CC BY
35
I
Орипнальы дозддження
Original Researches
Травма
УДК 616.711.6-089:612.111.7):092.9(636.92) DOI: 10.22141/1608-1706.3.19.2018.136402
Радченко В.А., Палкин А.В., Колесниченко В.А., Морозенко Д.В.
ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко Национальной
академии медицинских наук Украины», г. Харьков, Украина
Биохимические маркеры сыворотки крови у кроликов после поясничного экспериментального заднебокового спондилодеза с использованием аутологичного фибрина, обогащенного тромбоцитами
Резюме. Актуальность. Исследование биохимических маркеров сыворотки крови позволяет косвенно оценить активность процесса репаративной регенерации костной ткани. Цель исследования — изучить маркеры минерального обмена и показатели обмена соединительной ткани в сыворотке крови кроликов после поясничного экспериментального заднебокового спондилодеза с использованием различных костно-пластических материалов. Материалы и методы. Поясничный моносегментарный заднебоковой спондилодез выполнен 42 половозрелым самцам калифорнийских кроликов в возрасте 4-5 мес., которые были разделены на 6 групп (по 7 особей в каждой). В контрольной группе 1 трансплантаты не применялись; использовали: группа 2 — местные аутотрансплантаты, группа 3 — местные аутотрансплантаты в сочетании с PRF, группа 4 — аллотрансплантаты из крыла подвздошной кости, группа 5 — аллотрансплантаты из крыла подвздошной кости в сочетании с PRF, группа 6 — PRF. Биохимические маркеры (общий белок, глико-протеины, хондроитинсульфаты, ß-липопротеины, активность щелочной фосфатазы, общий кальций, фосфор) исследовали дважды: для получения нормативных показателей у интактных животных — за 5-7 дней до операции (группа Нин) и перед выведением кроликов из эксперимента через 8 недель после спондилодеза. Результаты. Содержание общего белка, кальция и фосфора оказалось в пределах физиологической нормы для данного вида животных; уровень гликопротеинов, хондроитинсульфатов, ß-липопротеинов, активность щелочной фосфатазы были повышены в разной степени во всех экспериментальных группах. Выводы. С уровнем исследованных биохимических маркеров в сыворотке крови кроликов из интактной группы наиболее сходными оказались результаты групп с использованием костных алло- и местных ауто-трансплантатов в сочетании с PRF; наибольшие отличия выявлены в контрольной группе, где была выполнена декортикация поперечных отростков без использования костно-пластического материала. Ключевые слова: экспериментальный поясничный моносегментарный заднебоковой спондилодез; кролики; местные аутотрансплантаты; аллотрансплантаты; аутологичный фибрин, обогащенный тромбоцитами; биохимические исследования
Введение
В модели экспериментального поясничного межпоперечного спондилодеза у кроликов, впервые разработанной S.D. Boden et al. в 1994 году [1], в качестве костно-пластического материала использовались аутотрансплантаты из гребня подвздошной кости. Частота состоявшегося спондилодеза в данной модели и в клинике имела сходные показатели [2].
В настоящее время частота костного сращения в модели заднебокового сподилодеза у кроликов варьирует от 42 до 73 % [3]. Такой широкий диапазон успешных результатов спондилодеза можно объяснить как различными экспериментальными условиями (количество трансплантируемого биоматериала и методы оценки костного сращения [4]), так и биологическими свойствами используемых трансплантатов [5].
© «Травма» / «Травма» / «Trauma» («Travma»), 2018
© Видавець Заславський О.Ю. / Издатель Заславский А.Ю. / Publisher Zaslavsky O.Yu., 2018
Для корреспонденции: Колесниченко Вера Анатольевна, доктор медицинских наук, заведующая отделом научно-медицинской информации, ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко Национальной академии медицинских наук Украины», ул. Пушкинская, 80, г. Харьков, 61024, Украина; e-mail: veakol@rambler.ru; тел.: +38 (066) 141-89-91
For correspondence: Vera Kolesnichenko, MD, PhD, Head of the Department of the Scientific-Medical Information, Institution "Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology of the Academy of Medical Sciences of Ukraine', Pushkinskaya st., 80, Kharkiv, 61024, Ukraine; e-mail: veakol@rambler.ru; phone: +38 (066) 141-89-91
Скорость формирования зрелых спондилодезных масс связана с активностью репаративной регенерации костной ткани, которая, в свою очередь, в значительной степени определяется наличием остеогенных, и/или остеоиндуктивных, и/или остеокондуктивных свойств используемого костно-пластического материала [6]. Одним из косвенных методов определения активности репаративного процесса in vivo является биохимический.
Целью данного исследования стало изучение маркеров минерального обмена и обмена соединительной ткани в сыворотке крови кроликов после поясничного экспериментального заднебокового спондилодеза с использованием различных костно-пластических материалов.
Материалы и методы
Экспериментальное моделирование поясничного межпоперечного спондилодеза выполнено 42 половозрелым самцам белых калифорнийских кроликов в возрасте 4—5 мес., которые в зависимости от используемого костно-пластического материала были разделены методом случайной выборки на 6 групп (по 7 особей в каждой). В контрольной группе (группа 1) трансплантаты не применялись; в остальных группах использовали: группа 2 — местные аутотрансплантаты, группа 3 — местные аутотрансплантаты в сочетании с PRF, группа 4 — аллотрансплантаты из крыла подвздошной кости, группа 5 — аллотрансплантаты из крыла подвздошной кости в сочетании с PRF, группа 6 — PRF.
PRF получали непосредственно перед операцией путем забора крови из ушной вены кролика в количестве 7,0 мл, помещения ее в пробирку без коагулянта и немедленного центрифугирования со скоростью 3000 оборотов в 1 минуту (приблизительно 400 g) в течение 10 минут. Полученные 3,0 мл аутологичного фибрина, обогащенного тромбоцитами, делились на 2 порции по 1,5 мл для выполнения двустороннего межпоперечного спондилодеза.
Местные костные аутотрансплантаты представляли собой фрагменты резецированных интраоперационно остистых отростков L4 и L5 позвонков (на уровне спондилодеза).
Лиофилизированные аллотрансплантаты, полученные из гребня подвздошной кости кроликов, выведенных из эксперимента, подготовлены на базе отделения трансплантологии ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко Национальной академии медицинских наук Украины», зарегистрированного МинздравомУкраины.
Забор крови для биохимических исследований производили из ушной вены экспериментальных животных в количестве 5,0 мл согласно протоколу стандартной операционной процедуры № 1 отделения патологии позвоночника, утвержденной на заседании ученого совета ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко Национальной академии медицинских наук Украины» (протокол № 9 от 5.07.2017). Биохимические исследова-
ния выполняли дважды: для получения нормативных показателей у интактных животных — за 5—7 дней до операции (группа Ншт) и перед выведением кроликов из эксперимента через 8 недель после межпоперечного спондилодеза.
Эксперименты на кроликах были проведены на базе аттестованной лаборатории экспериментального моделирования ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко Национальной академии медицинских наук Украины» с соблюдением требований Европейской конвенции защиты позвоночных животных, которые используются в экспериментальных и других научных целях (Страсбург, 1986) [7], касающихся гуманного отношения к подопытным животным. Эвтаназия животных осуществлялась через 8 недель после операции путем передозировки тиопената с соблюдением всех правил гуманного отношения к животным.
Биохимические исследования проводились на базе отдела лабораторной диагностики и иммунологии ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко Национальной академии медицинских наук Украины» (свидетельство об аттестации № 100-287/2015 от 20.11.2015). В сыворотке крови животных определяли: общий белок — биуре-товым методом, гликопротеины — по Штейнбергу — Доценко, хондроитинсульфаты — по Németh-Csôka в модификации Л.И. Слуцкого, активность щелочной фосфатазы — кинетическим методом, общий кальций — спектрофотометрически, ß-липопротеины — по Бурштейну и Самай, фосфор — восстановлением фос-фомолибденовой кислоты [8—10].
При статистическом анализе использовали программные пакеты Microsoft Excel XP и Statsoft Statis-tica v.10. Сравнение групп лабораторных животных проводили с использованием Т-критерия Вилкоксона с определением медианы (Me) и процентилей (25% и 75%), t-критерия Стьюдента с уровнем достоверности р < 0,05 [11].
Экспериментальное моделирование поясничного моносегментарного межпоперечного спондилодеза с использованием ауто-, аллотрансплантатов и ауто-логичного фибрина, обогащенного тромбоцитами, у кроликов одобрено Комитетом по биоэтике при ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко Национальной академии медицинских наук Украины» (протокол № 151 от 18.01.2016).
Результаты
Анализ результатов биохимических исследований выявил повышение уровня большинства изученных маркеров сыворотки крови кроликов через 8 недель после моносегментарного межпоперечного спонди-лодеза с использованием различных костно-пластиче-ских материалов во всех экспериментальных группах. В то же время содержание общего белка, кальция и фосфора в сыворотке крови кроликов в среднем сохранялось в пределах физиологической нормы для живот-
ных этого вида (в норме в сыворотке крови кроликов уровень общего белка составляет 54—75 г/л, концентрация кальция достигает 1,46—3,60 ммоль/л, содержание фосфора — 0,6—2,7 ммоль/л [12]).
Наиболее выраженное увеличение содержания фосфора в сыворотке крови наблюдалось у животных в контрольной группе 1 (декортикация поперечных отростков LIV—LV), превышая показатели интактной группы на 53,8 % (2,06 ± 0,28 и 1,26 ± 0,14 ммоль/л соответственно). Интересно, что в группе 1 отмечалась и самая низкая концентрация кальция в сыворотке крови (1,67 ± 0,14 ммоль/л), приближавшаяся к нижней границе нормы (табл. 1, рис. 1а).
В группах 2 (применение местных аутотрансплан-татов), 4 (использование аллотрансплантатов из гребня подвздошной кости) и 6 (применение PRF) также выявлено повышение уровня фосфора в сыворотке крови кроликов до 1,83 ± 0,16, 1,86 ± 0,04 и 1,86 ± ± 0,04 ммоль/л соответственно. Эти результаты превышали данные интактной группы на 38,5 %. Менее всего отличалась от показателей группы Ншт концентрация фосфора в сыворотке крови экспериментальных животных из групп 3 (2,55 ± 0,09 ммоль/л) и 5 (2,34 ± 0,14 ммоль/л), в которых в качестве костно-пластического материала использовали сочетание костных трансплантатов и аутологичного фибрина, обогащенного тромбоцитами. Уровень фосфора в сыворотке крови кроликов в группах 3 и 5 был увеличен на 15,4 и 13,8 % соответственно по сравнению с показателями интакт-ной группы (табл. 1, рис. 1а).
Для минерализации костной ткани необходимо поддержание определенных концентраций ионов кальция и фосфора в плазме крови и межклеточной жидкости. Уровень ионов кальция в плазме регулируется с высокой точностью: уже при изменении их концентрации на 1 % включаются механизмы гомеостаза с участием паратгормона, кальцитонина и кальцитриола [13]. Со-
хранение практически постоянного, с незначительными колебаниями, уровня этих ионов в плазме крови достигается взаимной сбалансированностью процессов депонирования кальция и фосфора в костной ткани и их абсорбции/экскреции в кишечнике и почках [14].
Процесс минерализации костной ткани инициируется в пересыщенном растворе фосфатов кальция в везикулах экстрацеллюлярного матрикса, которые формируются на поверхностной мембране гипертрофированных остеоцитов и хондроцитов [15]. Однако предельная концентрация ионов, ниже которой кальций-фосфорные соли не фиксируются на органическом матриксе, до настоящего времени не установлена, так как состав минеральной фазы кости непостоянен, и на скорость минерализации могут влиять другие неорганические ионы [16]. Так, в присутствии ионов фтора ускоряется образование кристаллов гидрокси-апатита из аморфного фосфата кальция [17].
По мере минерализации костной ткани увеличивается молярное отношение кальций/фосфор, которое в солях фосфата кальция (на начальных этапах минерализации) является относительно низким — около 1,2 [16]. В связи с этим определенный интерес представляет величина аналогичного отношения на нашем экспериментальном материале. Практически идентичными оказались средние показатели отношения кальций/фосфор в сыворотке крови интактной группы животных и в группе 3 (1,71 и 1,69 соответственно); несколько ниже — в группе 5 (1,58), а также в группах 2, 4 и 6 (1,30, 1,25 и 1,31 соответственно). Минимальное среднее отношение кальций/фосфор, не превышавшее 0,97, зарегистрировано в группе 1.
Обсуждение
Полученные данные могут косвенно отражать степень минерализации спондилодезных масс у оперированных животных. Близкие результаты в группах
Таблица 1. Содержание биохимических маркеров минерального обмена и обмена соединительной ткани в сыворотке крови кроликов из интактной и экспериментальных групп
Показатель Группа Н инт Группа 1 Группа 2 Группа 3 Группа 4 Группа 5 Группа 6
Кальций, ммоль/л 2,21 ± 0,08 1,67 ± 0,14 2,38 ± 0,14 2,55 ± 0,09 2,18 ± 0,13 2,34 ± 0,14 2,47 ± 0,11
Фосфор, ммоль/л 1,26 ± 0,14 2,06 ± 0,28 1,83 ± 0,16 1,51 ± 0,04 1,86 ± 0,04 1,48 ± 0,07 1,88 ± 0,03
Общий белок, г/л 62,74 ± 1,83 58,04 ± 2,41 67,32 ± 5,70 68,93 ± 2,66 58,04 ± 2,41 69,63 ± 9,62 65,80 ± 3,91
Гликопротеи-ны, ммоль/л 0,51 ± 0,07 1,32 ± 0,16 1,24 ± 0,11 1,05 ± 0,08 1,18 ± 0,06 1,07 ± 0,04 1,15 ± 0,04
Хондроитин-сульфаты, г/л 0,102 ± 0,040 0,365 ± 0,080 0,253 ± 0,040 0,204 ± 0,020 0,287 ± 0,060 0,163 ± 0,070 0,308 ± 0,050
р-липопро- теины, ммоль/л 4,42 ± 0,80 11,05 ± 1,14 9,75 ± 1,16 4,65 ± 1,12 6,32 ± 0,83 4,24 ± 0,96 10,07 ± 1,19
Щелочная фосфатаза, ед/л 189,41 ± 23,15 467,38 ± 19,17 281,64 ± 14,12 236,24 ± 21,46 244,03 ± 25,61 237,52 ± 38,50 279,18 ± 11,07
Н , 3 и 5 косвенно свидетельствуют о формировании практически зрелой минеральной фазы новообразованной костной ткани в зоне спондилодеза при использовании в качестве костно-пластического материала костных ауто- и аллотрансплантатов в сочетании с PRF. Показатели отношения кальций/фосфор в случаях применения у кроликов костной ауто- и аллопластики при моносегментарном межпоперечном спондилодезе (группы 2 и 4 соответственно) либо только аутологичного фибрина, обогащенного тромбоцитами (группа 6), косвенно указывают на продолжающийся процесс минерализации спондилодезных масс. Низкая средняя величина отношения кальций/ фосфор в контрольной группе 1 (декортикация поперечных отростков без использования костно-пла-стического материала) косвенно отражает начальные стадии минерализации в зоне формирующегося костного сращения.
Начальные стадии процесса минерализации костной ткани связаны с активацией неспецифичного изофермента щелочной фосфатазы, которая расщеп-
ляет органические фосфорсодержащие соединения, увеличивая локальную концентрацию ионов фосфора в везикулах экстрацеллюлярного матрикса до точки насыщения [18]. Щелочная фосфатаза, синтезируемая остеобластами, является маркером последних, и ее концентрация в клетках костной ткани коррелирует с их потенциалом минерализации [5], а содержание в плазме крови является информативным показателем костного ремоделирования [15, 18].
На нашем материале максимальная активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови, которая в 2,2 раза превышала уровень фермента в интактной группе, была выявлена в контрольной группе 1 (189,41 ± ± 23,15 ед/л в группе Ншт и 467,38 ± 19,17 ед/л в группе 1; р < 0,05). В группах животных 3 и 5 активность щелочной фосфатазы оказалась существенно ниже, превышая на 35,7 и 54,4 % соответственно показатели интактной группы. В группах кроликов 2, 4 и 6 активность фермента была повышена на 95,9; 76,6 и 75,4 % соответственно по сравнению с аналогичными величинами в интактной группе (табл. 1, рис. 1б).
3.5 2,8 2.6 2,4 1 2,2 0 1 2,0 ¿1,8 О fr о 1,6 о ®1,4 1,2 1,0 а 1,6 1,4 С ^ 1,2 X s ё 1,о а. с § ц 0,8 С 0,6 0,4 в 550 500 В 450 со jo 400 §350 о ■в1 300 <5 f 250 0 ^ 200 150 100 б 0,50 0,45 5 0,40 и ¡5 0,35 я ■fr ¡5 0,30 6 1 0,25 н s a 0,20 R X О X 0,15 0,10
L J п
□ □
- L J Г" -
с ] L
р п
: 0
Интакт. Группа 1 Группа 2 Группа 3 Группа 4 Группа 5 Группа 6 Иктакг. Группа 1 Группа 2 Группа 3 Группа 4 Группа 5 Группа 6
Г 1
L г D
Е ] г 1
L 'А
п [
Ö 3
L, j
Интакт. Группа 1 Группа 2 Группа 3 Группа 4 Группа 5 Группа 6 0,05 г Интакт Группа Группа 2 Групп аЗ Груг па 4 Гру ппа 5 Гр /ппа 6
Рисунок 1. Уровень фосфора (а), активности щелочной фосфатазы (б), гликопротеинов (в) и хондро-итинсульфатов (г) в сыворотке крови кроликов через 8 недель после моносегментарного заднебо-кового поясничного спондилодеза: группа 1 — декортикация поперечных отростков L|V-LV позвонков без использования костно-пластического материала; в остальных группах применяли: группа 2 — местные костные аутотрансплантаты; группа 3 — местные костные аутотрансплантаты в сочетании с PRF; группа 4 — костные аллотрансплантаты; группа 5 — костные аллотрансплантаты в сочетании
с PRF; группа 6 — PRF
Значимое повышение уровня щелочной фосфатазы в сыворотке крови животных из группы 1 может свидетельствовать о достаточно выраженной биосинтетической функции данного фермента и, соответственно, высокой активности репаративного остеогенеза в зоне оперированных поясничных сегментов. В остальных экспериментальных группах процессы костного сращения в зоне спондилодезных масс протекали менее интенсивно, особенно в группах с сочетанным использованием костных трансплантатов и PRF.
Во всех экспериментальных группах наблюдалось также повышение концентрации сложных белков в плазме крови. Наиболее существенным изменение уровня гликопротеинов, хондроитинсульфатов и ß-липопротеинов по сравнению с показателями интактной группы оказалось в группах 1, 2, 4 и 6. Так, в группе 1 содержание гликопротеинов превышало показатели Нинт в 2,2 раза (p < 0,05), в группах 2, 4 и 6 — в 2 раза (табл. 1, рис. 1в). Концентрация хондро-итинсульфатов оказалась увеличенной в группе 1 в 3 раза (p < 0,01), в группе 2 — в 2,2 раза (p < 0,05), в группах 4 и 6 — в 2,4 раза (p < 0,05) по сравнению с показателями интактной группы (табл. 1, рис. 1г). Уровень ß-липопротеинов был выше показателей Н в 2,5
инт
раза в группе 1 (p < 0,05) и в 2,3 раза — в группах 2 и 6 (p < 0,05). В группах 3 и 5 изменения указанных биохимических маркеров обмена соединительной ткани были существенно ниже. Содержание гликопротеи-нов в этих группах превышало показатели интактной группы на 53,1 и 62,5 % соответственно; концентрация хондроитинсульфатов — на 59,8 и 47,5 % соответственно, а уровень ß-липопротеинов был идентичен показателям Н (4,42 ± 0,80 ммоль/л в группе Н ; 4,65 ±
инт инт
± 1,12 ммоль/л в группе 3 и 4,24 ± 0,96 ммоль/л в группе 5) (табл. 1, рис. 1в, г).
Сложные белки в процессе репаративного остеогенеза играют значительную роль, которая окончательно не установлена. Гликаны и фибриллы коллагена, синтезируемые остеобластами, обеспечивают непрерывный рост кристаллов гидроксиапатита и выступают в качестве посредников при связывании минеральных кристаллов с органическим матриксом. В зоне кальцификации при участии лизосомных протеиназ происходит деградация протеогликанов, связанных с коллагеном I типа. Высвобождающиеся фрагменты протеогликанов, заряженные отрицательно, связывают ионы кальция [19]. Некоторое число ионов кальция и фосфатов образуют пары и триплеты, которые связываются с коллагеновыми и неколлагеновыми белками, формирующими матрикс, с образованием кластеров или ядер надмолекулярного матрикса костной ткани [20].
Кристаллизация гидроксиапатита сопровождается снижением уровня протеогликанов и воды в органическом матриксе костной ткани [21] и изменением состава гликозаминогликанов: сульфатированные соединения уступают место несульфатированным [22].
Гликопротеины усиливают структурную организацию экстрацеллюлярного матрикса костной тка-
ни, обеспечивая устойчивость белков и регуляцию их функции [19]. Протеогликаны формируют тканевую структуру, сохраняют пористость и целостность органического матрикса соединительной ткани, повышают растяжимость коллагеновой сети [21].
Хондроитинсульфаты соединительной ткани принимают участие в минерализации костной ткани путем инициирования фиксации серы в процессе синтеза хондроитинсерной кислоты и, таким образом, способствуют депонированию кальция в костной ткани [23]. Они способны поддерживать остеогенную дифференциацию путем повышения эффективности костного анаболического фактора роста [24].
Хондроитинсульфаты участвуют и в формировании коллагеновых волокон. Микрофибриллы коллагена связываются олигосахарами гликопротеинов, создавая укрупненные фибриллы, которые затем с помощью цепей гликозаминогликанов, входящих в состав протеогликанов, объединяются в волокна различной толщины [25]. Необходимо отметить, что существует четкое соответствие между интенсивностью обмена гликозаминогликанов и коллагена: максимальная интенсивность их метаболизма наблюдается в том числе в период формирования тканевых структур [21, 22].
В костном матриксе присутствуют и липиды, которые могут играть существенную роль в образовании ядер кристаллизации при минерализации кости [26]. Бета-липопротеины плазмы крови включают липо-протеины низкой плотности и липопротеины очень низкой плотности. Первые транспортируют жирные кислоты, участвующие в синтезе аденозинтрифосфата; вторые переносят жирные кислоты — предшественники построения клеточных мембран и синтеза биологически активных эйкозаноидов [27].
Существенное увеличение концентрации глико-протеинов, хондроитинсульфатов и Р-липопротеинов в сыворотке кроликов из групп 1, 2, 4 и 6 косвенно свидетельствует об активном формировании органического матрикса костной ткани в зоне спондилодеза у этих животных. Уровень сложных белков в сыворотке крови экспериментальных животных в группах 3 и 5 косвенно отражал активность процесса создания межклеточного вещества костной ткани, близкую к физиологический норме.
Таким образом, исследованные маркеры минерального обмена и обмена соединительной ткани косвенно характеризуют новообразованные спонди-лодезные массы как наиболее зрелые при использовании костных алло- или местных аутотрансплантатов в сочетании с аутологичным фибрином, обогащенным тромбоцитами. В случаях изолированного использования костных алло- или местных аутотранспланта-тов, а также аутологичного фибрина, обогащенного тромбоцитами, можно говорить об активном процессе репаративного остеогенеза с формированием органического матрикса и минеральной фазы костной ткани. У животных, которым была выполнена декортикация поперечных отростков без применения костно-пластического материала, концентрация ис-
следованных показателей косвенно отражала активное создание межклеточного вещества с начальными стадиями процесса минерализации в зоне костного сращения.
Выводы
1. Концентрация ионов кальция и фосфора и их соотношение выявились наиболее сходными в сыворотке крови кроликов из интактной группы, а также групп с использованием костных алло- и местных аутотрансплантатов в сочетании с PRF. Наибольшие отличия исследованных маркеров минерального обмена от показателей интактной группы наблюдались у экспериментальных животных контрольной группы, где была выполнена декортикация поперечных отростков без использования костно-пластического материала.
2. Активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови всех групп экспериментальных животных превышала результаты интактной группы, причем в контрольной группе кроликов различия между показателями оказались значимыми (p < 0,05).
3. Содержание в сыворотке крови сложных белков было повышено во всех группах экспериментальных животных по сравнению с показателями интактной группы; значимыми выявились различия в контрольной группе (для уровня гликопротеинов p < 0,05, хон-дроитинсульфатов — p < 0,001, Р-липопротеинов — p < 0,001), в группе с использованием при спондилодезе в качестве костно-пластического материала PRF (для уровня хондроитинсульфатов p < 0,05, Р-липопротеинов — p < 0,05), в группе с применением местных костных аутотрансплантатов (для уровня Р-липопротеинов p < 0,05) и в группе с использованием костных аллотрансплантатов (для уровня хондро-итинсульфатов p < 0,05).
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии какого-либо конфликта интересов при подготовке данной статьи.
Список литературы
1. Schimandle J.H. Spine update. The use of animal models to study spinal fusion / J.H. Schimandle, S.D. Boden // Spine (Phila Pa 1976). - 1994. - Vol. 19. - P. 1998-2006.
2. Ghodasra J.H. Factors influencing arthrodesis rates in a rabbit posterolateral spine model with iliac crest autograft / J.H. Ghodasra, E.L. Daley, E.L. Hsu, W.K. Hsu//Eur. Spine J. - 2014. - Vol. 23. - P. 426-434. - doi: 10.1007/s00586-013-3074-0.
3. Reliability of the rabbit postero-lateral spinal fusion model: A meta-analysis/A.M. Riordan, R. Rangarajan, J.W. Balts [et al.]// J. Orthop. Res. - 2013. - Vol. 8. - P. 1261-1269. -doi: 10.1002/jor.22359.
4. Zunariah B. Posterolateral intertransverse lumbar arthrodesis in the New Zealand white rabbit model: The illustration of an alternative surgical approach / B. Zunariah, Z. Zamzuri, C.S. Che Nor Zarida, A.J. Rosnani // IMJM. — 2012. - Vol. 11. - P. 19-22.
5. А systematic review of comparative studies on bone graft alternatives for common spine fusion procedure / C.R. Fischer, R. Cassilly, W. Cantor [et al.] // Eur. Spine J. — 2013. — Vol. 22. — P. 1423-1435. — doi: 10.1007/s00586-013-2718-4.
6. Evaluation of autologous platelet concentrate for intertransverse lumbar fusion/ G. Acebal-Cortina, M.A. Suarez-Su-arez,, C. Garcia-Menendez//Eur. Spine J. — 2011. — Vol. 20 (Suppl. 3). — Р. S361-S366. — doi: 10.1007/s00586-011-1904-5.
7. бвропейська конвенщя про захист хребетних тва-рин, що використовуються для до^дних та шших науко-вих цыей. — Страсбург, 18 березня 1986 року: офщтний переклад [Електронний ресурс] / Верховна Рада Украг-ни. — Офщшний веб-сайт. (Мiжнародний документ Ради бвропи). — Режим доступу до документу: електронний ресурс: [http:// zakon.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main. cginreg=994_137].
8. Камышников В.С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика. Справочник: В 2 т. Т. 1. — 2-е изд. / В.С. Камышников. — Минск: Интерпрессервис, 2003. — 495 с.
9. Камышников В.С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика. Справочник: В 2 т. Т. 2. — 2-е изд. / В.С. Камышников. — Минск: Интерпрессервис, 2003. — 463 с.
10. Морозенко Д.В. Методи до^дження маркерiв метаболизму сполучног тканини у сучасшй клшчнт та експериментальшй медициш / Д.В. Морозенко, Ф.С. Леонтьева // Молодий вчений: науковий журнал. — 2016. — № 2(29). — С. 168-172.
11. Гланц С. Медико-биологическая статистика: Пер. с англ. /С. Гланц. — М.:Практика, 1998. — 459с.
12. Ewringmann A. Leitsymptome beim Kaninchen: Diagnostischer Leitfaden und Therapie. — 3 Auflage. — Enke: Stuttgart, 2016. — 279р.
13. Calcium intake, bone mineral density, and fragility fractures: evidence from an Italian outpatient population / L.Vannucci, L. Masi, G. Gronchi [et al.] // Arch. Osteopo-ros. — 2017. — Vol. 12. — P. 40. — doi: 10.1007/s11657-017-0333-4.
14. Burckhardt P. Calcium revisited: part I / P. Burck-hardt // Bone Key Rep. — 2013. — Vol. 2. — P. 433. — doi: 10.1038/bonekey.2013.167.
15. Millán J.L. The role ofphosphatases in the initiation of skeletal mineralization / J.L.Milán // Calcif. Tissue Int. — 2013. — Vol. 93(4). — P. 299-306. — doi: 10.1007/s00223-012-9672-8.
16. Harrison's Principles of Internal Medicine / J.L. Jameson, A.S. Fauci, D.L. Kasper [et al.]. — 20h еdition. — Vol. 2. — S á P Global Inc.: New York, 2016. — P. 1512-2607.
17. Bone formation controlled by biologically relevant inorganic ions: role and controlled delivery from phosphate-based glasses /N.J. Lakhkar, I.H. Lee, H.W. Kim [et al.] // Adv. Drug. Deliv. Rev. — 2013. — Vol. 65(4). — Р. 405-420. — doi: 10.1589/jpts.27.2261.
18. Sharma U. Alkaline phosphatase: An overview / U. Shar-ma, D. Pal, R. Prasad // Ind. J. Clin. Biochem. — 2014. — Vol. 29(3). — P. 269-278. — doi: 10.1007/s12291-013-0408-y.
19. Wittmann V. Glycoproteins: Properties. In: Glycosci-ence: Chemistry and Chemical Biology, 2h ed. / Ed. by Fra-
ser-Reid B.O., Tatsuta K, Thiem J., Wittmann V. — Berlin: Springer, 2008. — P. 1771-1793. — doi: 10-1007/978-3-54030429-6.
20. Bone biomaterials and interactions with stem cells / C. Gao, S. Peng, P. Feng, C. Shuai//Bone Res. — 2017. — Vol. 5. — P. 150-159. — doi: 10.1038/ boneres. 2017.59.
21. Bio-orthopaedics. A New Approach / A. Gobbi, J. Espreguerira-Mendes, J.G. Lane, M. Karahan. — Berlin: Springer, 2017. — 687p. — doi: 10.1007/978-3-662-54181-4.
22. Kitagawa H. Biosynthetic mechanism of the bioactive sulfated glycosaminoglycans / H. Kitagawa // Yakugaku Zasshi. — 2002. — Vol. 122(7). — P. 435-450. — doi: 10.1248/ yakushi.122.435.
23. KluppelM. The roles of chondroitin-4-sulfotransferase-1 in development and disease / M. Kluppel // Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. — 2010. — Vol. 93. — P. 113-132. — doi: 10.1016/ S1877-1173(10)93006-8.
24. Kwon H.J. Chondroitin sulfate-based biomaterials for tissue engineering. Review article/H.J. Kwon, Y. Han// Turk. J. Biol. — 2016. — Vol. 40. — P. 290-299. — doi:10.3906/biy-m7-16.
25. Mikami T. Biosynthesis and function of chondroitin sulfate/ T. Mikami, H. Kitagawa // Biochim. Biophys. Acta. — 2013. — Vol. 1830(10). — P. 4719-4733. — doi: 10.1016/]. bbagen.2013.06.006.
26. Hoover-Plow J. Lipoprotein(a) metabolism: potential sites for therapeutic targets / J. Hoover-Plow, M. Huang // Metabolism. — 2013. — Vol. 62. — P. 479-91. — doi: 10.1016/j. metabol.2012.07.024.
27. Kamstrup P.R.. Elevated lipoprotein(a) levels, LPA risk genotypes, and increased risk of heart failure in the general population / PR. Kamstrup, B.G. Nordestgaard // JACC Heart Fail. — 2016. — Vol. 4. — P. 78-87. — doi: 10.1016/j. jchf.2015.08.006.
Получено 02.04.2018 ■
Радченко В.О., Палюн О.В., Колеснченко В.А., Морозенко Д.В.
ДУ «1нститут патологи хребта та суглоб!в 1м. проф. М.1. Ситенка НацюнальноÏ академн медичних наук Укра'ни», м. Харк1в, Укра'на
Бiохiмiчнi маркери сироватки KpoBi у кролимв пюля поперекового экспериментального 3aAHbo6Ï4Horo спондилодезу з використанням автолопчного фiбpину, збагаченого тромбоцитами
Резюме. Акшуальнктъ. Дослщження бюх1м1чних маркер1в сироватки кров1 дозволяе непрямо оцшити активтсть процесу репа-ративно'! регенерацп тстково'! тканини. Мета дослщження — до-слщити маркери мшерального обмшу i обмшу сполучно'! тканини в сироватщ кровi кролиив тсля поперекового експерименталь-ного заднмбчного спондилодезу з використанням рiзних истко-во-пластичних матеркшв. Mamepimu та методи. Поперековий моносегментарний заднмбчнш спондилодез виконаний 42 стате-возриим самцям катфорншських кроликгв у вщ 4—5 мю., яю були розподиет на 6 груп (по 7 особин у кожнш). У контрольной груп 1 трансплантати не застосовувалися; використовували: група 2 — мiсцевi автотрансплантати, група 3 — мiсцевi автотрансплантати у поеднант з PRF, група 4 — алотрансплантати з крила клубово'! тстки, група 5 — алотрансплантати з крила клубово'! тстки в поеднант з PRF, група 6 — PRF. Бюхмчт маркери (загальний бшок, глжопротеши, хондроиинсульфати, Р-лшопротеши, акгивнiсть лужно'! фосфатази, загальний кальцш, фосфор) дослiджували двiчi:
для отримання нормативних показнитв у штакгних тварин — за 5—7 дшв до операци (група Н.^) 1 перед виведенням кроликiв з екс-перименту через 8 тж^в п1сля спондилодезу. Результати. Вм1ст загального бшка, кальцiю 1 фосфору виявився у межах фгзюлопч-но! норми для даного виду тварин; р1вень глiкопротеiнiв, хондро-иинсульфатав, Р-лшопротешв, активтсть лужно! фосфатази були п!двищен1 р1зною м1рою в усiх експериментальних групах. Виснов-ки. З р1внем дослщжених б1ох1м1чних маркер1в в сироватц1 кров1 кролик1в з штактно! групи найбиьш подабними були результати груп з використанням тсткових ало- 1 мсцевих автотрансп^антат1в у поеднанн1 з PRF; найб!льш1 вщмшносп сгостерпалися в контрольнш грут, де була виконана декортикацы поперечних вщрос-ттв без використання к1стково-пластичного матер1алу. Ключовi слова: експериментальний поперековий моносегментарний задньоб1чний спондилодез; кролики; м1сцев1 автотрансплантати; алотрансплантати; аутолопчний ф1брин, зба-гачений тромбоцитами; бюх1м1чш дослщження
V.O. Radchenko, O.V. Palkin, V.A Kolesnichenko, D.V. Morozenko
State Institution "Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology of the Academy of Medical Sciences of Ukraine", Kharkiv, Ukraine
Biochemical markers of blood serum in rabbits after experimental posterolateral lumbar fusion
with autologous platelet-rich fibrin
Abstract. Background. The study of serum biochemical markers allows assessing indirectly the process of bone tissue reparative regeneration activity. The objective was to study the markers of mineral metabolism and the connective tissue metabolism in the blood plasma of rabbits after experimental posterolateral lumbar fusion using various grafts. Materials and methods. Monosegmental posterolateral lumbar fusion was performed in 42 mature California males rabbits aged 4—5 months, which were divided into 6 groups (7 animals each). In the control group 1, grafts were not applied; there were used: group 2 — local autograft, group 3 — local autograft with platelet-rich fibrin (PRF), group 4 — allograft from iliac crest, group 5 — allograft from iliac crest with PRF, group 6 — PRF. Biochemical markers in the blood plasma (total protein, glycoproteins, chondroitin sulfates, P-lipoproteins, alkaline phosphatase activity, total calcium, phosphorus) were evaluated
twice: 1) to obtain normative indices in intact animals 5—7 days before surgery (Nint group); 2) eight weeks after the fusion before rabbits were sacrificed. Results. The content of total protein, calcium and phosphorus was within the physiological norm for these animal species. In all experimental groups, the level of glycoproteins, chondroitin sulfates, P-lipoproteins, the activity of alkaline phosphatase were increased. Conclusions. The results in groups using bone allografts and local autografts combined with PRF were most similar with the level of studied biochemical markers of the rabbits from the intact group; the greatest differences were found in the control group, where the decortication of the transverse processes was performed without using grafts. Keywords: experimental monosegmental posterolateral lumbar fusion; rabbits; local autografts; allografts; autologous platelet-rich fibrin; biochemical studies
