Влияние КОЛЛОСТа и КОЛЛОСТа с химотрипсином на заживление костного дефекта Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

УДК 616.071-006-053.1-07-089

ВЛИЯНИЕ КОЛЛОСТА И КОЛЛОСТАСХИМОТРИПСИНОМ НА ЗАЖИВЛЕНИЕ КОСТНОГО ДЕФЕКТА

© 2011 Красильников А.А., Николаев С.М.*, Маркарян А.А.**,

Мондодоев А.Г.*, Гуляев С.М.*

Московский государственный медико-стоматологический университет *НИИ общей и экспериментальной биологии СО РАН **Первый Московский государственный медицинский университет

Экспериментальное исследование проведено на 58 кроликах породы «шиншилла» обоего пола массой от 3 до 4 кг, разделенных на 3 группы. В связи с поставленной задачей была разработана модель костного дефекта в области большеберцовой кости кролика. В каждой группе на сроки наблюдения включали по 4-6 кроликов. Животных выводили из эксперимента через 14, 30, 60 и 90 суток после оперативного вмешательства. Полученный экспериментальный материал подвергался макро- и микроскопическому исследованию. При патоморфологическом исследовании образцов установлено, что имплантирование КОЛЛОСТа и КОЛЛОСТа в сочетании с химотрипсином ускоряет регенерационные процессы и созревание костного регенерата на месте дефекта во всех сроках наблюдений.

An experimental study was conducted on 58 rabbits breed "Chinchilla" of both sexes weighing from 3 to 4 kg, were divided into 3 groups. In connection with the task model has been developed bone defect in rabbit tibia Coates. In each group included in the observation periods of 4 - 6 rabbits. Animals were taken from the experiment after 14, 30, 60 and 90 days after surgery. The experimental material subjected to macro-and microscopic examination. In the pathologic study of samples found that implanting COLLOST and COLLOST in combination with chymotrypsin accelerates regeneration processes and maturation of the regenerate bone in place of the defect in all periods of observation.

Ключевые слова: КОЛЛОСТ, химотрипсин, доброкачественная опухоль, костный дефект.

Keywords: COLLOST, Chymotrypsin, benign tumor, bone defect.

Проблема лечения

доброкачественных опухолей и опухолеподобных заболеваний костей скелета до настоящего времени остается весьма актуальной, что, с одной стороны, определяется их большой

распространенностью, составляющей, по данным литературы, 84% всех

первичных костных опухолей. С другой стороны, являясь доброкачественными, некоторые из них потенциальны к рецидивированию и озлокачествлению. Многие из имеющихся способов лечения дают высокий процент гнойных осложнений и отторжение

трансплантата, что увеличивает

продолжительность общих сроков

лечения. Остается дискуссионным вопрос о выборе пластического

материала для замещения костных

дефектов, образующихся после

радикального удаления очага поражения.

Любые костные трансплантаты

должны обладать следующими

свойствами: быть полностью

биосовместимыми, пористыми, служить матрицей, на поверхности которой

фиксируются клетки реципиента,

постепенно резорбироваться и

замещаться новообразованной костью.

Костные трансплантаты подразделяются на аутотрансплантаты, аллоимплантаты, синтетические и композитные материалы. При этом каждый из них имеет свои недостатки [1].

В наших исследованиях был использован стерильный биопластический коллагеновый биоматериал - КОЛЛОСТ. КОЛЛОСТ выгодно отличается от других препаратов на основе коллагена по следующим параметрам:

биоморфологические (оптимальный

уровень очистки от балластных веществ; нативный нереконструированный

коллаген; может служить матрицей для направленной тканевой регенерации; значительные показатели стабильности; способствует синтезу собственного коллагена) и экономические (доступная стоимость; оптимальное соотношение цены и качества).

Цель исследования: изучить в

эксперименте на животных возможность применения биологически активного материала КОЛЛОСТа и

кристаллического химотрипсина для замещения дефектов костной ткани.

Материалы и методы

Исследования проведены с 10 сентября 2010 по 2 декабря 2010 г. на 58 кроликах породы «шиншилла» обоего пола массой от 3 до 4 кг, распределенных на 3 группы: 1 - контрольная; 2

включала в себя животных, которым имплантировали КОЛЛОСТ; 3 составили кролики, которым проводили сочетанное имплантирование КОЛЛОСТа в костный дефект с ферментом химотрипсином «КОЛЛОСТ + химотрипсин». В каждой группе на сроки наблюдения включали по 4-6 кроликов.

Хирургические вмешательства

осуществляли в асептических условиях под наркозом (внутрибрюшинное введение калипсола). После выполнения (наружным разрезом) хирургического доступа к области диафиза голени тупым путем выделяли берцовую кость, рассекали надкостницу, края раны разводили острыми крючками. После чего создавали костный дефект: с

помощью осцилляторной пилы производилось моделирование

окончатого дефекта большеберцовой кости в диафизарной зоне - отверстие диаметром 3 мм в форме прямоугольника до обнажения костномозгового канала. Отверстие закрывали кортикальной пластинкой. Животным 2, 3 групп

дефекты заполняли КОЛЛОСТом и «КОЛЛОСТом + химотрипсином». Кроликам контрольной группы препараты не вводили. Раны зашивали послойно, далее на раневую поверхность накладывали асептическую бинтовую повязку во всех группах.

Животных выводили из эксперимента через 14, 30, 60 и 90 суток после оперативного вмешательства введением летальной дозы тиопентала натрия. Для патоморфологического исследования резецировали участки кости с костным дефектом и помещали в 10% раствор нейтрального формалина. После фиксации образцы декальцинировали в трилоне В, обезвоживали, заливали в парафин, затем получали срезы толщиной 4-5 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином по Ван-Гизону. Также определяли показатели: протромбиновое время, тромбиновое время, АЧТВ, фибриноген, РФМК, МНО С-реактивный белок, ревматоидный фактор. Для определения состояния гемостаза проводили забор крови из подкожной латеральной вены голени животных. Сразу после забора кровь смешивали с 3,8% раствором цитрата натрия в соотношении 9:1 и проводили лабораторные исследования.

Результаты и их обсуждение

Заживление операционной кожномышечной раны у кроликов всех групп протекало с образованием

соединительнотканного рубца без выраженных признаков воспаления.

При макроскопическом исследовании участков резецированной кости на 14 сутки эксперимента на месте костного дефекта у кроликов всех групп формировалась фиброзно-хрящевая мозоль, спаянная с окружающими мягкими тканями и костной поверхностью.

На 30 сутки костная мозоль опытных (2 и 3) групп имела более плотную

консистенцию по сравнению с контрольной. На 90 сутки во всех группах животных на месте дефекта наблюдали формирование плотной костной мозоли. При патоморфологическом изучении срезов из зоны дефекта на 14 сутки в контрольной группе животных отмечали развитие незрелой регенерирующей костной ткани. Регенерат состоял, в основном, из грубоволокнистой соединительной ткани и единичных незрелых остеоидных балок, которые обнаруживали по краям костного дефекта (рис. 1).

Рис. 1. Микрофотограмма.

Контроль, 14 сутки. Кролик М 5. В крае дефекта костной ткани определяется клеточно-волокнистая соединительная ткань с единичными небольшимиучастками остеоидных и фиброзных костных трабекул. Окраска гематоксилином и эозином.

Увеличение 200:1

В клеточно-волокнистой

соединительной ткани обнаруживали воспалительную инфильтрацию,

связанную с травматической

деструкцией кости (рис. 2). Клеточный инфильтрат был представлен

гистиоцитами, макрофагами,

фибробластами, плазматическими

клетками. Часть молодых клеток соединительной ткани

трансформировалась в фибробласты и фиброциты, что приводило к развитию волокнистой соединительной ткани.

Рис. 2. Микрофотограмма. Контроль, 14 сутки. Клеточно-волокнистая ткань, воспалительная инфильтрация.

В центре отдельные небольшие участки остеоидных и фиброзных костных трабекул. Увеличение 400:1

Препарат КОЛЛОСТ,

имплантированный в костный дефект, ускорял остеогенез: к 14 суткам костный дефект замещался остеоидными костными балками (рис. 3). В

регенерирующей ткани на месте костного дефекта обнаруживали интеграцию молодых мезенхимальных клеток и сосудов. Отмечали

множественное образование

трабекулярных структур, связанное с

активациеи и

остеобластов, новообразованного вещества вокруг

субстанции (рис.

подвергался резорбции макрофагами.

пролиферацией отложение остеоидного коллагеновой 4). Имплант

у !'<) ■'' ■ ! V *■

■■■ ' -V.- г

V Я

Рис. 3. Микрофотограмма. КОЛЛОСТ, 14 сутки. Кролик № 11. Остеоидные костные трабекулы образуются вокруг коллагеновой субстанции. Увеличение 200:1

Рис. 4. Микрофотограмма.

КОЛЛОСТ, 14 сутки. Кролик № 19.

Формируемое костное вещество наслаивается на коллагеновый имплант. Увеличение 400:1

При сочетанном заполнении раневого дефекта КОЛЛОСТом с химотрипсином животным 3 группы на 14 сутки эксперимента выраженных явлений воспаления, связанных с деструктивными процессами, не отмечали. Во всех наблюдениях обнаруживали интенсивное формирование костного вещества вокруг коллагенового импланта (рис. 5).

Рис. 5. Микрофотограмма.

КОЛЛОСТ + химотрипсин, 14 сутки. Кролик № 7. Край костного дефекта.

Формирование костной ткани на месте коллагенового импланта над костным мозгом. Увеличение 200:1

Через 30 сутки после операции костные дефекты у животных контрольной группы заполнялись созревающей костной тканью. При этом остеоидные и хондроидные балки слабо оссифицировались, лишь отдельные участки костной ткани имели тенденцию к компактизации (рис. 6).

Рис. 6. Микрофотограмма. Контроль, 30 сутки. Кролик М 9. Дефект заполняет созревающая костная ткань. Слабая компактизация кости.

Участки грубоволокнистой ткани.

Увеличение 400:1

К 30-м суткам наблюдения регенерат у животных опытных групп (2 и 3 группы) занимал большую часть дефекта. При этом наблюдали значительное увеличение доли костных балок с компактизацией. В регенерирующей ткани при имплантации КОЛЛОСТа отмечали отдельные участки грубоволокнистой ткани (рис. 7). У

животных 3 группы участков незрелой ткани было заметно меньше.

Рис. 7. Микрофотограмма.

КОЛЛОСТ, 30 сутки. Кролик № 35.

Компактизирующая костная ткань.

Увеличение 400:1

Через 60 сутки эксперимента у животных контрольной группы отмечали практически завершение созревания костной ткани: усиливалась их

компактизация, происходило

формирование остеонов.

Костная ткань на месте дефекта через 60 дней после имплантации КОЛЛОСТа с химотрипсином имела признаки зрелой

компактизированной кости (рис. 8), при этом участков хондроидной ткани уже не наблюдали.

Рис. 8 Микрофотограмма. КОЛЛОСТ + химотрипсин, 60 сутки. Кролик М58. Новообразованная кость, заполнившая дефект. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение 200:1

Через 90 дней после оперативного вмешательства при изучении

микропрепаратов животных всех групп на месте дефекта костной ткани отмечали новообразованную зрелую компактизированную костную ткань, практически мало отличающуюся между собой.

Заключение

Таким образом, при

патоморфологическом исследовании образцов костной ткани установлено, что имплантация КОЛЛОСТа и КОЛЛОСТа в сочетании с химотрипсином

оптимизирует регенерационные процессы

Примечания

и созревание костного регенерата на месте дефекта в установленные сроки наблюдения.

Так, уже на 14 сутки эксперимента отмечали признаки усиления репарации костного дефекта. Активность репаративных процессов превосходила таковую у контрольной группы. Ускорение образования костного вещества, вероятно, обеспечивается индуцированием остеогенеза

имплантационными материалами в местах контакта с костными раневыми поверхностями. При применении КОЛЛОСТа с химотрипсином формирование костного вещества вокруг коллагенового имплантата проходило интенсивнее по сравнению с данными у животных 2 группы.

Очевидно, что остеоиндуктивные процессы биогенных имплантатов тесным образом связаны с факторами роста (фактор роста фибробластов, костный морфогенетический белок, тромбоцитарный фактор и др.) Именно биогенные имплантаты способны

сорбировать на своей поверхности

указанные факторы роста и

индуцировать регенераторные процессы в области костных ран. Применение химотрипсина в сочетании с

КОЛЛОСТом способствовало ускорению процессов лизиса деструктивной ткани и активации вышеуказанных факторов роста, что обеспечивало

интенсификацию темпов репаративных процессов.

1. Берченко Г. Н. Костные трансплантаты в травматологии и ортопедии. М., 2008. С. 3-8. 2. Зоря В. И., Ярыгин Н. В., Матвеев А. Г. Ферментные препараты в системе способов костной пластики. Киев, 1999. С. 73-74. 3. Ивченко В. К., Крысь-Пугач А. П., Ивченко А. В. Пластика дефектов костей биологическим гидроксиапатитом // Мат-лы Международного конгресса. М., 2003. С. 71-72. 4. Ланцман Ю. В., Анисеня И. И. Сохранныеоперации при опухолях косей. Томск, 1991. С. 97-98.

Статья поступила вредакцию 23.11.2011 г.