Диссертация: Экспериментальное обоснование влияния бисфосфоната на репаративный остеогенез у животных

Актуальность проблемы Проблема замещения и восстановления поврежденной костной ткани остаётся одной из актуальных в области ветеринарной травматологии (Анников В.В., 2013, Ватников Ю.А.,2012) . Особую значимость для её решения приобретает поиск эффективных лекарственных средств для активации репаративных процессов. В хирургической практике, необходимость замещения костных дефектов и полостей возникает при лечении целого ряда заболеваний, связанных с патологией костной ткани. Сюда можно отнести механические травмы и переломы, замедленную консолидацию, опухоли, ложные суставы, инфекционные и постинфекционные изменения, дефекты после оперативных вмешательств. Травматическое повреждение кости приводит как к локальному, так и к системному снижению минеральной плотности костной ткани, поэтому зачастую существует необходимость дополнительной коррекции остеорегенерации (Корж Н.А., 2006). Среди заместительных материалов “золотым” стандартом остаются аутотрансплантаты (Дюльгер П.Г., Ягников С.А.,2013). Однако возможности получения их в достаточном количестве для замещения обширных костных дефектов весьма ограничены. В этой связи поиск заменителей, способных составить достойную альтернативу аутотрансплантатам, продолжается. В настоящее время применение препаратов, стимулирующих регенерацию костной ткани, имеет важнейшее значение наряду с проведением хирургического вмешательства (Козлов Н.А.,2002, Самошкин И.Б.,2007). Номенклатура таких препаратов в настоящее время чрезвычайно мала, а эффективность многих из них еще требует дополнительных исследований. Одним из механизмов решения проблемы является применение для костной пластики, совместно с металлическими имплантатами или, независимо от них, комплексных соединений, содержащих ряд минеральных компонентов, стимуляторов функции остеобластов (Ахтямов И.Ф., 2017; Федоров А.И., 2014). Авторами патента RU 2248210 (Девятов Ф.В.,2003) разработано комплексное соединение на основе этидронатов ионов лантаноидов и кальция, для лечения животных с переломами костей разной степени сложности.
Цель настоящего исследования - оценить влияние и эффективность препарата, содержащего этидронаты ионов лантаноидов и кальция на репаративную регенерацию костной ткани при локальных дефектах кости в условиях индуцированной травмы. Для реализации цели необходимо решение ряда конкретных задач: 1. Установить динамику клинических показателей, морфологических и биохимических показателей крови экспериментальных животных при введении в зону травмы препарата на основе лантанид ионов и ионов кальция; 2. Выявить рентгенографические особенности стадийности формирования костного регенерата в зоне круглого дефекта и представить его денситометрические показатели; 3. На основании результатов морфологических исследований представить этапную количественную оценку состояния тканей в зоне индуцированной травмы; 4. Установить структурное состояние регионарных лимфатических узлов у экспериментальных животных при введении препарата на основе этидронатов ионов лантаноидов и кальция.
Научная новизна Установлены остеоиндукционные свойства препарата, содержащего этидронаты ионов лантаноидов и кальция при его локальном инъекционном введении экспериментальным животным. Экспериментально подтверждено, что препарат не оказывает токсического влияния на организм, и при введении в зону травмы не вызывает острых воспалительных процессов в тканях. Локальная его инъекция сопровождается стабильностью уровня ферментов в сыворотке крови, таких как щелочная фосфатаза, аланинаминотрансфераза (АлАт), аспартатаминотрансфераза (АсАт), амилаза, гамма-глутаминтрансфераза, показателей нефротоксичности (креатинин, мочевина). Количественная денситометрия позволила выявить, что введение этидронатов ионов кальция и лантаноидов в индуцированный асептический дефект кортикальной пластины обеспечивает на ранних(первые 7 суток) сроках формирование костного регенерата с большей, чем в группе сравнения, структурной плотностью. Морфометрическими исследованиями доказано, что введение препарата позволяет снизить интенсивность воспалительной реакции в зоне травмы, что способствует более раннему формированию грануляционной ткани с последующим образованием ретикулофиброзной и пластинчатой кости, закрытию дефекта.
Теоретическая и практическая значимость работы На основании комплексного методического подхода, включающего экспериментально-хирургические, клинико-морфологические, гематологические, биохимические исследования, научно обоснованы положения о возможности прогнозирования репаративной регенерации тканей в области локального дефекта большеберцовой кости при введении препарата, содержащего этидронаты лантанид-ионов и кальций. Выявленное отсутствие токсического влияния исследуемого препарата на организм позволило разработать алгоритм оценки состояния кости и параоссальных тканей, базирующийся на результатах морфологических исследований и компьютерной денситометрии костного регенерата. Экспериментально подтверждена эффективность использования препарата для индукции репаративного остеогенеза. Полученные данные расширяют представление о клинико-морфологических изменениях в организме животных при костной травме и репаративном остеогенезе в условиях применения бисфосфонатов с лантанид-ионами, открывая новые возможности для научно обоснованного подхода к применению препарата, в качестве локального активатора остеорепарации.
Методология и методы исследования Научное обоснование репаративного остеогенеза при введении препарата на основе ионов лантаноидов и кальция обусловило использование комплексного подхода к изучаемой проблеме, включающего использование классических и современных методов исследования: экспериментально-хирургический, клинический, гематологический, биохимический, классическая рентгенография, рентгеновская компьютерная томография и световая микроскопия гистологических срезов.
Положения, выносимые на защиту 1. Морфометрические, морфологические, рентгенографические характеристики (показатели) костного регенерата – объективные критерии для научного подхода к оценке его структурно-функционального состояния. 2. Этидронаты лантанид-ионов и кальций способствуют активной репаративной перестройке зоны дефекта с преобладанием остеогенеза, протекающего по десмальному типу. 3. Томоденситометрия в этапной оценке зрелости остеорегенерата как прогностический критерий течения репаративного процесса.
Степень достоверности и апробация результатов исследования В основу работы положен анализ результатов комплексного исследования, выполненного на 36 кроликах. Использовали экспериментально-хирургический, гематологический, биохимический, рентгенографический и морфологический методы исследования. Полученные цифровые данные были подвергнуты статистической обработке. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: - II Международном Ветеринарном Конгрессе «VETIstanbulGroup-2015», г. Санкт-Петербург, 7-9 апреля 2015 года; Международной научной конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Занятия молодых для развития ветеринарной медицины и АПК страны», г. Санкт-Петербург, 20-21 ноября 2015 года; VI Всероссийской межвузовской конференции по ветеринарной хирургии, г. Москва, 24-25 ноября 2016 года; XXII Международной научно-практической конференции «Современные тенденции развития науки и технологий», г. Белгород, 31 января 2017 года; Международной научно практической конференции «Современные направления инновационного развития ветеринарной медицины, зоотехнии и биологии в интересах развития агропромышленного комплекса», г. Казань, 25-26 мая 2017 года; Пироговском форуме с международным участием «Хирургия повреждений, критические состояния. Спаси и сохрани», г. Москва, 25-26 мая 2017 года; VI Евразийском конгрессе травматологов-ортопедов, г. Казань, 24-26 августа 2017 года. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, из них 8 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Личный вклад автора и выполнение работы Диссертантом самостоятельно проведен аналитический обзор литературы по изучаемой проблеме, выполнены морфологические, рентгенографические исследования. Проведены экспериментальные исследования, связанные с оперативными вмешательствами и послеоперационной реабилитацией животных. Обобщены, проанализированы и статистически обработаны полученные данные. При этом часть научных трудов опубликована в соавторстве с Ахтямовым И.Ф., Цыплаковым Д.Э., Бойчуком С.В. Справка, представленная в диссертационный совет, подтверждает, что их данные в диссертации не использованы.
Объем и структура работы Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста (без учета приложений) и состоит из следующих глав: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты исследований и их обсуждение, заключение, сведения о практическом использовании полученных результатов, список литературы, который включает 250 источников, в том числе, 214 отечественных и 36 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 73 рисунками и 33 таблицами