CC BY
44
УДК 619:617-073.75:636.7:611.018.4
Андр1ець В.Г., к.вет.н., асистент © E-mail: [email protected]
БшоцертвсъкийНАУ, м. EinaЦерква, Украгна
КЛ1Н1КО-РЕНТГЕНОЛОГ1ЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ТА ЦИТОК1НОВА
РЕГУЛЯЦ1Я РЕПАРАТИВНОГО ОСТЕОГЕНЕЗУ У ВИПАДКУ
1НТРАМЕДУЛЯРНОГО ОСТЕОСИНТЕЗУ KICTOK У СОБАК
У дослгдженнях представлено клшчт та рентгенолог1чш особливост1 перебкурепаративного остеогенезуу випадку ттрамедулярного остеосинтезу трубчастих теток у собак. На основi iмуноферментного анал1зу дослгджено динамгку eMicmy в сироватщ xpoei IL-1fi, IL-10 TNF-a та встановлено гг певт законом1рност1 впродовжрепаративного остеогенезу.
Встановлено, що класичний штрамедулярний остеосинтез клт\чно супроводжуетъся яскраво вираженою та доситъ тривалою запалъно-регенеративною фазою остеогенезу, що у быъшост1 тварин супроводжуетъся регенеращею Kicmox за вторинним натягом, шляхом формування масивног пер1осталъногреакцИ.
Поряд з цим каскадт мехатзми синтезу Mediamopie запалення, в тому числ1 i прозапалъних ттерлейкшв, зумовлюютъ стшке тдвищення i'x концентрацИ в сироватщ кровi протягом всъого запалъно-регенеративного nepiody та дисбаланс i'x антагошстичних систем, що в цыому призводитъ до дисрегенерацИ i подовжуетривал1стъ консолгдацггкгсток.
Ключое1 слова: переломи юсток, штрамедулярний остеосинтез, цитоюни, собаки.
УДК 619:617-073.75:636.7:611.018.4
Андриец В.Г.
БелоцерковскийНАУ, г.. Киев, Украина
КЛИНИКО-РЕИТГЕНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ЦИТОКИНОВАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РЕПАРАТИВНОГО ОСТЕОГЕНЕЗА В СЛУЧАЕ ИНТРАМЕДУЛЛЯРНОГО ОСТЕОСИНТЕЗА КОСТЕЙ У
СОБАК
В исследованиях представлены клинические и рентгенологические особенности течения репаративного остеогенеза в случае интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей у собак. На основе иммуноферментного анализа исследовано IL-1fi, IL-10 TNF-a и установлены определенные закономерности их динамики в периодрепаративного остеогенеза.
Исследованием установлено, что классический интрамедуллярный остеосинтез клинически сопровождается ярко выраженной и достаточно длительной воспалительно-регенеративной фазой остеогенеза, что у большинства животных сопровождался регенерацией костей по вторичному натяжению, путем периосталънойрепарации.
© Андр1ець В.Г., 2014
27
Наряду с этим, каскадне механизмы синтеза медиаторов воспаления, в том числе и провоспалителъных интерлейкинов, обусловливают стойкое их повышение в сыворотке крови в течении всего воспалительно-регенеративного периода и дисбаланс их антагонистических систем, что в целом нарушает репаративный остеогенез и продлевает продолжительность консолидации костей.
Ключевые слова: переломы костей, интрамедуллярный остеосинтез, цитокины, собаки.
UDC 619:617-073.75:636.7:611.018.4
Andriiets V.
CLINICAL AND RADIOLOGICAL CHARACTERISTICS AND CYTOKINE REGULATION OF REPARATIVE OSTEOGENESIS IN CASE OF BONE INTRAMEDULLARY OSTEOSYNTHESIS IN DOGS
In the studies presented clinical and radiological features of the reparative osteogenesis in case of intramedullary osteosynthesis of long bones in dogs. It was investigated the IL-1fi, IL-10 and TNF-a by ELISA-method, and established certain aspects its dynamics at reparative osteogenesis.
The study found that intramedullary osteosynthesis clinically following by a distinct and rather prolonged inflammatory phase of bone regeneration. At thise time bone regeneration accompanies by periosteal repair throught calus formation.
In addition, the inflammatory mediators, including pro-inflammatory interleukines, determine their increasing in blood serum throughout repair period. It leads to imbalance of antagonistic systems, which generally gives dysregeneration and prolongs bone consolidation.
Key words: fractures, intramedullary osteosynthesis, cytokines, dog.
Вступ. nepe6ir адекватного репаративного остеогенезу можливий лише за умов забезпечення функционально! стабшьносп уламюв ккток, оптим1заци бюлопчних умов для консолщацп перелому та зниження загально! травматичное^ оперативного доступу. У зв'язку з цим групою дослщниюв-ортопед1в на чол1 з М. Мюллером ще у 1958 рощ було розроблено основш положения та принципи остеосинтезу, який отримав назву згщно з абрев1атурою ще! групи дослщниюв - АО-остеосинтез (Arbeitsgemeinschaft fur Osteosynthesefragen - АО в шмецькш транскрипци та Association for the Study of Internal Fixation - ASIF в англшськш). До основних положень АО-остеосинтезу належать: анатом1чна репозищя уламк1в исток, стабшьна внутршня фжеащя, атравматична xipypri4Ha техшка, ранш рухи без зовшшньо! ¿ммобтзаци [1].
У зв'язку з цим значну увагу дослщники придшяють саме удосконаленню та розробщ нових метод1в стабшьно! фжеаци юсток [2-5].
Водночас, одшею з бюлопчних особливостей репараци kIctkoboi тканини е И тривала запально-регенеративна фаза, що за умов нестабильно! фжеаци чи послабления металоконструкцш зумовлюе ризики розвитку незрощення. При цьому тривала персистенщя в кров1 мед1атор1в запалення може чинити
28
негативный вплив на процес загоення на р1вш цитокшово! регуляцп [6]. Одними з таких е штерлейюни, яю вадграють важливу роль у регуляци остеогенезу та представлен!, головним чином, двома трупами, що опосередковують резорбцш чи регенерацш кютково! тканини.
За даними медико-бюлопчних дослщжень [7, 8], таи цитокши як штерлейюн-1а (ГЬ-1а), ГЬ-1Р, ГЬ-6, ГЬ-7 та фактор некрозу пухлин-а (ЮТ-а) прямими чи непрямими мехашзмами стимулюють остеокласти, посилюючи резорбцш юстково! тканини, тод1 як штерферон-Р (ГБ^Р), №N-7, ГЬ-3, ГЬ-4, ГЬ-10, ГЬ-12, ГЬ-13 самост1йно чи разом з ГЬ-18 пригн1чують остеокластогенез, активуючи регенерацш к1сток.
У в1тчизнян1й ветеринарн1й х1рурги досл1дники прид1ляли увагу рол1 системи гемостазу [9], оксиду азоту [10], гострофазних 61лк1в [11], м1нерального обм1ну [12] за репаративного остеогенезу, а також !х фармаколог1чно! корекц11. Поряд з цим розробляються методи локально! оптим!заци к!стково! репарац!! композитними матер!алами [13, 14], наночастками метал!в [15], а також лазерно! корекц!! [16, 17]. Проте лише останн!м часом у св!товш л!тератур! почали з'являтися поодинок! пов!домлення [6, 18] щодо участ! ¿мунних фактор!в захисту, включно з циток!нами, у процесах остеогенезу.
Отже, нараз! е досить актуальним питания вивчення рол! циток!н!в за репаративно! регенерац!! к!сток.
Мета роботи - дати кл!н!ко-рентгенолог!чну оц!нку та обгрунтувати циток!новий вплив на переб!г репаративного остеогенезу за ¿нтрамедулярного остеосинтезу к!сток у собак.
Матер1ал та методи. Дослщження проводилися на собаках (п=12)з переломами довгих трубчастих исток, як! потрапляли для л!кування в х!рурпчну кл!н!ку Б!лоцерк!вського НАУ. Д!агноз встановлювали за кл!н!чними та рентгенолопчними ознаками. Х!рург!чне л!кування перелом!в полягало у проведенн! ¿нтрамедулярного остеосинтезу титановими штифтами. Анестез!олог!чне забезпечення зд!йснювали за допомогою пров!дниково! анестез!! плечового сплетшня (у випадку проведения операц!! на кктках передпл!ччя та плеча) чи епщурально! анестез!! (операц!! на кктках тазово! к!нц!вки) 2% розчином лщокашу у доз! 6 мг/кг, за попередньо! седац!! тварин ацепромазином (1 мг/кг) та ксилазином (2 мг/кг).
У шсляоперацшний пер!од пац!ентам призначали антиб!отикотерап!ю цефт!окл!ном. За хворими собаками вели клмчш спостереження, проводили рентгенод!агностику (10-, 30-, 60-а доба) та вщбирали венозну кров для отримання сироватки кров! до операц!!, на 1-, 3-, 10-, 30- та 60-у добу, в якш визначали основн! прозапальн! (ГЬ-1Р, TNF-a) та протизапальш (ГЬ-10) циток!ни наборами ф!рми «Цитокин» (Санкт-Петербург).
Результати досл1джень та Тх обговорення. У досл!дження ув!йшли собаки з переломами к! сток стило- та зейгоподш. Рентгенолог!чна
29
характеристика подана на приклад! тварини з найбшьш характерними для бшьшост1 дослщжуваних собак ознаками.
Травми шсток у собак характеризувалися, головним чином, р1знотииовими закритими д1аф1зарними переломами (рис. 1-4). Загальний стан таких пащенпв був пригшченим, з температурою тша в межах 39,5-39,7 °С. Вщм1чалася кульгавкть змшаного типу, набряк, болючють, патолопчна рухлив1сть у дшянщ стегна та креттащя юсткових уламюв.
Упродовж перших 3-х д1б шсля остеосинтезу в тварин вщм1чали виражеш ознаки запалення - болючкть та набряк м'яких тканин у дшянщ перелому, яш машфестувалися до 5-1 доби. При цьому тварини майже не опиралися на травмовану юнщвку.
Рис. 1 - Рентгенограма косого Рис. 2 - Рентгенограма поперечного д1аф1зариого перелому плечовоУ перелому д1аф1за променевоУ кктки кчсткн у собаки у собаки
30
Рис. 3 - Рентгенограма поперечного д1аф1зарного перелому стегновоУ кктки у собаки
Рис. 4 - Рентгенограма косого д1аф1зарного перелому стегновоУ кчсткн у собаки
■
Рис. 5 - Рентгенограма стегновоУ кчсткн собаки контрольно*! групи на 10-у добу шсля остеосинтезу
Рис. 6 - Рентгенограма стегновоУ кчсткн собаки контрольно*! групи на 30-у добу шсля остеосинтезу
31
На 10-у добу, поряд з повною ештел1защею операцшних ран, ще вщм1чався набряк та болючкть. Пащенти обер1гали кшщвку та обережно опиралися на не!. При пальпаци вщчувалася масивна юсткова мозоля. Рентгенолопчно у цих тварин (рис. 5) констатували суттеву реакцш з боку периосту, в деяких з них вщм1чалася типова для розвитку остеом1ел1ту секвестрацшна коробка (показано стршками), проте без наявного в нш ексудату. Кшщ уламив исток були в сташ л1зису, а лш1я перелому не бшьшою за 1 мм.
На 30-у добу теля остеосинтезу в окремих собак ще була пом1тна кульгавкть отрно! юнщвки, при пальпаци вщчувалося значне розростання юстково! мозол1, а також болюч1сть. У бшьшост1 тварин рентгенолопчна картина (рис. 6) характеризувалася масивною перюстальною реакщею не лише в зот перелому, а по веш довжиш д1аф1за (показано бшими стршками). Кютков1 уламки мали консолщований вигляд лише в дшянщ проксимально! кортикально! пластинки. Секвестрацшна коробка була в стади осифжаци, проте в зош перелому рентгенолопчно вона не мала цшено! в!зуал1заци (показано чорною стршкою), у зв'язку з чим екстракцш фжеатора вщклали на шзшш1 термши.
На 60-у добу у собак клмчно вщм1чалася незначна кульгавкть отрно! юнщвки, а юсткова мозоля рентгенолопчно (рис. 7) мала ознаки стади ремоделювання, що евщчить про вторинний натяг загоення истки через етап формування перюстально! мозолг У цей перюд, теля анал1зу рентгенограми, було видалено фкеатор.
Рис. 7 - Рентгенограма стегновоУ юстки собаки контрольно*! групи на 60-у добу теля остеосинтезу
32
Отже, класичний штрамедулярний остеосинтез клмчно супроводжуеться яскраво вираженою та досить тривалою запально-регенеративною фазою остеогенезу, яка прямо впливае на тип та яюсть шсткового регенерату, а також термши консолщацп уламшв. 3 шшого боку, х1рурпчне л1кування перелом1в трубчастих шсток у собак методом типового штрамедулярного остеосинтезу у бшьшост1 тварин супроводжуеться регенеращею юсток за вторинним натягом, шляхом перюстально! репараци, що, очевидно, зумовлено пригшченням ендоостального остеогенезу у зв'язку компреаею з боку фшсатора, що е одним з недолшв даного виду остеосинтезу.
Основш кшшчш аспекти репаративного остеогенезу також пояснюються певними законом1рностями динамжи основних прозапальних та протизапальних цитоюшв на р1зних етапах регенераци трубчастих шсток у собак. Зокрема, починаючи з першо! стад и - запалення (1-3-я доби), у сироватщ кров1 травмованих собак законом1рно пщвищуються р1вш основних прозапальних цитошшв - ГЬ-1Р та ТКР-а (рис. 8, 9). Разом з тим 1х персистенщя у кров1 вщм1чаеться на високих р1внях й протягом наступних еташв регенераци шстки. Так, максимальний р1вень ТКБ-а спостершаеться на 10-у, а ГЬ-1Р - на 30-у добу теля травми, причому останнш вдв1ч1 (р<0,01) перевищував показники юишчно здорових тварин.
1
II
Юшично 1-а доба 3-я доба 10-а доба 30-а доба 60-а доба здоров)
Рис. 8 -Р1вень 1Ь-1р в сироватщ кров1 собак у динам1щ репаративного остеогенезу
Враховуючи потужну флогогеншсть даних цитокшш, а також апоптичш ефекти ТКР-а, е очевидним те, що 1х тривала персистенщя фактично подовжуе в чаЫ фазу запал ення, за яко! переважають процеси катабол1зму та резорбци
33
кктково! тканини. При цьому пом1тно, що зниження активное^ зазначених прозапальних цитоюшв вщбуваеться досить повшьно I !х надм1рна кшьюсть ще виявляеться на стад1ях реоргашзаци та перебудови кютково! мозол1 (30-60 доби).
3 шшого боку, иосилений синтез прозапальних цитоюшв затримуе прояв адекватно! реакци з боку системи протизапальних штерлейюшв, одним з яких е штерлейюн-10. Останнш, за нашими даними (рис. 10), досягае максимально! активное^ лише на 30-у добу (пщвищуеться в 1,3 раза, р<0,05), з поступовим зниженням у подальшому. Такий дисбаланс м1ж прозапальною та протизапальною ланками цитоюшв затримуе послщовш процеси репаративного остеогенезу на етапах формування остеобласт1в, осюльки ГЬ-10 належить до числа штерлейюшв, яю стимулюють остеобластогенез та, вщповщно, регенеративний потенщал юстково! тканини [19].
10
9 п
п
Кшшчно здоров! 1-а доба 3-я доба 10-а доба 30-а доба 60-а доба
Рис 9. - Р1вень TNF-a в сироватщ кров! собак у динам1щ репаративного
остеогенезу
Таким чином, каскадш мехашзми синтезу мед1атор1в запалення, в тому числ1 I прозапальних штерлейюшв, зумовлюють стшке !х пщвищення в сироватщ кров1 собак з переломами трубчастих кюток протягом всього запально-регенеративного перюду та дисбаланс !х антагошетичних систем, що в цшому порушуе репаративний остеогенез I подовжуе тривалкть консолщаци юсток.
34
Рис 10. Р1вень IL-10 в сироватщ кров1 собак у динам1щ репаративного
остеогенезу
Враховуючи, що штерлейкши е ¿мунозалежними цитоюнами, яю, в тому числ1, беруть участь у регуляцп остеогенезу, на даний час виникае необхщшсть оптим1зацп процеЫв kîctkoboï регенерацп не лише на píbhí корекцп запального процесу, а й ¿мунно! системи.
Висновки. 1. Класичний 1нтрамедулярний остеосинтез трубчастих kíctok у собак супроводжуеться потужною та тривалою запально-регенеративною фазою остеогенезу, яка nepe6irae переважно за вторинним натягом шляхом добре виражено! пер1остально1 репараци.
2. Репаративний остеогенез трубчастих kíctok у собак за штрамедулярно1 ïx ф1ксац11 характеризуеться ст1йкою персистенц1ею прозапальних u;htokíhíb у сироватц1 кров! та дисбалансом ïx антагошстичних систем, як1 гальмують регенерац1ю kíctkh на етат остео1ндукц11 та сиов1льнюють ироцес консолщаци kíctok.
Л1тература
1. Johnson A. AO Principies of Fracture Management in the Dog and Cat / A. Johnson, J. Houiton, R. Vannini. - Switzerland, Ciavadeierstrasse: AO Pubiishing, 2005. - 529 p.
2. Шевцова В.И. Метод чрескостного остеосинтеза / Шевцова В.И., Шрейнер А.А., Попова Л.А. // Ветеринария. - 2000. - № 2. -С. 56-60.
3. Петренко О. Ф. Рацюнальт методи остеосинтезу та стимуляцАя репаративного остеогенезу у тварин: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня докт. вет. наук : спец. 16.00.05 „Ветеринарна хАрургАя" / О. Ф. Петренко - Бша Церква, 2002. - 34 с.
35
4. Сухонос В. П. Остеосинтез при переломах плечово! юстки в дшянках дистального метаф1зарного хрящау собак / В. П. Сухонос // Вет. мед. Украши. -2005. - № 2. - С. 29-31.
5. Сахно Н. В. Оценка способов фиксации отломков трубчатых костей при косых переломах // Актуальные проблемы диагностики, терапии и профилактики болезней домашних животных - Мат-лы международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию факультета ветеринарной медицины ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки», 21-22 сентября 2006. - Воронеж, 2006. - С. 255258.
6. Бердюгина О.В. Иммунологический мониторинг замедленного костеобразования / О.В. Бердюгина, К.А. Бердюгин // Цитокины и воспаление. -
2010. - Т.9, №1. - С. 66-70.
7. Proinflammatory cytokine (TNF/IL-1) induction of human osteoclast formation / O. Kudo, Y. Fuzikawa, I. Itonaga, A. Sabokbar et al. // J. Pathol. - 2002.
- Vol. 198. - P. 220-227.
8. Interplay between interferon and other cytokine systems in bone metabolism / H. Takayanagi, K Sato, A. Takoaka, T. Taniguchi // Immunol. Rev. - 2005. - Vol. 208. - P. 181-193.
9. Пустов1т P.B. Гемостаз та його корекщя при переломах трубчастих к1сток у собак :автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. вет. наук: спец. 16.00.05 „Ветеринарна х1рурпя" / Р.В. Пустовп-. - Бша Церква, 2008. - 22 с.
10. Рубленко М.В. Патогенетична роль оксиду азоту в умовах запально-репаративного процесу при переломах трубчастих исток у собак та йогокорекщя 1муном-депо / М.В. Рубленко, B.C. Шаганенко// Бюлопя тварин. -
2011. - Т. 13, № 1-2. - С. 340-346.
11. Срошенко О.В. Бшки гостро! фази i маркери сполучно! тканини за репаративного остеогенезу та його фармаколопчна корекщя в собак : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. вет. наук: спец. 16.00.05 „Ветеринарна х1рурпя" / О.В. Срошенко. - Бша Церква, 2013. - 22 с.
12. Дорощук В.О. Стимулящя репаративно! регенерацп юстково! тканини у собак :автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. вет. наук : спец. 16.00.05 „Ветеринарна х1рурпя" / В.О. Дорощук. - Бша Церква, 2004. - 19 с.
13. Смурна О.В. Застосування екстракортикального остеосинтезу та гщроксилапатиту "КЕРГАП" при переломах клубово! к1стки у собак: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. вет. наук: спец. 16.00.05 „Ветеринарна х1рурпя" / О.В. Смурна - Бша Церква, 2009. - 20 с.
14. Semenyak S. Prospects of use of biocomposite materials for comminuted fractures of tubular bones in dogs / S. Semenyak // Ветеринарна медицина Украши.
- 2014. - №9. - С. 27-29.
15. Телятшков А.В. .Шкування вщкритих перелом1в трубчастих юсток у собак за допомогою наночасток метал1в / А.В. Телятшков // Науковий вкник вет. медицини. - Бша Церква, 2014. - Вип. 13 (108). - С. 252-254.
36
16. Бший Д.Д. Вплив аутокров1, опромшено! лазером, на nepeôir регенеративних процеав при штрамедулярному остеосинтез1 у др1бних тварин: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. вет. наук: спец. 16.00.05 „Ветеринарна х1рурпя" / Д.Д. Б1лий - Харюв, 1998. - 20 с.
17. Кшвська Г.В. Вплив низькоштенсивного 1нфрачервоного лазерного випром1нювання на репаративш процеси при переломах kîctok у собак : автореф. дис. на здобуття. наук. ступеня канд. вет. наук : спец. 16.00.05 „Ветеринарна х1рурпя" / Г.В. Кшвська - Кшв, 2007. - 20 с.
18. Immunoregulation of bone remodelaing / A. Singh, B. Mehdi, R. Srivastava, N. Verma // Internat. J. Crit. Ill. Injury Sci. - 2012. - Vol.2, Iss.2. - P. 75-81.
19. Owens J.M. IL-10 modulates formation of osteoclats in murine hemopoietic cultures / J.M. Owens, A.C. Gallagher, T.J. Chambers // J. Immunol. -1996. - Vol. 157, №2. - P. 936-940.
Рецензент - д.вет.н., професор Сл1вшська Л.Г.
37
