Введение к работе
Актуальность темы. Особенности технологического содержания животных в условиях специализированных комплексов в определенной степени увеличили уровень травматизма. По данным Ю.А. Ватникова (2004), количественный показатель травм в 2000-2003 г.г. составил от 18 до 26 % всей хирургической патологии. По данным И.И. Логинова (2011) частота травм, среди животных в ветеринарной хирургической патологии, составляет от 15% до 20%. Большая часть, приходится на травмы конечностей и составляет 65-70 %, травмы головы составляют 17-20 % и травмы груди 8-13 %.
Закрытые травмы груди в ветеринарной медицине занимают 3-е место после повреждения конечностей, и травм в области головы. Статистические данные свидетельствуют, что от 60 до 70%. при закрытых травмах груди составляют переломы ребер. Нужно отметить, что повреждение грудной клетки и органов груди принадлежат к категории особенно тяжелых травм, так как гибель часто наступает не от разрушения органа, а от вызванных травмой нарушений дыхания и кровообращения (Плечев В.В., 2003). Поэтому, разработка новых способов оптимизации репаративной регенерации пластинчатой костной ткани с целью снижения нежелательных последствий остается актуальной проблемой, для ветеринарной хирургии.
Наибольший интерес для стимуляции репаративного остеогенеза, при различных костных патологиях представляют мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК) костного мозга, для которых показана способность к направленной дифференцировке в остеогенном и хондрогенном направлении (ВВ. Ступак, В.В. Останин, М.Ю. Сизов, Е.Р. Черных 2006г., D.C. handa 2010 г.)
Трансплантационный репаративный остеосинтез, по мнению многих исследователей, является наиболее перспективным и находится на стыке науки так, как введенные в область повреждения (мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки) под действием микроокружения вырабатывают все необходимые факторы регуляции остеогенеза, могут дифференцироваться в остеобласти и вырабатывать вещества внеклеточного костного матрикса. ( А.С Теплягин, Н.И. Чупикова, С.З. Шарифуллина и др. 2006; С.З. Шарифуллина 2006; С.В. Тимофеев 2006; А.С. Тепляшин 2007; Т.Х. Файхундинов, Д.В. Голыштейн, А.А. Кулаков и др. 2005; В.И. Селедцов, С.С. Рабинович, Э.А. Кыщенко 2006; Р.А. Мусина, Е.С. Бекчанова, Г.Т. Сухих 2005; С.П. Миронов, Денисов-Никольский и др. 2005; Р.В. Деев 2006; Р.В. Деев, А.А. Исаев, А.Ю. Кочиш, Р.М. Тихилов 2007; А.С. Григорян, Р.В. Деев, П.В. Кругляков и др. 2010; И.П. Савченкова, Л.Н.Эрнст, М.И. Гулюкин 2010; Б.В. Уша и др. 2012).
Таким образом, актуальность рассмотренной выше проблемы, по выявлению наименее реактивного способа фиксации при остеосинтезе ребер и воздействию мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток на репаративный остеогенез, представляется нам важным и перспективным направлением, а отсутствие доступной как зарубежной так отечественной литературы по данной теме в ветеринарной медицине, побудили нас выполнить настоящее исследование.
Цель исследования – изучить морфофункциональные изменения в организме животных при остеосинтезе ребер с помощью различных хирургических методов. Выявить закономерности структурной и функциональной организации репаративного остеогенеза при трансплантации алогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток и пунктата аутогенного костного мозга в области дефекта ребер грудной клетки в эксперименте и провести сравнительную оценку их репаративного потонциала.
Задачи исследования.
-
Изучить морфофункциональные изменения в организме животных при остеосинтезе ребер с помощью различных хирургических методов и провести сравнительный анализ по выявлению наименее реактивного способа фиксации.
-
Изучить морфофункциональные и структурные изменения в организме животных при репаративном остеогенезе ребер в различные сроки после введения аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток.
-
Изучить морфофункциональные и структурные изменения в организме животных при репаративном остеогенезе ребер в различные сроки после введения пунктата аутогенного костного мозга.
4. Изучить закономерности структурной и функциональной организации репаративного остеогенеза при трансплантации аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток и пунктата аутогенного костного мозга.
Научная новизна.
Впервые в ветеринарной практике проведен сравнительный анализ процесса остеогенеза остеосинтеза ребер с помощью различных хирургических методов и дано научное обоснование для выбора наименее реактивного способа фиксации. Показано, что остеосинтез обуславливает необходимость постоянного лабораторного контроля над послеоперационным течением процесса у животных. Разработаны алгоритмы лабораторного контроля над остеогенезом и показано, что оценка посттравматических сдвигов, активности и стадий остеогенеза может быть осуществлена при помощи лабораторных тестов.
Впервые в ветеринарии было проведено исследование репаративного потенциала аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток при остеосинтезе ребер у экспериментальных животных. Изучен регенерационный остеогистогенез при внесении аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток.
Впервые в ветеринарии было проведено исследование репаративного потенциала пунктата аутогенного костного мозга, при остеогенезе ребер у экспериментальных животных.
Впервые на основании системного исследования описаны изменения гематологических и биохимических показателей крови при использоавании аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток и пунктата аутогенного костного мозга при репаративной регенерации в области дефекта ребер. Показано, что трансплантация аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток не вызывает осложнений и местных реакций отторжения трансплантанта.
Впервые ветеринарной практике выявлены закономерности изменения основных костных маркеров при репаративной регенерации в области дефекта ребер с использованием аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток и пунктата аутогенного костного мозга.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основе разработанных данных теоретических положений и экспериментальных исследований, подтвержденных морфологическими материалами, разработан способ введения аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток в области дефекта ребер грудной стенки, которые вызывают ускорения репаративного остеогенеза и достоверное сокращения сроков восстановления ее органотопической архитектоники.
Важное значение для практической деятельности имеет то, что после введения аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток ускоряется репаративная регенерация костной ткани, что особенно актуально при замедлении стадийности репаративного процесса, когда пролифиративная активность пула остеогенных клеточных элементов в зоне консолидации недостаточна.
Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности применения мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток для ускорения репаративных процессов в костных тканях.
Научные разработки положения и выводы вошли в методические рекомендации:
«Экспериментальные применения клеточных технологий для стимуляции репаративного остеогенеза при дефекте ребер грудной клетки», одобрены отделением ветеринарной медицины Россельхозакадемии (утверждены Академиком – секретарем РАСХН Смирновым А.М. 19.11.2012 г. протокол №5 от 15 ноября 2012.) М. 2012 -50 с.
«Экспериментальные применения аутогенного костного мозга для стимуляции репаративного остеогенеза при дефекте ребер грудной клетки», одобрены отделением ветеринарной медицины Россельхозакадемии (утверждены Академиком – секретарем РАСХН Смирновым А.М. 13.02.2013 г. протокол №1 от 1 февраля 2013.) М. 2013 -40 с.
Патент РФ № 122575 зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации от 10 декабря 2012 г.
Исследования по структурно-функциональному остеогенезу представлены в учебном пособие «Алгоритмы лабораторного контроля остеогенеза» - М.000 «Франтера», 2011-100 с.
В монографии «Морфофункциональные изменения периферической крови в организме животных при остеосинтезе ребер с помощью различных хирургических методов». М.ООО «Франтер», - 2013.- 130 с.
В монографии «Влияние клеточных технологий на репаративный остеогенез при дефектах ребер грудной клетки» М.ООО «Франтер», - 2013.- 110 с.
Материалы диссертации используются в цикле лекций по курсу «Ветеринарная хирургия» МГУПП
Связь исследований с научной программой. Диссертационная работа является частью комплексных исследований по использованию клеточных технологий в ветеринарной медицине, проводимая на кафедре «Незаразные болезни» ФГБО и ВПО МГУПП под руководством заслуженного деятеля РФ академика РАСХН доктора ветеринарных наук профессора Уша Б.В., договор № 124 от. 20.10. 2010г., совместно с доктором медицинских наук профессором А.А. Вишневским ФГУ «Института хирургии им. А.В. Вишневского Росмедтехнологий».
Апробация. Результаты научных и клинических исследований представлены на; международной научно-практической конференции по вопросам ветеринарной хирургии «Внедрение новых технологий в профилактику и лечения хирургической патологии у животных», Санкт-Петербург,-2009 г.; первой Всероссийской межвузовской конференции по ветеринарной хирургии МГАВМиБ,2010г.; в Анестезиологическом ветеринарном обществе «Институт развития ветеринарной терапии, анестезиологии и реаниматологии»- ВИТАР; клинике экспериментальной терапии НИИ КО РОНУ имени И.И. Блохина РАМН-М,2010 г.; второй всероссийской межвузовской конференции по ветеринарной хирургии МГАВиБ, 2011 г.; международной научной конференции «Актуальные проблемы ветеринарной хирургии».- Ульяновск 2011 г.; международном конгрессе Биотехнология и перспективы развития Москва.,2013 г.
По материалам собственных исследований разработан и внедрен Патента РФ на полезную модель № 122575 от 10.12.2012 г. при лечении осложненных ран.
Публикации результатов исследований. По материалам собственных исследований опубликовано 26 печатных работ, в которых отражено основное содержание диссертации, из них ВАК 12 работ
Основные положения, и выносимые на защиту.
структурные и функциональные изменения в организме животных периферической крови при остеосинтезе ребер грудной клетки различными материалами.
Структурные изменения репаративного остеогенеза в поврежденном участке ребра грудной клетки при введении клеточного трансплантата аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток.
структурные изменения репаративного остеогенеза в поврежденном участке ребра грудной клетки при введении пунктата аутогенного костного мозга.
морфологические и биохимические изменения в периферической крови экспериментальных животных при использовании аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток и аутогенного костного мозга.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 350 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора научной литературы, собственных исследований (экспериментальная часть включает 3 раздела), обсуждению полученных результатов, выводов, практических предложений. Работа включает 20 таблиц и 100 рисунков. Список литературы включает в себя 520 источников, в том числе 290 – зарубежных авторов .
