблюдалось стихание воспалительной реакции уже к 15-му дню опыта.

В межотломковой зоне на 3-и сутки в контрольной группе выявлялась гематома с клеточным инфильтратом. Костные отломки имели неровные края с пустыми костными лакунами. Отмечалась гибель части клеток костного мозга, появление небольших очагов кровоизлияний в костномозговом канале и окружающих кость мягких тканях. Похожая картина наблюдалась и в группе с применением хитозанового геля, но к 3-м суткам в гематоме обнаруживались клетки, похожие на остеобласты, расположенные вдоль зоны травмы и прилежащими к свободному краю костных отломков. На отдельных микропрепаратах уже на этот срок формировались примитивные костные балки.

На 7-е сутки, как и в предыдущий срок наблюдения в контрольной и опытной группах, волокнистый слой периоста был разрыхлён и сливался с соединительной тканью параоста. Чёткая граница между ними появлялась к 15–30-м суткам, когда стали хорошо различимы наружный и внутренний слои (рис. 1).

Рис. 1. Динамика изменений толщины периоста

На 7-е сутки применения хитозанового геля на гистопрепаратах стали видны интенсивно формирующиеся мелкопетлистые остеоидные балочки, чередующиеся с грануляционной тканью, кровеносными сосудами и остеогенными клетками. Периостальная костная мозоль состояла из грубоволокнистой костной ткани. Щель между отломками заполнена фиброретикулярной тканью. В контрольной группе отмечены нарушения репаративного остеогенеза.

На 15-е сутки исследования на микропрепаратах контрольной группы осталась лимфоцитарная инфильтрация мышечной ткани и параоста, менее выраженная в опытной группе. В периосте уже более чётко прослеживался волокнистый слой с расположенным под ним остеогенным слоем, а ниже — остеоидные трабекулы с промежутками, заполненными грануляционной тканью. В компактное вещество со стороны пери- и эндоста из межбалочных пространств прорастала грануляционная ткань, разрушая его.

В группе с применением хитозанового геля на 15-е сутки выявлялась густая сеть костных балок пери- и эндостальной мозолей, имеющих более крупные размеры по сравнению с недельным сроком и контрольной группой животных, располагающихся в различных направлениях и находящихся на небольшом расстоянии друг от друга, что указывает на образование ими плотной сети. Поверхность всех трабекул является активно формирующейся, а области резобции встречаются редко. На границе с переломом формируется жировой костный мозг.

На 30-е сутки эксперимента в обеих группах в тканях параоста отмечено стихание воспалительного процесса: между мышечными волокнами и из соединительной ткани исчезли лимфоциты, фибробласты уменьшились в размерах. В половине наблюдений у животных контрольной группы развилась грубая костно-хрящевая периостальная мозоль без образования интермедиарной мозоли.

В группе с применением хитозанового геля костная мозоль построена преимущественно из пластинчатой костной ткани с небольшими прослойками грубоволокнистой кости. Контуры концов отломков были мало различимы вследствие отложения на их поверхности новой пластинчатой костной ткани с базофильно окрашивающимися ядрами остеоцитов. Отмечено начало формирования интермедиарной мозоли.

Пожалуй, одним из самых решающих условий в процессе репаративной регенерации костной ткани является кровоснабжение зоны травмы и тип местного тканевого метаболизма, обусловленного оксигенацией тканей, что, впрочем, характерно и для многих других тканей. Для начальной стадии сращения перелома необходим период «гиперваскуляризации», ибо остеобласты, обладающие высоким энергетическим обменом, могут выполнять свою функцию только при достаточном развитии капиллярной сети [4].

Рис. 2. Диаметр сосудов периоста

Практически все сосуды костной ткани на 3, 7 и 15-е сутки были расширены по сравнению с костной тканью интактных животных. Но в то же время их диаметры волнообразно менялись (рис. 2). Так сосуды периоста, Гаверсовых каналов в обеих группах эксперимента максимально расширены к 7-м суткам, сосуды костномозгового канала — к 30-м в контрольной группе и к 15-м в опытной группе. Необходимо отметить, что диаметр сосудов периоста в контрольной группе, уменьшаясь к 15-м суткам, вновь увеличивался к 30-м суткам. Сосуды Гаверсовых каналов были расширены на все сроки наблюдения, а к 30-м суткам достигали значений группы интактных животных (рис. 3).

Диаметр сосудов костномозговых каналов в контрольной группе, постепенно увеличиваясь на 3-и, 7-е сутки, к последующим срокам опыта максимально превышал контрольный уровень. Это, по-видимому, связано с улучшением питания остеобластов на эти сроки.

Рис. 3. Диаметр сосудов Гаверсовых каналов

Иммунологическое обследование включало определение в крови Т- и В- лимфоцитов. У крыс с переломом голени и с применением хитозанового геля снижение Т-клеточного звена иммунитета происходит на протяжении всего срока наблюдений. Тем не менее, в группе животных с местностимулирующей терапией количество Т-лимфоцитов на 7-е и 30-е сутки незначительно, но достоверно превышало показатели сравниваемой группы. Показатели В-лимфоцитов у подопытных крыс обоих групп меньше в сравнении с интактными животными во все сроки исследования, но к 30-м суткам в группе с применением хитозанового геля достоверно ближе к значениям интактного контроля.

Выводы. Местностимулирующее действие хитозанового геля в эксперименте приводило к оптимизации процессов репаративного остеогенеза, что проявлялось купированием к 15-м суткам воспалительной реакции параоста и формированием преимущественно пластинчатого костного регенерата.

Таким образом, при местном применении хитозанового геля наблюдалась оптимизация репаративного остеогенеза после перелома большеберцовой кости крыс и ускорение сроков образования и созревания костной мозоли, по сравнению с контрольной группой.

Список литературы

  1. Перспективы нанотехнологий в решении актуальных проблем военно-полевой хирургии / В. В. Бояринцев, С. В. Полковов, Р. С. Баширов [и др.] // Воен.-мед. журн. — 2009. — № 5. — С. 33–36.
  2. Гулюк А. Г. Взаимосвязь маркеров остеогенеза и процессов посттравматической регенерации альвеолярной кости у крыс / А. Г. Гулюк, Е. В. Желнин // Фундаментальные исследования. — 2013. — № 7 (ч. 3). — С. 534–539.
  3. Дьячкова Г. В. Особенности перестройки костной ткани и состояние мышц при переломах дистального отдела бедренной кости, проксимального отдела большеберцовой кости / Г. В. Дьячкова, Р. В. Степанов, Л. В.Суходолова // Врач-аспирант. — 2007. — Т. 3, № 18. — С. 213–218.
  4. Павлова Л. А. Современное представление об остеоиндуктивных механизмах регенерации костной ткани : обзор состояния проблемы / Л. А. Павлова, Т. В. Павлова, А. В. Нестеров // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия : Медицина. Фармация. — 2010. — Т. 10, № 10. — С. 5–11.
  5. Хирургическое лечение переломов мыщелков большеберцовой кости / В. М. Шаповалов, В. В. Хоминец, О. В. Рикун, Р. В. Гладков // Травматология и ортопедия России. — 2011. — Т. 59, № 1. — С. 53–60.
  6. Encyclopedia of Surgery Bone Grafting [Electronic resource]. — URL : http://www.surgeryencyclopedia.com/A-Ce/Bone-Grafting.html (date of access : 02.02.2009).

 

Учредитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России)

Государственная лицензия ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России
на образовательную деятельность:
серия ААА № 001052 (регистрационный № 1029) от 29 марта 2011 года,
выдана Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки бессрочно

Свидетельство о государственной аккредитации ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России:
серия 90А01 № 0000997 (регистрационный № 935) от 31 марта 2014 года
выдано Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки
на срок по 31 марта 2020 года

Адрес редакции: 630091, г. Новосибирск, Красный проспект, д. 52
тел./факс: (383) 229-10-82, адрес электронной почты: mos@ngmu.ru

Выпуск сетевого издания «Медицина и образование в Сибири» (ISSN 1995-0020)
прекращен в связи с перерегистрацией в печатное издание «Journal of Siberian Medical Sciences» (ISSN 2542-1174). Периодичность выпуска — 4 раза в год.

Архивы выпусков «Медицина и образование в Сибири» доступны на сайте с 2006 по 2016 годы, а также размещены в БД РИНЦ (Российский индекс научного цитирования) на сайте elibrary.ru.

Средство массовой информации зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) —
Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-72398 от 28.02.2018.

© ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России, 2020



22.05.2017
Сетевое издание «Медицина и образование в Сибири» преобразовано в печатное издание «Journal of Siberian Medical Sciences». Дата перерегистрации: 18.05.2017. Свидетельство о СМИ: ПИ № ФС 77-69793.
Подробнее >>

03.04.2017
С 2017 года Издательско-полиграфическим центром НГМУ осуществляется выпуск печатного издания «Сибирский медицинский вестник».
Подробнее >>

08.02.2016
Уважаемые авторы! Открыт прием статей во 2-й номер 2016 года (выход номера — середина мая 2016 г.).
Подробнее >>

11.01.2016
Уважаемые авторы! Продолжается прием статей в 1-й номер 2016 года (выход номера — конец февраля 2016 г.).
Подробнее >>

28.12.2015
Уважаемые авторы! Сетевое издание входило в Перечень ВАК до 30 ноября 2015 г. Работа по включению издания в новый Перечень ВАК продолжается.
Информация о формировании Перечня ВАК
Подробнее >>

Архив новостей


Rambler's Top100