CC BY
15
Vestnik KazNMU №3-2020
ОРТОПЕДИЯ И ТРАВМАТОЛОГИЯ ORTHOPEDICS AND TRAUMATOLOGY
УДК 57.085.1
Создание животной модели перелома локтевой кости на фоне эстроген-зависимого остеопороза
Ф.С. Олжаев, Ю.И. Сафарова (Янцен), Б.А. Умбаев, А.К. Цой, Ш.Н. Аскарова
National laboratory Astana, Назарбаев Университет, г. Нур-Султан, Казахстан
Остеопороз - это хроническое прогрессирующее метаболическое заболевание костей, которое предрасполагает пациентов к повышенному риску переломов. В последние годы во всем мире наблюдается резкий рост травматических остеопороз-ассоциированных повреждений костей, что связано со старением населения. Остеопорозные кости отличаются от нормальных костей минеральным составом и плотностью. Опубликован ряд данных, свидетельствующих о науршениях процессов регенерации костной ткани при остеопорозе, что может иметь важное значение при оценке эффективности новых методов лечения переломов при остеопорозе, и приводит к необходимости создания новых экспериментальных моделей остеопороза и связанных с ним переломов. В этой связи, целью настоящей работы явилось создание животной модели перелома локтевой кости на фоне эстроген-зависимого остеопороза, индуцированного двухсторонней овариэктомией. В настоящем исследовании были использованны самки крыс линии Вистар, у которых в возрасте 2 месяцев была проведена двухстороння овариоэктомия (OVX). Через три месяца после начала эксперимента у животных отмечалось развитие эстроген -зависимого остеопороза, которе подтверждалось при помощи измерения плотности костной ткани. Модель перелома была выполнена путем открытого хирургического повреждения локтевой кости. Животные, не подвергавшиеся операции овариектомии служили контролем. Анализ динамики регенерации проводили путем измерения плотности костной ткани в зоне перелома и гистологическими методами. Полученные результаты показали замедленную регенерацию костной ткани у крыс с индуцированным эстроген -зависимым осеопорозм. Таким образом, разработанная модель остеотомии диафиза локтевой кости на фоне экспериментально эстроген -зависимого остеопороза может использоваться в качестве платформы с целью изучения механизмов патофизиологических изменений остеопороза и может найти свое применение при апробации различных методов лечения остеопороз -ассоциированных переломов.
Ключевые слова: остеопороз, овариектомия, регенерация костной ткани
Введение
Остеопороз - прогрессирующее возраст-ассоциированное заболевание костной системы, характеризующееся снижением массы и нарушением микроархитектоники костной ткани, приводящее к увеличению хрупкости кости и высокому риску возникновения переломов. Согласно данным ВОЗ остеопороз, наряду с сахарным диабетом, сердечнососудистыми и онкологическими заболеваниями, занимает четвертое место в мире в структуре заболеваний [1; 2]. Международная Организация по вопросам остеопороза приводит сведения о том, что в мире данным заболеванием страдают около 200 миллионов женщин (https://www.iofbonehealth.ora). Количество страдающих остеопорозом в Республике Казахстан составляет 12,50% женщин и 9,09% мужчин. В мире отмечается нарастающая динамика прогрессивного роста количества пациентов, страдающих остеопорозом, которая к началу 2050 года составит цифры трехкратного прироста числа больных и увеличением частоты остеопороз-ассоциированных переломов (ОАП) костей на 310%, а у женщин на 240% [3]. Согласно прогнозу экспертов, число больных в мире с переломами шейки бедра, вследствие остеопороза к 2025 году составит порядке 2,6 млн. человек, а летальность после ОАП возрастет до 700 тысяч случаев в год [1; 4]. На текущий момент в странах ОЭСР финансовые потери, связанные с лечением и последующей реабилитацией пациентов с ОАП являются одной из превалирующих статей расходов в здравоохранении. Так, к примеру, стоимость 1 (одного)! случая перелома кости тазобедренного сустава составляет порядка 21000 USD [4].
В настоящее время, ввиду увеличения процента травматических остеопороз-ассоциированных повреждений костей, возникающих в результате роста урбанизации,
повышении уровня производственного и бытового травматизма и старения населения, применяемые в повседневной клинической практике методы лечения переломов больных не всегда позволяют выполнить адекватную механическую фиксацию костных отломков вследствие низких механических свойств костной ткани при остеопорозе [5; 6], что вызывает необходимость поиска новых методов иммобилизации и стимуляции регенерации перелома костей на фоне остеопороза [6]. Для обеспечения адекватной регенерации костных переломов применяют ряд перспективных подходов, включающих как классические методы механической фиксации костных отломков [7], применение аутологичных костных трансплантатов, так и инновационные методы с применением факторов роста и искусственных скаффолдов [8; 9; 10; 11; 12]. Тем не менее, заживление остеопороз-ассоциированных переломов с восстановлением архитектоники кости - это сложный процесс регенерации костной ткани, зависящий от целого ряда условий [13]. Кроме того, преобладающее число научных изысканий по остеопорозу в мире направлено на совершенствование методов терапии этого заболевания с целью сохранения исходного уровня костной массы, а многие процессы регенерации костной ткани при переломе на фоне остеопороза до сих пор остаются «белыми пятнами», в сравнении с исследованиями, посвященными профилактике остеопороз-ассоциированных переломов [14]. По данных последних проведенных исследований были получены результаты, свидетельствующие о том, что процесс регенерации костной ткани на фоне остеопороза значительно отличается от здоровой, что, несомненно, требует проведения более тщательной оценки влияния новых перспективных подходов терапии остеопороз-
Вестник КазНМУ №3-2020
ассоциированных переломов [14]. В этой связи, для разработки и адекватной оценки перспективных методов терапии остеопороз-ассоциированных переломов, необходимо проведение доклинических исследований с применением наиболее адаптивных экспериментальных моделей переломов костной ткани на фоне остеопороза [15]. При выборе экспериментальной модели остеопороза исследователю необходимо учитывать тот факт, что каждая модель остеопороза имеет сильные и слабые стороны. В научной среде путем многочисленных научных изысканий для оценки эффективности методов терапии травматических повреждений костной ткани была определена так называемая «идеальная» модель остеопороза, которая должна обладать следующими свойствами: иметь сходную с человеком структуру костной микроархитектоники, минеральный состав костной ткани и уровень метаболизма; быть легко воспроизводимой в экспериментальных условиях, быть экономически целесообразной, и главное, обладать способностью наиболее точно воспроизводить патофизиологические процессы, возникающие при развитии остеопороза и остеопороз-ассоциированных переломов в человеческой популяции.
Однако, необходимо учитывать, что ни одна экспериментальная модель остеопороза в данный момент не в состоянии обеспечить адекватное и полное воспроизведение всех метаболических и функциональных нарушений, возникающих при данном патологическом процессе [16]. Таким образом, поиск новых перспективных экспериментальных моделей остеопороза и остеопороз-ассоциированных переломов является важным аспектом доклинических исследований, направленных на изучение процессов регенерации костной ткани с восстановлением физиологической архитектоники кости, возникающих в области замедленного сращения переломов при остеопорозе и схожих заболеваниях костной ткани. В связи с вышесказанным, целью настоящей работы явилось создание животной модели перелома локтевой кости на фоне эстроген-зависимого остеопороза, индуцированного билатеральной овариэктомией. Материалы и методы Животные
Экспериментальная часть работы выполнена в условиях Лаборатории биоинженерии и регенеративной медицины ЧУ «National Laboratory Astana» на 20 крысах-самках линии Вистар массой 250±20 г в возрасте 2 мес. Животных содержали в условиях вивария при 12-часовом периоде освещения, комнатной температуре 20±2°С, влажности 5070%. Кормление животных осуществляли согласно установленному рациону с применением комбикорма для лабораторных крыс и мышей. Эксперименты выполняли в соответствии с этическими нормами обращения с животными, с соблюдением рекомендаций и требований Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целя (Страсбург, 1986). Модель остеопороза
Модель остеопороза у лабораторных крыс была создана путем проведения стандартной билатеральной овариоэктомии (OVX). Билатеральная овариэктомия проводилась у самок крыс в возрасте 2 месяца. Для инициации ингаляционной анестезии животное помещалось в камеру системы газовой анестезии Harvard Apparatus с использованием 5% раствора Изофлурана при условиях 1,0 л/мин кислорода. После погружения животного в хирургическую стадию наркоза для поддержания анестезии использовали 1,5% уровень изофлурана. После трехкратной обработки операционного поля выполнялась стандартная билатеральная овариэктомия. Плотность костной ткани оценивали непосредственно перед операцией и через три
месяца после проведения овариоэктомии с помощью микроКТ I VI S SpectrumCT (PerkinElmer, USA). В течение всего эксперимента проводили визуальное наблюдение за лабораторными животными в ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде (общее состояние, поведение, аппетит, опороспособность оперированной конечности, состояние кожного покрова и мягких тканей в области операции).
Модель перелома локтевой кости
В день оперативного вмешательства животное не кормили и не поили. С целью предоперационной подготовки область операционного поля заблаговременно освобождалась от шерсти. Далее, по маркировочной линии выполнялся линейный разрез кожи в проекции локтевой кости. Тупым путем с использованием зажим типа HALSTED-MOSQUITO-DE BAKEY методом раздвигания окружающих тканей и острым путем с использованием микрохирургических ножниц методом диссекции под визуальным контролем выполняли хирургический доступ к локтевой кости. Далее с помощью кусачек осуществляли остеотомию локтевой кости. Производился контроль на инородные тела, гемостаз с послойным закрытием послеоперационной раны нитью «Лактисорб» 4-0 на атравматичной игле. Выполняли обработку послеоперационной раны 10% раствором «Бетадина». Операция выполнялась под ингаляционным наркозом с использованием раствора изофлурана. После закрытия п/о раны ингаляцию анестетика прекращали, а ингаляцию кислорода не останавливали до вывода из наркоза и окончательного пробуждения животного. Анализ костной плотности с помощью имиджера микроКТ IVIS (Caliper, USA)
Радиография и прижизненная оценка плотности костной ткани в зоне перелома проводилась при помощи аппарата микро КТ (IVIS SpectrumCT; PerkinElmer) раз в неделю. Были использованы следующие параметры микроКТ: размер вокселей 150|j, 50 кВ, разрешение 425, FOV LxWxH 12x12x13 см. Приблизительная доза составила 52 МЗв на одно сканирование. 3-мерная реконструкция и оценка плотности кости выполнялась с использованием программного обеспечения Living Image 4.3.1 (Caliper). Полученное изображение было экспортировано в формате DICOM и сохранено на жестком диске. Плотность кости определяли как оптическую плотность в объеме кости. Гистологический анализ
После выведения из эксперимента, лабораторные животные умерщвлялись путем декапитации под изофлурановой анестезией, локтевая кость отделялась от сопутствующих тканей, проводилась макроскопическая оценка материала. Для микроскопической оценки процессов регенерации в зоне сращения перелома, ткани локтевой кости поврежденной конечности были зафиксированы в 10% нейтральном растворе формалина (pH 7,2-7,4). Фрагменты костной ткани были подвергнуты предварительной декальцинации, с последующей гистологической обработкой по общепринятой технологии с заливкой в парафин. Из парафиновых блоков были изготовлены микротомные срезы толщиной 7-10 микрон с последующей окраской гематоксилином и эозином и изучением в светооптическом микроскопе ZeissAxioImager Z2 оснащенного камерой AxioCamMRc5. Статистический анализ
Полученные данные представлены в виде средней ± стандартная погрешность средней величины (Mean± SEM). Стандартные отклонения между экспериментальными группами оценивались с помощью однофакторного дисперсионного анализа (one-way ANOVA). Значения считались достоверно различными при p < 0.05. Анализ
проводился с использованием статистическом программы SigmaPlot.
Результаты исследований
Создание модели эстроген-зависимого остеопороза у лабораторных животных
Модель остеопороза у лабораторных крыс создавали путем удаления яичников (рисунок 1). Удаление яичников является причиной эстроген-зависимого остеопороза: за счет
уменьшения концентрации эстрогена уменьшается концентрация кальцитонина, что приводит к потере минеральных веществ, а в особенности кальция, и, соответственно «хрупкости кости»; другим эффектом снижения концентрации эстрогена в крови является усиление остеокластной активности. Исходя из вышесказанного, билатеральная овариоэктомия является эффективным способом создания модели остеопороза.
Рисунок 1 - Овариэктомия
Билатеральная овариоэктомия проводилась у самок крыс в возрасте 2 месяца. Операция выполнялась под ингаляционным наркозом с использованием раствора Изофлурана в концентрации 0.2-0.3% со скоростью подачи кислорода 2 мл/мин. После трехкратной обработки операционного поля выполнялась стандартная билатеральная овариоэктомия. Оценку плотности костной ткани производили непосредственно перед и на протяжении трех месяцев после удаления яичников при помощи микроКТ IVIS Spectrum (Caliper, USA). Запуск программы осуществлялся со следующими параметрами для компьютерной томографии: высота образца - 4.0 см, площадь покрытия - D. Для анализа полученных данных и получения трехмерного изображения использовали программу LivingImage, а также опцию ROI для определения костной плотности определённых участков. Оценку проводили в единицах измерения Hounsefield. У группы животных с экспериментально-индуцированным остеопорозом и у контрольной группы (без удаления яичников) определяли плотность костной ткани правой и левой верхней конечности.
Анализ динамики изменения плотности костной ткани, представленный на рисунке 2, проводили методом
соотношения финальной плотности костной ткани, измерявшейся через три месяца после проведения операции, к начальной плотности костной ткани (непосредственно перед операцией), которая приравнивалась к единице. При соотношении равному 1 - плотность костной ткани оставалась неизменной; если значение >1, значит плотность костной ткани увеличилась; если значение <1, значит плотность костной ткани уменьшилась, => активные остеопоротические процессы.
Из рисунка 2 видно, что у контрольных животных, не подвергшихся процедуре овариоэктомии, через три месяца плотность ткани незначительно повышалась (на 8%), что связано с нормальным физиологическим взрослением животных. Напротив, у прооперированных животных через три месяца после овариоэктомии наблюдалось 19%-ое достоверное снижение плотности костной ткани левой конечности и 32%-ое достоверное снижение плотности костной ткани правой конечности, что свидетельствует о развитии эстроген-зависимого остеопороза у животных этой группы.
Рисунок 2 - Анализ костной плотности у здоровых и OVX животных. Данные представлены в виде соотношения финальной плотности костной ткани (3 месяца) к начальной (до оперативного вмешательства); достоверность данных представлена тестом Стьюдента
Модель индуцированного перелома локтевой кости у крыс с остеотомией диафиза локтевой кости на фоне экспериментально эстроген-зависимого остеопороза. Модель перелома была выполнена в 2 группах животных путем открытого хирургического повреждения локтевой кости
(рисунок 3). Животные первой группы служили контролем и не подвергались операции овариоэктомии; животным второй группы остеотомию диафиза локтевой кости проводили на фоне подтвержденного эстроген-зависимого остеопороза.
Вестник КазНМУ №3-2020
Рисунок 3 - МикроКТ фотография зоны перелома локтевой кости
Для оценки динамики формирования костной мозоли у экспериментальных и контрольных животных проводили оценку плотности костной ткани в местах перелома на 4 и 24 неделе после операционного вмешательства (рисунок 4). Разницу в костной плотности высчитывали как соотношение финальной плотности (4 неделя) к начальной (на момент перелома), приравненной к единице, у каждой крысы индивидуально. Затем среднее значение было подсчитано для каждой группы и представлено на рисунке 4. При соотношении равному 1 - плотность костной ткани осталась неизменной; если значение <1, значит плотность костной ткани уменьшилась; если значение >1, значит плотность костной ткани увеличилась.
Как видно из рисунка 4, плотность костной ткани в зони перелома локтевой кости оставалась неизменной на протяжении всего эксперимента у животных, не подвергавшихся операции овариэктомии, что свидетельствует об отсутствии дегенераитвных процессов костной ткани у животных этой группы. В то же самое время, во второй группе животных, плотность костной ткани в зоне перелома снизилась на 15% на 4 неделе эксперимента, и данная динамика сохранялясь вплоть до 24 недели, что свидетельствует об отсутсвии процессов регенерации у крыс с индуцированным эстроген-зависимым осеопорозм.
Рисунок 4 - Анализ костной плотности в зоне перелома локтевой кости у здоровых и ОУХ животных. Данные представлены в виде соотношения соотношение финальной плотности (4 неделя, п=14; 24 неделя, п=9) к начальной (на момент операции остеотомии); достоверность данных представлена тестом Стьюдента
Гистологический анализ
На четвертой неделе часть крыс была выведена из эксперимента: лабораторные животные умерщвлялись путем декапитации под изофлурановой анестезией, локтевая кость отделялась от сопутствующих тканей с последующей обработкой костной ткани и проведением гистологического анализа (рисунок 5).
При гистологических исследованиях трубчатых костей у экспериментальных животных были отмечены выраженные признаки остеопороза (рисунок 5А). Также на микрофотографиях выявлялся сосудистый стаз, гемморагии, небольшие порозные каверны, линейные и поперечные
трещины. Процессы регенерации костной ткани в зоне перелома практически не выявлялись.
При проведении post-mortem анализа гистологических препаратов зоны переломы трубчатой кости у контрольных животных были отмечены солидные разрастания незрелых клеток, также выявлялись зрелые остеобласты и участки пролиферации на поверхности уже сформированных костных балок. На границе с мягкими тканями, наблюдали образование узловатых остеообразующих клеточных пролифератов по типу костной мозоли (рисунок 5Б), что свидетельствует о высокой активности процессов репаративного остеогенеза.
Vestnik KazNMU №3-2020
Рисунок 5 - Гистологический анализ костной ткани в зоне перелома: (А) Поперечный срез трубчатой кости экспериентальной группы: дистрофические изменения клеток костной ткани с признаками вакуолизации и деформации ядер; (Б) Поперечный срез трубчатой кости подопытной крысы контрольной группы. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение х200
Заключение.
Целью настоящей работы явилось создание животной модели перелома локтевой кости на фоне эстроген-зависимого остеопороза, индуцированного билатеральной овариэктомией. Полученные результаты свидетельствуют о том, что через три месяца после овариектомии у животных развивается 19%-32% снижение плотности костной ткани, что свидетельствует о развитии остеопороз-подобной патологии. Модель перелома была выполнена путем открытого хирургического повреждения локтевой кости. Анализ динамики изменения плотности костной ткани в зоне перелома и гистологические методы показали замедленную регенерацию костной ткани у крыс с индуцированным
эстроген-зависимым осеопорозм. Таким образом, полученные данные показали, что модель индуцированного перелома локтевой кости у крыс с остеотомией диафиза локтевой кости через три месяца после операции овариэктомии является перспективной с точки зрения проведения исследований с применением новых методов терапии и/или применения новых лекарственных средств для профилактики и лечения остеопороз-ассоциированных переломов, так как в некоторй степени позволяет воссоздать патологические состояния, характерные для системного остеопороза, наблюдаемые в рутинной клинической практике.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Hernlund E., Svedbom A., Ivergard M., Compston J., Cooper C., Stenmark J., McCloskey E.V., Jonsson B., Kanis J.A. Osteoporosis in the European Union: medical management, epidemiology and economic burden: A report prepared in collaboration with the International Osteoporosis Foundation (IOF) and the European Federation of Pharmaceutical Industry Associations (EFPIA) // Archives of Osteoporosis. -2013. -Vol. 8. - 1-2. - P. 136.
2 JA K. WHO Technical Report. — University of Sheffield, UK: 2007. — 66 р.
3 Gullberg B., Johnell O., Kanis J.A. World-wide projections for hip fracture // Osteoporos Int. - 1997. - Vol. 7., №5. - P. 407413.
4 Johnell O., Kanis J.A. An estimate of the worldwide prevalence and disability associated with osteoporotic fractures // Osteoporos Int. -2006. -Vol. 17., №12. - P. 1726-1733.
5 Diagnosis and treatment of osteoporotic fractures // Orthopaedic surgery. - 2009. -Vol. 1., №4. - P. 251-257.
6 Pesce V., Speciale D., Sammarco G., Patella S., Spinarelli A., Patella V. Surgical approach to bone healing in osteoporosis // Clinical Cases in Mineral and Bone Metabolism. -2009. -Vol. 6., №2. - P. 131-135.
7 Prokop A., Wollny M., Futterer N., Berner U., Volbracht J., Windolf J., Siebert H. [Operative treatment of instable osteoporotic spine fractures. A good guide in coding of diagnosis] // Der Unfallchirurg. - 2009. -Vol. 112., №9. - P. 815819.
8 Nakase T., Fujii M., Myoui A., Tamai N., Hayaishi Y., Ueda T., Hamada M., Kawai H., Yoshikawa H. Use of hydroxyapatite ceramics for treatment of nonunited osseous defect after
open fracture of lower limbs // Arch Orthop Trauma Surg. -2009. -Vol. 129., №11. - P. 1539-1547.
9 James R., Deng M., Laurencin C.T., Kumbar. S.G. Nanocomposites and bone regeneration // Frontiers of Materials Science. -2011. -Vol. 5., №4. - P. 342-357
10 Kamrani R.S., Mehrpour S.R., Sorbi R., Aghamirsalim M., Farhadi L. Treatment of nonunion of the forearm bones with posterior interosseous bone flap // J Orthop Sci. -2013. -Vol. 18., №4. - P. 563-568.
11 Jeon O.H., Elisseeff J. Orthopedic tissue regeneration: cells, scaffolds, and small molecules // Drug Delivery and Translational Research. -2016. -Vol. 6., №2. - P. 105-120.
12 An S.H., Matsumoto T., Miyajima H., Nakahira A., Kim K.H., Imazato S. Porous zirconia/hydroxyapatite scaffolds for bone reconstruction // Dental Materials. -2012. -Vol. 28., №12. - P. 1221-1231.
13 Cheung W.H., Miclau T., Chow S.K., Yang F.F., Alt V. Fracture healing in osteoporotic bone // Injury. -2016. - Vol. 47, Suppl 2. - P. 21-26.
14 Giannoudis P., Tzioupis C., Almalki T., Buckley R. Fracture healing in osteoporotic fractures: is it really different? A basic science perspective // Injury. - 2007. - Vol. 38., Suppl 1. - P. 90-99.
15 Turner A.S. Animal models of osteoporosis--necessity and limitations // European cells & materials. -2001. -Vol. 1. - P. 66-81.
16 Calciolari E., Donos N., Mardas N. Osteoporotic Animal Models of Bone Healing: Advantages and Pitfalls // Journal of investigative surgery : the official journal of the Academy of Surgical Research. -2017. -Vol. 30., №5. - P. 342-350.
Ф.С. Олжаев, Ю.И. Сафарова (Янцен), Б.А. Умбаев, А.К. Цой, Ш.Н. Аскарова ¥лттык зертхана Астана, Назарбаев Университетi, Нур-Султан, ^азакстан
ЭСТРОГЕНГЕ-ТЭУЕЛД! ОСТЕОПОРОЗДЫН, ЖАЕДАЙЫНДА ШЫНТАК СYЙЕК
Вестник КазНМУ №3-2020
СЫНУЫНЫН, ЖАН
ТYЙiн: Остеопороз - бул созылмалы прогрессивт метаболикалык сYЙек ауруы, наукастарды сыну к,аутшн, жоFарылауына бейiмдейдi. Со^ы жылдары бYкiл элемде травматикалык остеопорозбен байланысты сYЙектердiн закымдануынын кYрт eсуi байкалады, бул халыктын картаюымен байланысты. Остеопоротикалык сYЙектер калыпты сYЙектерден минералды курамы мен тыFыздыFымен ерекшеленедi. Остеопороз кезЫдеп сYЙек тiндерiнiн регенерация процестерi нашарлаFанын кeрсететiн бiркатар мэлiметтер жарияланFан, бул остеопороздаFы сыныктарды емдеудiн жана эдiстерiнiн тиiмдiлiгiн баFалауда манызды болуы мYмкiн жэне остеопороздын жэне онымен байланысты сыныктардын жана эксперименттк модельдерiн куру кажеттiлiгiне экеледi. Осыпан байланысты, бул жумыстын максаты - ею жакты овариоэктомиямен туындаFан эстрогенге тэуелдi остеопороз фонында шынтак сYЙегiнiн сынуынын жануарлар моделiн куру. Осы зерттеуде Wistar аналык егеукуйрыктары колданылды, оларFа екi айлык овариорэктомия (OVX) 2 ай жасында жасалды. Тэжiрибе
1ЫК, YЛПСIН К,¥РУ
басталFаннан кешн Yш айдан кейiн жануарлар эстрогенге тэуелдi остеопорозынын дамуы кeрсетiлдi, бул сYЙек тыFыздыFын елшеу аркылы расталды. Сыну моделi сYЙектiн ашык хирургиялык жаракатымен жасалды. Овариоэктомиядан етпеген жануарлар бакылау ретiнде пайдаланылды. Регенерация динамикасын талдау сынык аймаFында сYЙек тУшн тыFыздыFын елшеу жэне гистологиялык эдiстермен жYргiзiлдi. АлынFан нэтижелер индукцияланFан эстрогенге тэуелдi остеопорозы бар егеукуйрыктардаFы сYЙек тiндерiнiн регенерациясынын кешiгуiн кeрсетiлдi. Осылайша, эстрогенге тэуелдi остеопороз фонында ульна диафизУн остеотомиясынын моделi остеопороздын патофизиологиялык езгеру механизмдерiн зерттеуге арналFан туFырнама ретiнде колданыла алады жэне оны остеопорозFа байланысты сыныктарды емдеудiн эртYрлi эдiстерiн сынау кезiнде колдана алады.
ТYЙiндi сездер: остеопороз, овариоэктомия, сYЙек тЫдерУн регенерациясы
F.S. Olzhayev, Y.I. Safarova (Yantsen), B.A. Umbayev, A.K. Tsoy, Sh.N. Askarova ANIMAL MODEL OF ULNA FRACTURE IN EXPERIMENTALLY INDUCED OSTEOPOROSIS
Resume: Osteoporosis is a chronic aging associated progressive metabolic bone disease that predisposes patients to an increased risk of fracture. In recent years, there has been a dramatic increase in traumatic osteoporosis-associated bone injuries worldwide, associated with an aging population. Osteoporotic bones differ from normal bones in mineral composition and bone density. The literature has provided evidence of
altered fracture healing in osteoporotic bone, which may have important implications in evaluating the effects of new fracture healing treatments in osteoporosis compared to healthy bones, which, in turn, leads to the need to create new promising experimental models of osteoporosis and osteoporosis-associated fractures. In this regard, the purpose of this work was to create an animal model of an ulna fracture in the conditions of estrogen-dependent osteoporosis. In the present study, we used female Wistar rats at the age of 2 months, who underwent a
bilateral ovariectomy (OVX). Three months after the start of the experiment, the animals showed the development of estrogen-dependent osteoporosis, which was confirmed by measuring the density of bone tissue. The fracture model was performed by open surgical injury to the ulna. Animals that did not undergo OVX were used as controls. The analysis of the dynamics of regeneration was carried out by measuring the density of bone tissue in the fracture zone and by histological methods. The results obtained showed a delayed regeneration of bone tissue in rats with induced estrogen-dependent osteoporosis. Thus, the developed model of ulna diaphysis osteotomy in the conditions of experimentally induced estrogen-dependent osteoporosis can be used as a platform to study the mechanisms of pathophysiological changes in osteoporosis and can find its application in testing various methods of treating osteoporosis-associated fractures. Keywords: osteoporosis, ovariectomy, bone tissue regeneration
Финансирование:
Работа поддержана грантом АР05130075 № 0118РК01040 «Разработка и доклинические исследования способа стимулирования регенерации костной ткани при остеопороз-ассоциированных переломах на основе применения клеточной терапии адипозными мезенхимальными стволовыми клетками и синтетического остеофильного полимера».
