CC BY
18
УДК_619:577.12:616.15:616.71-001/-089.843:636.7
Смурна О.В., © асистент кафедри хiрургil iм. проф. Поваженка 1.О.
Нацюнальний аграрный утеерситет
ДИНАМ1КА ЛУЖНО1 ФОСФАТАЗИ, КАЛЬЦ1Ю ТА ФОСФОРУ В СИРОВАТЦ1 КРОВ1 ПРИ 1МПЛАНТАЩ1 Г1ДРОКСИЛАПАТИТУ СОБАКАМ З ПЕРЕЛОМАМИ К1СТОК ТАЗУ
У статт1 еисетлет результати бюхгмгчних дослгджень сироеатки кроег собак при застосуеант класичног методики остеосинтезу (екстракортикальний метод) та при застосуеанш остеосинтезу з ¡мплантащею г1дроксилапатиту «КЕРГАП».
Ключо^^ слова: переломи, юстка, г1дроксилапатит, собака.
При усуненш юсткових дефекив завжди юнують таю проблеми як довготривале загоення, неповнощншсть вщновлено1 юстково1 тканини та порiвняно висока частота гнiйних ускладнень кiсткових ран [2, 3, 8]. У зв'язку з цим пошук матерiалiв для заповнення та корекци кiсткових дефектiв розпочатий давно. В юнщ XVIII ст. - на початку Х1Х ст. робилися спроби використати рiзнi iмплантати з металу для того, щоб покращити зрощення кiсток при переломах, проте шф^вання в той перiод було скорше правилом, нiж винятком, особливо якщо справа стосувалась введення сторонньо! речовини в рану. Саме в цей перюд були розпочат експерименти на тваринах для визначення придатност рiзних матерiалiв до iмплантацil. Матерiал, з якого виготовляеться iмплантат, повинен не просто заповнити юсткову порожнину - необхщно, щоб вiн приймав участь в процес репаративного остеогенезу та сприяв вщновленню повнощнно1 юстково1 тканини. Розвиток повнощнно! тканини в юсткових порожнинах дозволить зняти багато проблем при наступнш ортопедичнiй реабЫтаци.
З ще! причини в останнi роки ведеться активний пошук матерiалiв, яю дiють на плин репаративного остеогенезу. Особливий iнтерес викликали матерiали на основi кальцшфосфатно1 керамiки ГАП (гщроксилапатит) [3, 5, 10].
ГАП - мшеральний компонент юстково1 тканини. Вш складае приблизно 45об'емних вiдсоткiв i 65 вагових вiдсоткiв кортикально1 юстки людини [9]. Синтетичний ГАП - аналог мшерально1 речовини живо1 юстки i тому мае абсолютну бюсумюшсть i спроможнiсть брати участь в процес репаративного остеогенезу, зрощуватися з юсткою, слугувати будiвельним матерiалом для синтезу юстки i входити до складу юстково1 тканини, що замщуе iмплантат iз ГАП [1, 4, 8].
Метою роботи було дослщити вплив iмплантованого в мiсце зламу гiдроксилапатиту «КЕРГАП» на змiну активност лужно1 фосфатази, рiвня кальцiю та фосфору в сироватщ кровi собак в тсляоперацшний перiод.
Матер1ал та методики дослщжень. Матерiалом дослiджень були: кров клiнiчно здорових собак, юльюстю 10 голiв та кров собак з переломами клубово1 кiстки, юльюстю 28 голiв. Ц собаки надходили на амбулаторний прийом до клЫки кафедри ирурги iм. проф. Поваженка 1.О. та приватно1 клiнiки «Доброди» за перiод з 2007 по 2008 р.р. Методом дослщжень було бiохiмiчне дослiдження
© Смурна О.В., 2008
309
зразюв сироватки кров! собак дослщно!' та контрольно! груп.
Результати дослщжень. Собаки з переломами клубово! юстки (п = 28) були подшеш на дв1 групи: контрольну та дослщну. Контрольнш груш (п = 14) виконували класичну методику остеосинтезу (екстракортикальний метод), дослвднш груш тварин (п = 14) застосовували екстракортикальний метод остеосинтезу, але з ¿мплантащею гщроксилапатиту «КЕРГАП». Зразки кров! вщбирались на 1-у, 2-у, 4-у, 6-у, 10-у, 15-у, 20-у, 25-у, 27-у, 30-у, 35-у добу тсля остеосинтезу. Сироватку кров! собак дослщно!' та контрольно! груп дослщжували на зм1ну р1вня таких макроелеменив як кальцш I фосфор, а також на зм1ну активност лужно! фосфатази.
Результати отриманих даних наведен! в таблиц! 1.
Таблиця 1.
Динамика б1о\1м1чни\ дослщжень сироватки кровi собак пiсля проведення
остеосинтезу клубово'1 кiстки (М±т), п=38
Клшчно здоров1 тварини (п = 10) Лужна фосфатаза (и/1) Кальцш, ммоль/л Фосфор неорг., ммоль/л Марганець, мг/кг
114±1,65 2,56±0,1 1,88±0,06 0,056±0,002
До операци (п = 28) 108±1,74 * 2,32±0,03 * 1,72±0,02 * 0,048±0,003 *
Досл1дна група (п = 14) Контрольна група (п = 14)
ЛФ Са Р(н) Мп ЛФ Са Р(н) Мп
ю « :И р и С о « л О Й - 92±1,19 *** 2,4±0,01 * 1,62±0,04 * 0,067±0,002 *** 106±0,88 1,98±0,1 ** 1,84±0,04 * 0,063±0,001 ***
<4 95±1,3 *** 1,95±0,03 *** 1,54±0,02 *** 0,065±0,001 *** 98±1,34 *** 1,86±0,06 *** 2,1±0,03 *** 0,054±0,003
98±1,21 *** 2,45±0,07 * 1,6±0,05 * 0,069±0,002 *** 117±0,9 *** 1,54±0,02 *** 1,48±0,06 *** 0,064±0,001 ***
125±0,88 *** 2,5±0,1 * 1,81±0,01 *** 0,067±0,003 *** 132±0,63 *** 1,42±0,03 *** 1,42±0,03 *** 0,059±0,002 **
о 118±1,02 *** 2,38±0,008 * 1,85±0,01 *** 0,039±0,001 ** 168±0,78 *** 2,02±0,09 ** 1,33±0,02 *** 0,034±0,003 **
1Г1 110±1,29 * 2,48±0,02 *** 1,79±0,009 ** 0,064±0,002 *** 116±1,02 *** 3,06±0,02 *** 1,6±0,04 * 0,056±0,001 *
о <4 116±0,87 *** 2,6±0,1 * 1,86±0,007 *** 0,065±0,001 *** 114±0,89 ** 2,45±0,05 * 1,58±0,06 ** 0,058±0,003 *
<4 112±1,12 ** 2,52±0,009 *** 1,88±0,008 *** 0,035±0,002 ** 112±0,98 * 2,41±0,03 * 1,62±0,01 *** 0,031±0,002 ***
<ч 114±0,77 ** 2,57±0,03 *** 1,84±0,01 *** 0,042±0,003 115±0,9 ** 2,48±0,04 ** 1,84±0,03 ** 0,033±0,002 ***
о т 117±0,72 *** 2,6±0,12 * 1,91±0,009 *** 0,058±0,001 ** 149±0,64 *** 3,02±0,01 *** 2,4±0,08 *** 0,035±0,001 ***
1Г1 т 115±1,34 ** 2,54±0,02 *** 1,89±0,02 *** 0,062±0,003 ** 115±1,03 2,42±0,01 ** 1,79±0,03 0,041±0,003
Примтка: *р<0, 05, **р<0, 01, ***р<0, 001.
310
У транспорт такого макроелементу, як фосфор, велике значення мае загальна актившсть лужно1 фосфатази. Лужна фосфатаза забезпечуе вщщеплення анюшв фосфору та транспортування !х до кл^ин. В пiсляоперацiйний перiод при переломах исток пiдвищення рiвня лужно1 фосфатази свiдчить про активний транспорт фосфору з периферично1 кровi до мюця зламу [7].
180 160 -140 -120 100 -80 -60 -40 -20 -0
& ^ V V V <Ь' ЧУ
У </
¿г
Дослiдна група Контрольна група
Рис. 1 Динамика вмпсту лужноУ фосфатази в сироватц кров1 собак п1сля
проведення остеосинтезу
Аналiзуючи данi табл. 1 та рис. 1 , можна побачити, що в контрольнш групi тварин перше зростання активност лужно1 фосфатази вщбувалось з 4-1 по 10-ту добу (168±0,78, Р<0,001), друге досягло максимуму на 30-ту добу (149±0,64, Р<0,001). Таке закономiрне пiдвищення активностi лужно1 фосфатази збiгалось з фазами утворення та осифжаци мозолi. В дослщнш групi тварин спочатку спостерiгали зниження рiвня лужно1 фосфатази до 4-1 доби, а поим рiзке зростання його на 6-ту добу (125±0,88, Р<0,001). Далi показники рiвня лужно1 фосфатази залишались приблизно однаковими, такими ж, як у клмчно здорових тварин, i вищими, нiж у дослщних тварин до операци. Це свщчило про те, що в дослщнш груш тварин для побудови юстково1 мозолi не потрiбно було транспортувати фосфор iз периферично1 кровi до мiсця зламу.
Динамiка вмюту неорганiчного фосфору у групах тварин також мала сво1 особливостi (див. табл.. 1, рис. 2). У контрольнш груш тварин зростання рiвня фосфору в сироватщ кровi спостер^али в першi двi доби тсля операци, пiсля чого вiдмiчався рiзкий його спад, починаючи вже з 4-1 до 14-1 доби, де значення його було мЫмальним (1,33±0,02, Р<0,001). Паралельно в цей перюд зростала
311
активнють лужно! фоcфaтaзи, що e цiлком зaкономipним. З 15-ï по 30-ту до6у piвень фоcфоpy поcтyпово збiльшyвaвcя, доcягнyвши мaкcимyмy на 30-ту до6у (2,4±0,08, Р<0,001). До 35-ï доби його piвень знизивcя. На цих етапах доходив пpоцеc оciдaння aнiонiв фоcфоpy та катюшв кaльцiю на колагеновому мaтpикci мозолi в пpиcyтноcтi лужно! фоcфaтaзи, в pезyльтaтi чого yтвоpювaлиcя пеpвиннi кpиштaли окcиaпaтитy, на яких в подальшому здiйcнювaлacь мiнеpaлiзaцiя мозолi.
Рие. 2 Динамика вмкту фосфоpу в сиpоватцi кpовi собак пiсля пpоведення
остеосинтезу
Що cтоcyeтьcя змiни покaзникiв piвня фоcфоpy в доcлiдних групах твapин, то в пеpшi двi доби вiдмiчaли його зниження (1,54±0,02, Р<0,001), а починаючи з 6-ï - piзке пiдвищення, показники якого наблизили^ до piвня фоcфоpy в cиpовaтцi кpовi клiнiчно здоpових твapин та зaлишaлиcь незмiнними пpотягом в^ого пicляопеpaцiйного пеpiодy (1,85±0,04 - 1,91±0,009).
Змiни piвня кaльцiю у cиpовaтцi кpовi контpольних гpyп твapин були наступними ( див. табл. 1, p^. 3): до 6-ï доби cпоcтеpiгaвcя його cпaд (1,42±0,03, Р<0,001). Починаючи вже з 10-ï доби piвень кaльцiю значно зpоcтaв, доcягнyвши cвого мaкcимyмy на 15-ту (3,06±0,02, Р<0,001) та на 30-ту добу (3,02±0,01, Р<0,001). Така зaкономipнicть змш покaзникiв пояcнювaлacь активним тpaнcпоpтyвaнням катюшв кальцш iз кpовi до новоyтвоpювaноï мозолi для подальшо! ïï о^ф^а^' та пеpебyдови.
312
3,5
3 ■ 2,5 -2 ■ 1,5 -1 -0,5 -
5*' ч* V* ^ л*
о-?- о
о/
Р ¿ь л!» ¿ь
Дослiдна група
Контрол
ьна
група
0
Рис. 3 Динамика вмисту кальщю в сироватщ кров1 собак пiсля проведення
остеосинтезу
У дослщних же груп тварин незначне зниження вмшту кальцiю вiдмiчали тiльки на 2-у добу (1,95±0,03,Р<0,001). Далi, протягом всього пiсляоперацiйного перюду рiвень кальцiю був практично незмшним та перевищував дооперацiйний. Вiн сягав рiвня кальцiю в кровi клмчно здорових собак (2,52±0,009 - 2,6±0,12).
Висновки
1.Дослiдним групам тварин, яким застосовували при переломах гiдроксилапатит, не потрiбно було для побудови кютково! мозолi забирати з сироватки кровi кальцiй та фосфор, знижуючи таким чином !х умiст не тшьки в кровi, але i у здоровш кiстковiй тканинi. Дефiцит кальцш та фосфору поповнювався за рахунок кришталiв гiдроксилапатиту.
2. Органiзм використовував його як депо кальщю та фосфору ^ за допомогою ферментно! системи, остеокластiв та остеобластiв, будував на поверхнi ГАП кiстковi кл^ини. Отриманi нами данi бiохiмiчних дослщжень сироватки кровi собак, яким застосовували гщроксилапатитну керамiку «КЕРГАП», вiдповiдали даним л^ератури.
Список лiтератури
1.Арсеньев П.А., Саратовская Н.В. Синтез и исследование материалов на основе гидроксиапатита кальция. - Биомедицинские технологи. - М., 2002 -№16 - С. 31 - 34.
2.Астахова В.С., Маланчук В.А., Панченко Л.М., Таран Е.В. Обоснование выбора аутотрансплантата для восстановления нижней челюсти // Ортопедия, травматология и протезирование. - Респ. Меж вед. Сб. - Киев, 1993. - Вып. 23. - С. 25 - 27.
313
3. Бойматов М.Б., Григорьян А.С., Рудько В.Ф. и др. Применение биогенного композиционного материала на основе гидроксилапатита для устранения внутрикостных полостей // Стоматология. - 1992. - № 3 - 6. - С. 51 - 52.
4. Грунтовский Г.Х., Малышкина С.В. Гидроксилапатитная керамика. Особенности взаимодействия с костной тканью // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и практического здравоохранения (труды Крымского гос. мед. универ. им. С.И. Георгиевского) - 1999. - Ч. 2. - С.127 - 129.
5. Дубок В.А., Ульянчич Н.В. Синтез, свойства и применение остеотропных заменителей костной ткани на основе керамического гидроксиапатита // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1998. - № 3. - С.26 - 30.
6. Крись-Пугач А.П., Дубок В.А., Лучко Р.В. Керамiчний гщроксилапатит -новий матерiал для юстково! пластики в дитячш та пвдл^ковш ортопеди // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2000. - № 1. - С.30 - 35.
7. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. -Москва, ОНИКС 21 век, 2004. - С. 79 - 119.
8. LeGerous R.Z., LeGerous J.P. Calcium Phosphate Biomaterials: Preparation, Properties and Biodegradation. Encyclopedic Handbook of Biomaterials and Bioengineering. 1995; Part A. V2. 1429 - 1463.
9. R.Z.Le Geros In the book: Monographs in Oral Science (ed.: H.M. Myers) Karger A.G.edition (Basel, 1991),Vol.15
10. Zhang S., Gonsalves K.E.. Preparation and characterization of thermally stable nanohydroxyapatite. J. of materials science: Materials in medicine. - 1997. - №8. - Р.25-28.
Аннотация О.В. Смурная
ДИНАМИКА ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ, КАЛЬЦИЯ И ФОСФОРА В СЫВОРОТКЕ КРОВИ ПРИ ИМПЛАНТАЦИИ ГИДРОКСИЛАПАТИТА СОБАКАМ С ПЕРЕЛОМАМИ КОСТЕЙ ТАЗА
В статье отображены результаты биохимических исследований сыворотки крови собак при использовании классической методики остеосинтеза (экстракортикальный метод )и при применении остеосинтеза с имплантацией гидроксилапатита «КЕРГАП».
Ключевые слова: переломы, кость, гидроксилапатит, собака.
Summary О^. Smurnaya.
LOUD SPEAKER OF ALKALINE FOSFATAZY, CALCIUM AND PHOSPHORUS IN WHEY OF BLOOD DURING IMPLANT OF
HYDROXYLAPATITE TO DOGS WITH FRACTURES OF PELVIS
In the article the results of biochemical researches of whey of blood of dogs are represented at the use of classic method of osteosintesis (ekstrakortical method) and at application of osteosintesis with implantant of hydroxylapatite «CERGAP». Keywords: breaks, bone, hydroxylapatite, dog.
Стаття надшшла до редакцИ 27.02.2008
314
