Введение к работе
Актуальность исследования. По оценкам различных авторов, переломы вертлужной впадины составляют 4-12% от всех переломов костей таза и относятся к тяжелым повреждениям опорно-двигательной системы (Башуров и др., 1984; Черкес - Заде, 2004). Существующие методы лечения ацетабулярных повреждений не являются оптимальными в виду недостаточности проводимых исследований в данной области, в связи с этим и большой процент осложнений (Шевалаев, 1993; Кутепов, 1995; Минеев и др., 1996). По данным литературы, экспериментальных работ, посвященных стимуляции репаративных процессов в костной и хрящевой тканях при переломах в области вертлужной впадины до сих пор не проводилось, что определяет новизну выбранной темы.
В настоящее время ведется активный экспериментальный поиск препаратов и условий, способствующих процессам восстановления хрящевой и костной тканей. К лекарственным средствам, используемым для коррекции поражения суставов при травме конечностей, относятся стероидные, нестероидные противовоспалительные препараты и хондропротективные препараты (Шитов, 1996; Насонов, 2000). Все эти препараты доказали свою эффективность (Алексеева и др. 1999; Данилевская, 2002; Кавалерский, 2008). Однако существенным недостатком является то, что их действие не направлено на стимулирование репаративных потенций хряща, и они не влияют на биомеханические и химические свойства субхондральной кости. Сейчас разрабатываются новые артропротективные лекарственные вещества на базе стимуляторов роста, таких как инсулиноподобный факторы роста І (ИФР1), инсулиноподоб-ный фактор роста II (ИФР2), трансформирующий фактор роста, эпидермаль-ный фактор роста и др., которые контролируют процессы деления и диффе-ренцировки клеток, оказывают омолаживающее действие на ткани и весь организм (Sah et all, 1994; Kotobuki et all, 2004; Kaul et all, 2006). Перспективным является использование соматомединов - низкомолекулярных посредников гормона роста, регулирующих рост и метаболизм, как хряща, так и других тканей организма (Madry et all, 2005; Clin et all, 1997; Loeser, 2000). ИФР обладают широким спектром биологического действия: стимулируют клональную экспансию и созревание хондроцитов; синтез различных специфических белков (коллагена, хондроитин сульфата, d-кристаллина и др.), а также поглощение аминокислот, а-аминомасляной кислоты, глюкозы (Goodrich et al., 2007; Liu et all., 2002). До сих пор остаются неизученными вопросы механизма действия инсулиноподобных факторов роста на артикулярные ткани в процессе физиологической регенерации и особенности действия данных факторов роста при травмах конечностей.
Таким образом, изучение инсулиноподобных факторов роста, оценка эффективности их действия на костную и хрящевую ткань при лечении переломов вертлужной впадины в условиях фиксации аппаратом наружной конструкции является обоснованным.
Цель исследования - выявить изменения в костной и хрящевой тканях отломков тазовой кости у экспериментальных животных в процессе заживления переломов вертлужной впадины и показать возможность стимуляции ре-паративного остео- и хондрогенеза при помощи низкомолекулярных неколла-геновых белков костной ткани с инсулиноподобными свойствами.
Задачи исследования:
Определить гематологические и биохимические показатели крови экспериментальных животных на различных этапах исследования при заживлении переломов вертлужной впадины.
Разработать и экспериментально апробировать препарат для внут-риартикулярного и перорального введения на основе низкомолекулярных не-коллагеновых белков костной ткани с инсулиноподобными свойствами, предназначенный для стимуляции репаративного остео- и хондрогенеза.
Оценить динамику изменения показателей крови собак с переломом вертлужной впадины после перорального и внутриартикулярного способов ведения препарата на основе соматомединов.
На основании морфологических методов исследования доказать влияние низкомолекулярных неколлагеновых белков с инсулиноподобными свойствами на репаративный остео- и хондрогенез.
Установить информативность биохимических и морфологических тестов в диагностике и контроле за эффективностью препарата с инсулиноподобными свойствами, влияющего на метаболизм костной и хрящевой тканей.
Научная новизна работы. Впервые изучено влияние неколлагеновых белков костной ткани со свойствами инсулиноподобных факторов роста на процессы физиологической и репаративной регенерации костной и хрящевой ткани при их пероральном введении. Экспериментально доказано, что используемый препарат на основе нанокомпонентов костного матрикса активизирует процессы остео- и хондрогенеза как при внутриартикулярном, так и при пероральном способах введения. Определены количественные и качественные особенности изменения биохимических и общеклинических показателей крови при пероральном и внутриартикулярном способах введения препарата с инсулиноподобными свойствами при заживлении переломов вертлужной впадины. Выявлено, что введение препарата с инсулиноподобными свойствами способствует нормализации гематологических показателей периферической крови в течении эксперимента, стимулирует сульфатирование хряща, достоверно увеличивает пролиферативную активность фибробластов, остеобластов и хонд-робластов. На основе анализа динамики восстановительного процесса в арти-кулярных тканях, морфологических и биохимических исследований, доказана эффективность действия препарата с инсулиноподобными свойствами при пероральном и внутриартикулярном способах введения на репаративный остео- и хондрогенез при заживлении переломов вертлужной впадины.
Теоретическая и практическая значимость работы. Раскрыты некоторые механизмы участия белков внеклеточного костного матрикса со свойствами соматомединов в регуляции физиологического и репаративного остеоге-неза, кроветворения. Показано, что клетками-мишенями физиологической ак-
тивности низкомолекулярных неколлагеновых белков костной ткани со свойствами инсулиноподобных факторов роста являются не только остеогенные клетки, но и клетки кроветворной и иммунной систем.
Оценена информативность ряда биохимических показателей, динамика их изменения в процессе заживления переломов вертлужной впадины после перрорального и внутриартикулярного введения препарата, обладающего ин-сулиноподобными свойствами.
Полученные в ходе исследования данные биохимических, гематологических и гистологических исследований при пероральном и внутриартикуляр-ном способах введения препарата с инсулиноподобными свойствами позволяют говорить об эффективности используемого препарата в стимуляции репара-тивных процессов в костной и хрящевой тканях.
Полученные экспериментальные данные имеют существенное значение для экспериментальной биологии, практической медицины, могут использоваться в научно-исследовательской работе и диагностической практике в морфологических, биохимических лабораториях, а также в курсах лекций по гистологии, биохимии на биологических факультетах университетов и физиологических спецкурсах, направленных на изучение адаптации, стресса и болезней.
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты работы внедрены в работу клинико-диагностической лаборатории ФГУ РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова; используются в курсе лекций по биохимии для студентов специальности «Биология» и «Химия» факультета естественных наук Курганского государственного университета,
Апробация работы. Диссертационная работа выполнена в рамках темы НИР 034/3-17 ФГУН РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова Минздравсоцразви-тия России»: № регистрации 01.2.003.16.067.
Основные положения диссертационного исследования доложены и обсуждены на Международной научно - практической конференции «Остеопороз и Остеоартроз - проблема XXI века: морфофункциональные аспекты диагностики, лечения и профилактики» (Курган, 2009 г); Четвертой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов» (Новосибирск, 2009 г); I Международной научно-практической конференции «Бекке-ровские чтения» (Волгоград, 2010 г); Всероссийской научно-практической конференции с международным «Илизаровские чтения» (Курган, 2010 г).
Основные положения, выносимые на защиту:
Заживление центрального перелома вертлужной впадины в условиях внешней фиксации аппаратом происходит в результате репаративно-го остео-, хондро- и фиброгенеза в интермедиарной части зоны сращения. Применение фиксации аппаратом обеспечивает формирование более полноценной в функциональном отношении, но не органотипической суставной выстилки.
Использование неколлагеновых белков, выделенных из костной ткани сельскохозяйственных животных, обладающих свойствами инсулинопо-
добных факторов роста, обеспечивает возможность активной стимуляции процессов репаративной регенерации костной и хрящевой ткани при заживлении переломов вертлужной впадины.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 публикации, в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследований и обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка литературы, включающего 226 работ (из них 116 отечественных и ПО - зарубежных). Изложена на 128 страницах машинописного текста, иллюстрирована 40 рисунками и 10 таблицами.
Похожие диссертации на Влияние инсулиноподобных факторов роста на репаративный остео- и хондрогенез при заживлении переломов вертлужной впадины : экспериментальное исследование
