Автореферат и диссертация по медицине (14.01.15) на тему:ВОЗДЕЙСТВИЕ БИСФОСФОНАТОВ И КОСТНЫХ МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИХ БЕЛКОВ НА КОСТЕОБРАЗОВАНИЕ ПРИ ИХ ЛОКАЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ (экспериментальное исследование)

ТОРГАШИН Александр Николаевич

ВОЗДЕЙСТВИЕ БИСФОСФОНАТОВ И КОСТНЫХ МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИХ БЕЛКОВ НА . КОСТЕОБРАЗОВАНИЕ ПРИ ИХ ЛОКАЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ (Экспериментальное исследование)

14.01.15 - травматология и ортопедия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

2 ОЕЗ шг

Москва. 2012

005008753

Работа выполнена в ФГБУ «Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова Минздравсоцразвития Российской

Ведущая организация:

Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Защита состоится «17» февраля 2012 г. в 13 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 208.112.01 при ФГБУ Центральном научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова (127299,г. Москва, ул. Приорова, д. 10).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ Центрального научно-исследовательского института травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова.

Федерации»

Научный руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор Родионова Светлана Семеновна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук,

профессор

Скороглядов Александр Васильевич

доктор медицинских наук,

профессор

Очкуренко Александр Алексеевич

Автореферат разослан «

2012 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций

Михайлова Л.К.

Актуальность исследования

Патология опорно-двигательного аппарата, требующая хирургического вмешательства, нередко сопровождается или возникает на фоне нарушенного метаболизма костной ткани. Чаще всего при этом отмечается усиление резорбции костной ткани, которое сопровождается снижением минеральной плотности кости и ее механических свойств, что неизбежно приводит к ухудшению результатов оперативного лечения [Миронов С.П. 2009]. Неудовлетворенность исходами операций диктует необходимость изменения тактики лечения: для улучшения остеогенеза в зоне вмешательства дополнительно используются костно-пластические [Снетков А.И. 2003] и биокомпозиционные материалы [Вгиуеге О. 2007], применяются фармакологические средства [Миронов С.П., Родионова С.С. 2006], способные изменять метаболизм костной ткани. Учитывая, что в норме ремоделирование костной ткани осуществляется под воздействием системных (кальций регулирующие гормоны) и местных факторов (локальные факторы роста), в настоящее время широко обсуждается возможность применения для стимуляции остеогенеза как локального, так и системного воздействия. Успех любой пластической операции с использованием биологических имплантатов в значительной степени определяется качеством последних, и наличием остеоиндуктивных или остеокон-дуктивных свойств. Исходное нарушение костного метаболизма и повышение резорбции костной ткани в период стрессового ремоделирования, как следствия оперативного вмешательства, может приводить к уменьшению данных свойств, что снижает эффективность их применения. В связи с чем, ряд авторов предлагает дополнительно использовать фармакологические препараты, влияющие на ремоделирование кости. Из препаратов, системно влияющих на костную ткань, наибольшее распространение получили бисфосфонаты [В1шпе11Е. 2003]. Подавляя костную резорбцию, они способствуют увеличению массы костной ткани [Р^бсЬ Н. 1998]. Однако, системное применение препаратов связано с такими негативными особенностями как необходимость использования больших дозиро-

вок препарата и подавление ремоделирования костной ткани всего скелета, а не только снижение локальной резорбции в зоне оперативного вмешательства [Astrand J. 2002]. К тому же, подобное применение бисфосфонатов не всегда оказывает достаточный локальный эффект, в связи с чем обсуждается возможность их местного применения как изолированно, так и в комбинации с другими препаратами и костными имплантатами [Gut G. 2007]. Проведенные эксперименты [Kesteris U. 2006] показали положительное влияние бисфосфонатов, помещенных в зону оперативного вмешательства, на костную ткань. Однако данные о возможности бисфосфонатов частично блокировать процесс костеобразования [Armamento-Villareal R. 2009], препятствуют их широкому распространению при ортопедо-травматологической патологии, взамен предлагая препараты усиливающие костеобразование, такие как факторы роста кости. Одним из наиболее перспективных направлений в последнее время стало локальное использование костных морфогенетических белков, способных непосредственно воздействовать на предшественники остеобластов[СЬеп X. 2002]. Усиление остеогенеза при локальном применении МТБ неоднократно было показано как в экспериментальных, так и в клинических исследованиях [Govender S. 2002]. Однако, отмеченная при применении МГБ повышенная резорбция в зоне имплантации [Brower R.S. 2008], а так же возможность образования гетеротопических оссификатов сдерживает их широкое клиническое применение как стимуляторов остеогенеза. Не решенным остается вопрос об оптимальном носителе морфогенетического белка.

Изложенное выше свидетельствует о необходимости продолжения дальнейших исследований, касающихся изучения возможности воздействия на метаболизм костной ткани в зоне хирургического вмешательства, как антирезорбтивных препаратов (бисфосфонаты), так и препаратов усиливающих остеогенез (морфогенетические белки).

Цель исследования. Изучить в эксперименте влияние бисфосфонатов и морфогенетических белков в составе биокомпозиционного материала на течение

репаративной регенерации костной ткани в зоне повреждения, с целью улучшения результатов хирургического лечения заболеваний и повреждений костей скелета. Задачи исследования:

1. Оценить влияние локального применения бисфосфонатов на остеогенез и перестройку недеминерализованных лиофилизированных костных имплантатов.

2. Изучить влияние локального применения морфогенетического белка-2 на остеогенез при его использовании в составе биокомпозиционного материала на основе деминерализованного лиофилизированного костного имплантата. 3.Оценить влияние бисфосфонатов и морфогенетических белков при их локальном применении на минеральную плотность костной ткани, как в области дефекта, так и в целом сегменте конечности.

4. Определить возможности метода рефракционной интроскопии на источнике синхротронного излучения и многоцелевого комплекса «МЕДИАНА» для оценки динамической перестройки и остеоинтеграции костных имплантатов. '

5. Разработать критерии неинвазивной оценки костеобразования в зоне использования костно-пластического материала с помощью метода рефракционной интроскопии и двухэнергетической абсорбциометрии.

Положения, выносимые на защиту

• Рефракционная интроскопия на источнике синхротронного излучения позволила с высокой степенью вероятности прогнозировать наличие или отсутствие костеобразования в зоне имплантации костнопластического материала.

• Азотсодержащие бисфосфонаты в концентрации 1 мг/мл в составе биокомпозиционного материала совместно с недеминерализованными лиофилизи-рованными имплантатами, не снижая интенсивности костеобразования или даже повышая его (золедроновая кислота), оказали стабилизирующее влияние на прочность кости как в зоне хирургического вмешательства, так и всего сегмента конечности.

• Использование МГБ-2 в концентрации 0.6-0.8 мг/см3 не оказывая достоверного влияния на интенсивность костеобразования, увеличило МПК, как в зоне вмешательства, так и сегменте в целом.

Научная новизна:

Впервые в экспериментальном исследовании доказано, что использование рефракционной интроскопии значительно расширяет возможности визуализации структурных изменений в зоне перестраивающегося костно-пластического материала. Проведенное сопоставление рентгенологических признаков с морфологическими изменениями доказало возможность прогнозирования интенсивности костеобразования в зоне хирургического вмешательства с помощью неинвазивных методов.

В сравнительном с контрольной группой исследовании не выявлено угнетающего действия бисфосфонатов в составе биокомпозиционного материала с неде-минерализованными костными имплантатами на интенсивность костеобразования.

Доказано, что азотсодержащие бисфосфонаты при их местном применении оказывают стабилизирующее влияние на минеральную плотность костной ткани не только в зоне хирургического вмешательства, но и во всем сегменте конечности.

Подтверждена способность азотсодержащих бисфосфонатов при их местном применении подавлять воспалительный процесс.

Впервые в сравнительном исследовании показано, что соединение МГБ-2 в концентрации 0.6-0.8 мг/см3 с деминерализованным лиофилизированным костным имплантатом, не влияя на интенсивность костеобразования, улучшает минеральную плотность регенерата

Практическая значимость. Показана возможность внедрения в экспериментальную практику метода рефракционной интроскопии на источнике синхротронного излучения для исследования процесса репаративной регенерации в зоне хирургического вмешательства.

Доказано, что использование неинвазивных методов исследования позволяет с высокой степенью вероятности прогнозировать костеобразование в зоне оперативного вмешательства, при использовании различных костно-пластических и биокомпозиционных материалов в экспериментальных исследованиях.

Отмеченное положительное влияние локального использования бисфосфо-натов на костеобразование может стать основой для создания костнопластического материала на базе недеминерализованного лиофилизированного костного имплантата и бисфосфоната для клинической практики. Выявленная способность азотсодержащих бисфосфонатов и МГБ-2 повышать МПК, как в зоне оперативного вмешательства, так и во всем сегменте, позволяет рекомендовать их применение в составе биокомпозиционных материалов для увеличения механических свойств костной ткани в зоне хирургического вмешательства.

Доказано, что использование геля в составе биокомпозиционных материалов в качестве носителя бисфосфонатов увеличивают контаминацию зоны оперативного лечения.

Личный вклад автора. Автором лично выполнена вся оперативная часть эксперимента, денситометрическое исследование полученного материала,: проведена визуальная оценка образцов исследования и обработка результатов рефракционной интроскопии на источнике синхротронного излучения с занесением данных в компьютерную базу. Проведена оценка полученных данных и разработана система оценки неинвазивных методов исследования.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на съезде травматологов ортопедов Уфы (Уфа, 2009 г.), рентгеновская оптика — 2010г. (Черноголовка, 2010 г.), школе по осте-опорозу для врачей (Москва, 2011 г.), 2-м конгрессе травматологов - ортопедов (Москва, 2011г.), научно-практической конференции « Чаклинские чтения» (Екатеринбург, 2011г.).

Публикации по теме диссертации.

Материалы диссертации отражены в 13 работах (3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК - министерства образования и науки РФ).

Материалы конференций: 7 в отечественной печати, 3 - в зарубежной.

Этическая характеристика работы

При выполнении работы соблюдались требования «Европейской Конвенции о защите позвоночных животных, используемых в экспериментах или в иных научных целях» (Страсбург, 18.03.1986 г.).

Структура диссертации Диссертация изложена на 114 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, глав с изложением материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, содержащего 48 отечественных и 192 зарубежных источников. Диссертация иллюстрирована 13 таблицами, 26 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы. С учетом поставленных цели и задач проведено сравнительное с контролем исследование, в котором изучена возможность локального воздействия бисфосфонатов и морфогенетических белков на ремоделирование костной ткани в зоне оперативного вмешательства и перестройку костных недеминерализованных и деминерализованных лиофилизированных имплантатов. В исследовании использовали биокомпозиционный материал на основе коллагена

I типа в виде геля, полученный ранее в ЦИТО (пат. на изобретение №2325170 РФ от 27.05.08), который соединяли с различными бисфосфонатами: ибандроновой кислотой «Бонвива», золедроновой кислотой «Акласта», алендронатом натрия «Фосамакс». Концентрация бисфосфоната во всех случаях составила 1 мг/мл. Соединение компонентов проводили в Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева (Ректор - проф. Колесников В.А., зав.каф. ХТП -проф. Киреев В.В.). Полученный биокомпозиционный материал во время опера-

тивного вмешательства соединяли с недеминерализованным лиофилизированным костным имплантатом, заготовленным заранее в костном банке ЦИТО. Кроме того, в исследовании использовали костно-пластический материал в виде кусочков деминерализованного лиофилизированного костного имплантата (ДЛКИ) соединенного с морфогенетическим белком-2 (МГБ-2). Костный деминерализованный лиофилизированный имплантат изготавливали в костном банке ЦИТО. Синтез и соединение рекомбинантного морфогенетического белка с деминерализованным лиофилизированным костным имплантатом проводили в ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи (Директор - академик РАМН, проф. Гинц-бург А.Л., зав. лаб. кандидат биологических наук Лунин В.Г) по методике описанной зарубежными авторами [Malik D.K. 2007]. Количество белка в аллотрансплантате составляла 0,6-0,8 мг/см 3. Стерилизацию всего биокомпозиционного материала осуществляли потоком быстрых электронов в дозе 20 кГр в Московском физико-техническом институте (Ректор - член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, проф. Кудрявцев Н.Н.), по методике описанной раннее [Campbell D.G. 1999]. В эксперименте использовано 100 белых нелинейных крыс-самок массой тела 130-150 г. Во всех случаях выполняли операция по одной и той же методике.

Техника операции.

Все операции выполняли под общим наркозом кетамином 5% - 0.3 мл. В средней трети большеберцовой кости при помощи бора выполнялся костный дефект длинной 5 мм, шириной 2 мм, глубиной 1-2 мм объемом 15-20 мм3. Образованный дефект заполняли различным костнопластическим материалом, заготовленным заранее (ортотопичесчкая имплантация). В течение 5 дней после операции все животные получали антибиотикотерапию: Амоксиклав по 0,1 г в/мышечно

2 раза в день. Из эксперимента их выводили путем передозировки снотворного средства (соблюдались требования международной конвенции об использовании животных в эксперименте). Весь эксперимент был разделен на две серии, в кото-

рых использовались различные костно-пластические и биокомпозиционные материалы.

Серия I

Проводилась сравнительная оценка влияния различных бисфосфонатов, в составе биокомпозиционного материала, на остеогенез и перестройку недемине-рализованного лиофилизированного костного имплантата (60 животных, разделены на шесть групп по 10 крыс в каждой) - три опытные (1-Зя) и три контрольные (4-6я). У животных опытных групп дефект заполняли недеминерализованным лиофилизированным костным имплантатом, соединенным с биокомпозиционным материалом, содержащим один из исследуемых бисфосфонатов: 1-я группа -ибандроновую кислоту (Бонвива), 2-я группа - золедроновую кислоту (Акла-ста), 3-я группа - алендронат натрия (Фосамакс). Основной контрольной была 4-я группа, где костный дефект заполняли недеминерализованным лиофилизированным костным имплантатом, соединенным с биокомпозиционным материалом, не содержащим бисфосфонатов. Для изучения возможности влияния на остеогенез самого биокомпозиционного материала, используемого в качестве носителя бисфосфоната, были введены дополнительные группы контроля: 5-я группа, где дефект заполнялся только недеминерализованным лиофилизированным имплантатом без биокомпозиционного материала и 6-я группа, в которой дефект оставался не заполненным. Животных выводили из эксперимента на 90-е сутки. По техническим причинам у одного животного из группы с использованием ибандроновой кислоты (Бонвива) не удалось выполнить морфологическое исследование.

Серия II

Во второй серии эксперимента оценивалось действие на остеогенез и перестройку костных деминерализованных лиофилизированных имплантатов морфогенетического белка-2. Использовано 40 белых нелинейных крыс-самок (1-я опытная и 2-я контрольная группы по 20 крыс в каждой). У животных опыт-

ной группы дефект заполняли деминерализованным лиофилизированным костным имплантатом, содержащим МГБ-2. В контрольной группе - деминерализованным лиофилизированным костным имплантатом, не содержащим

МГБ-2. Половина животных из опытной и контрольной групп были выведены на 7-й недели, другая половина на 12-й недели. Одно животное из группы контроля умерло до вывода из эксперимента.

После выведения всех животных из обеих серий эксперимента визуально оценивали выраженность воспалительной реакции мягких тканей в области вмешательства. Следующим этапом проводили ампутацию конечности крысы на уровне нижней трети бедренной кости и на денситометре НоК^1С с помощи компьютерной программы для мелких животных оценивалась минеральная плотность кости (МПК) в проекции дефекта (средняя треть большеберцовой кости) и во всем сегменте (большеберцовая кость), зоны выделяли в ручном режиме. Затем ампутированную конечность фиксировали в формалине и помещали в пробирку для исследования на источнике синхротронного излучения, которое проводили в течение первых 10 дней после выведение животных, из эксперимента. После чего выполняли морфологическое исследование.

Рефракционная интроскопия на источнике синхротронного излучения.

Одной из задач исследования являлась разработка критериев рентгенологической оценки процесса костеобразования в зоне перестройки аллотрансплантата. Для выявления данных признаков в нашем исследовании использовалась рефракционная интроскопия на синхротронном излучении. Полученные результаты сопоставляли в последующем с данными морфологического исследования. При рефракционной интроскопии рентгеновские лучи, проходящие через объект со сложным внутренним строением, преломляются на границах раздела областей разного химического состава, что оказывает существенное влияние на формирование изображения. На стандартных рентгеновских снимках такое отклонение никак не проявляется. При оценке полученного изображения учитывали те же

признаки, что выявляются при стандартной рентгенографии [Майкова-Строганова B.C. 1957, Рейнберг С.А. 1958], выраженность их оценивали в баллах. Первые два отмеченных рентгенологических признака (периостальная реакция и эндостальный склероз) расценивали как неблагоприятные для костеобразования, поскольку их связывали с воспалительным или патологическим течением перестроечного процесса на фоне травмы. Наличие остальных четырех признаков (восстановление костномозгового канала, наличие кортикального слоя над областью дефекта, толщина кортикального слоя над областью дефекта по сравнению с противоположной стороной и однородность структуры кости в проекции дефекта) рассматривалось как положительная характеристика костеобразования.

Визуальную оценку выраженности воспалительной реакции в области оперативного вмешательства проводили в баллах: отсутствие признаков воспаления - 0 баллов, инфильтрация мягких тканей в проекции послеоперационного шва (среднее воспаление)-1 балл, нагноение (сильное воспаление) - 2 балла.

Морфологическое исследование

Полученные образцы большеберцовых костей, включавшие область хирургического вмешательства фиксировали в смеси 70 “спирта и 10 % нейтрального формалина в соотношении 1:1, декальцинировали, обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации, заливали в парафин. Для гистологического исследования (световой микроскоп Zeiss Axioskop 40) использовали серийные срезы толщиной 6-8 мкм с окрашиванием гематоксилином и эозином. Просмотрено 342 гистологических препарата (1281 срез). Интенсивность костеобразования и характер изменений в области костного имплантата оценивали в баллах:

1 балл - слабое костеобразование (область костного дефекта заполнена рыхлой волокнистой тканью и фрагментами костного имплантата, представленными без-остеоцитными костными балками);

2 балла - умеренное костеобразование (в проекции дефекта имеются очаги новообразованной зрелой костной ткани вокруг костного имплантата или краевое костеобразование на основе хрящевой ткани с остатками костного имплантата);

3 балла - выраженное костеобразование (область дефекта заполнена новообразованной зрелой костной тканью без остатков костного имплантата). Исследование проводилось совместно с кандидатом медицинских наук, старшим научным сотрудником лаборатории морфогенеза НИИ Ревматологии РАМН Семеновой Людмилой Алексеевной.

Статистический анализ полученных данных

Для проверки нулевой гипотезы об отсутствии взаимосвязи переменных (в баллах) применяли таблицы сопряженности с использованием точного критерия Фишера. Для определения степени связи между тестируемыми переменными применяли коэффициент V Крамера. Из методов непараметрической статистики применяли корреляцию по Спирмену, определяли коэффициент р. А так же дисперсионный анализ Крускала-Уоллиса с оценкой при парных сравнениях по критерию Данна и Ньюмена-Кейсла. Взаимосвязь МПК с данными по костеобразованию изучали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Сравнение средних показателей двух независимых выборок проводили по t-критерию. Во II серии эксперимента при сравнении костеобразования в группе контроля и опыта на 7 и 12 недель использован U критерий Манна-Уитни. Выборки по денситометрии проанализированы по тесту Колмогорова-Смирнова на принадлежность к нормальному распределению. Статистические расчеты выполняли по программе SPSS, с уровнем значимости р<0,05.

Результаты собственных исследований и их обсуждение. Использование неинвазивных методик исследования для прогнозирования костеобразования и оценки репаративной регенерации костной ткани в значительной степени облегчает проведение экспериментальных и клинических исследований и повышает точность полученных результатов [Lang T.F.1997]. В клинической практике не-

инвазивная оценка структуры и пространственной организации кости на макро- и микроуровне широко применяется для определения эффективности медикаментозного лечения [В1аск О.М. 2005]. Выявлено, что отсутствие периостальной реакции сочетается в большинстве случаев, по данным морфологии с выраженным (43,9%) или умеренным (39,0%) костеобразованием и только в 17,1% случаев оно оценивалось как слабое. При слабой степени выраженности реакции надкостницы эти соотношения существенно менялись: основная масса (50,6%) животных имела слабое костеобразование, выраженное и умеренное костеобразование встречалось одинаково часто - в 25,0% . И, наконец, при сильной периостальной реакции выраженное костеобразование отмечено редко (10,0%), в то время как у большинства животных (60%) наблюдалось слабое костеобразование. Таким образом, периостальная реакция и костеобразование имели достоверную связь (р=0,002),но она оказалась слабой (коэффициент V Крамера = 0,286) и носила обратный характер (у = -0.507). При сопоставлении эндостального склероза и выраженности костеобразования, найдены схожие с периостальной реакцией изменения. Отмечено, что при отсутствии эндостального склероза большинство животных имели выраженное (43,6%) или умеренное(36,4%) костеобразование и только в 20,0% случаев костеобразование было слабым. На фоне эндостального склероза картина резко менялась: слабое костеобразование наблюдали в большинстве случаев (63,2%), выраженное только в 10,5%, а умеренное - в 26,3% случаев. Связь между признаками была достоверной (р<0,001) средне выраженной ( коэффициент V Крамера = 0.466) и носила обратный характер (у = - 0.694). Между двумя рентгенологическими признаками (эндостальный склероз и восстановление костномозгового канала) найдена сильная (р = -0.88) обратная корреляция (Спирмен), поэтому выявленные закономерности носили обратный характер в сравнении с предыдущим рентгенологическим признаком. Так при не восстановленном костномозговом канале выраженное костеобразование имело место только у 9,1% , а умеренное у 27,3% животных, в то время как у остальных

63,6% животных его признаки были слабо выражены. На фоне восстановленного костномозгового канала, напротив, в большинстве случаев наблюдалось выраженное (49,0%) или умеренное (36,7%) костеобразование и лишь в 14,3% его признаки были слабыми. Связь между рентгенологически определяемым восстановлением костномозгового канала и костеобразованием была достоверной ( р<0,001 ), довольно сильной (коэффициент V Крамера = 0.548) и прямой ( у = 0.777). Оказалось, что при отсутствии кортикального слоя над дефектом почти в половине случаев (44.1%) признаки костеобразования оставались слабыми. Выраженное и умеренное костеобразование встретилось соответственно у 20,6% и 35,3% животных. В случаях, когда кортикальный слой был восстановлен, выраженное костеобразование отмечалось в 56%, умеренное в 24% , и только у 20,0% животных наблюдались слабые признаки костеобразования. Между сравниваемыми признаками была достоверная (р=0,005), прямая (у = 0,547), но не сильная связь (коэффициент V Крамера =0.346). В тех случаях, когда толщина кортикала не восстанавливалась до исходной ширины, слабо выраженное костеобразование имело место у 41.5% животных, доля выраженного костеобразования составила 26.8%. При восстановленной ширине кортикала выраженные признаки костеобразования наблюдались в половине случаев (54,5%), в то время как слабые - только у 9.1% животных. Связь между этими признаками была прямой (у =0.570), но только близкой к достоверной (р=0.067) и слабой ( коэффициент V Крамера =0.237). Выявлено, что при неоднородности кости в проекции оперативного вмешательства по данным рентгенографии выраженное костеобразование отмечено в 20,0%, умеренное в 29,3% ,а слабое в 50,8% случаев. На фоне однородной рентгенологической картины наблюдалась противоположная закономерность: соответственно 53,6% ,39,3% и только у 7,1% костеобразование было слабо выраженным. Связь между этими признаками была достоверной (р<0,001), прямой (у= 0,693) и средне выраженной (коэффициент Крамера =0.438). Поведенный сравнительный анализ значимости отдельных рентгенологических призна-

ков для прогнозирования интенсивности процесса костеобразования выявил наибольшую информативность такого признака как восстановление костномозгового канала. Исходя из этого, представлялось целесообразным определить чувствительность и специфичность данного признака для оценки костеобразования. Чувствительность метода [Гланц С. 1999] определяется как отношение случаев с негативным рентгенологическим результатом (отсутствие восстановления костномозгового канала) к числу неблагоприятных случаев по данным морфологии (слабое костеобразование). При расчете чувствительность (Бе) метода для данного рентгенологического признака составила 80 %. Специфичность (Бр), определяемая как отношение числа случаев с позитивным результатом (восстановление костномозгового канала) к числу позитивных случаев по данным морфологии (выраженное костеобразование) составляла 72,4%. Сопоставление выявляемых рентгенологических признаков с морфологическими изменениями показало, что с помощью неинвазивного исследования можно прогнозировать интенсивность процесса костеобразования.

Использование в настоящем исследовании двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (специальной стандартной программы для лабораторных животных) в сравнении с морфологическими изменениями позволило не только количественно оценить динамику костной массы, как в проекции дефекта большеберцовой кости, так и в целом сегменте, но и уточнить связь изменений МПК с выраженностью процесса костеобразования, оцениваемого инвазивно. Отмечено, что значения МПК в области хирургического вмешательства снижались по мере усиления костеобразования. Так, для слабого костеобразования значения МПК составили 0,322±0,019 г/см2, для умеренного 0,311±0,0172 г/см2 и для выраженного 0,278±0,018 г/см2 (последнее достоверно снижено по сравнению с данными для групп животных со слабым и умеренным костеобразованием: р=0,004 и р=0,05 соответственно). Вопрос о том, насколько интенсивность процесса костеобразования может быть подтверждена данными денситометрии

(имеется в виду увеличение МПК) до конца неясен. В нашем исследовании было отмечено, что чем больше были выражены морфологические признаки костеобразования , тем ниже было МПК. Причем это снижение наблюдали не только непосредственно в зоне оперативного вмешательства, но и в сегменте в целом. Данный феномен лишь в какой-то степени (особенно для всего сегмента) можно объяснить тем, что остеотомия, стимулируя резорбцию костной ткани, как локально в зоне вмешательства, так и во всем сегменте, приводит к снижению МПК. По крайней мере, сочетание потери МПК в целом сегменте с повышением значений маркеров резорбции было описано ранее [Кузнецова О.А. 2010]. Имеются данные о том, что уровень резорбции повышается при применении костно-пластического материала [Jeppsson С. 2003]. Более того, показано, что недостаточная резорбция может затруднять рассасывание костного имплантата, способствуя сохранению высоких значений МПК [Kesteris U. 2006] при этом образование новой костной ткани может задерживаться. Особенно демонстративной задержка костеобразования в связи с низкой интенсивностью резорбции оказалась при использовании недеминерализованных имплантатов [Jeppsson С. 2003]. Можно согласиться с мнением [Родионова С.С. 2009], что низкие значения МПК, как проявление усиленной резорбции, в сочетании с выраженными морфологическими признаками интенсивного костеобразования свидетельствуют о переходе ремоделирования на другой, более высокий, но физиологический уровень, при котором идет не только интенсивная перестройка трансплантата, но и адекватное восстановление костной ткани в зоне оперативного вмешательства. Предположение [Кузнецова О.А. 2010], что в этих случаях возможно снижение прочностных свойства костной ткани, уже нашло подтверждение в экспериментальных исследованиях [Comelekoglu U. 2007].

Проведенная оценка сравнительного анализа воспаления в области хирургического вмешательства, определяемого in vivo, и интенсивности костеобразования показала, что при отсутствии воспаления мягких тканей в области опе-

ративного вмешательства, основная масса животных имела выраженное (46.2%) или умеренное (36.5%) костеобразование и только в 17.3% случаев - слабо выраженное. При средней степени воспаления картина менялась: преобладали случаи слабо (56.7%) или умеренно (30%) выраженного костеобразования и только у 13,3% животных костеобразование было выраженным. При наличии гноя в области раны не выявлено ни одного случая выраженного костеобразования, но преобладала доля случаев слабого костеобразования (81.8%). Между степенью воспаления и интенсивностью костеобразования имелась достоверная (р<0,001), выраженная обратная связь (у= -0,720), коэффициент корреляции V Крамера составлял 0.373 . Аналогичная связь отмечена и при сопоставлении костеобразования с таким рентгенологическим признаком как периостальная реакция. Дополнительный анализ установил, что степень выраженности воспалительной реакции in vivo имеет высокий коэффициент корреляции (р=0,670 Спирмена ) с рентгенологически оцениваемой периостальной реакцией.

Совокупность неинвазивных методов обследования, может увеличить точность предсказания морфологических изменений. С помощью линейного дискриминантного анализа установлено, что совокупность таких рентгенологических признаков как восстановление костномозгового канала, восстановление протяженности и ширины кортикального слоя над дефектом, картины воспаления in vivo и значений МПК (для крыс 0,278±0,018) увеличивает число совпадений до 80.6% против 75.3% при использовании только одного рентгенологического признака, как восстановление костномозгового канала.

Оценка влияния азотсодержащих бисфосфонатов (3 группы животных: 1-я «Бонвива», 2-я «Акласта», 3-я «Алендронат натрия») на процесс костеобразования проведена в сравнении с 4-й контрольной группой, отличавшейся от опытных групп только тем, что материал, используемый для заполнения дефекта, не содержал бисфосфоната. Сравнительный анализ морфологической картины процесса костеобразования показал, что между группами с использованием бисфосфо-

натов (1-3-я) и контролем (4-я группа) имеется статистически значимое различие. Для детализации обуславливающего это различие действия отдельных бисфосфонатов проведены парные сравнения с 4-й контрольной группой. Выявлено, что различие обусловлено более высокой интенсивностью костеобразования в группе с использованием золедроновой кислоты (Акласта), причем в этой группе преобладало умеренное и выраженное костеобразование (р<0.05, критерий Данна) Различие с группами, где использовалась ибандроновая кислота (Бонвива) и алендронат натрия (Фосамакс) не отмечено. Полученные в сравнительном исследовании данные подтверждали, что бисфосфонаты не блокируют остеокон-дуктивные свойства костных имплантатов. Что касается дополнительных групп контроля - 5-й, где дефект заполнялся только недеминерализованным лиофилизи-рованным костным имплантатом, и б-й, где дефект оставался не заполненным, в большинстве образцов наблюдалось умеренное и выраженное костеобразование. Для оценки влияния бисфосфонатов на механическую прочность кости и особенности ремоделирования в зоне вмешательства определение МПК проводилось не только в области хирургического вмешательства, но и во всем сегменте (большеберцовая кость). Для увеличения достоверности исследования выполнено во всех группах (1-6-я), которые были объединены в две большие группы: с одной стороны были представлены группы с использованием бисфосфонатов (1-3-я), с другой - объединённая группа контроля (4-6-я), без использования бисфосфонатов. Сравнение этих объединенных групп показало, что МПК в зоне дефекта в группе с бисфосфонатами достоверно выше, чем в контроле: 0,320±0,008 г/см2 против 0,285±0,019 г/см2 (р=0,002,независимый (-критерий). Средние значения МПК всего сегмента в группах с использованием бисфосфонатов также оказались достоверно выше, чем в контроле. Сравнительный анализ изменений МПК в зависимости от интенсивности костеобразования показал, что в контроле усиление костеобразования сопровождалось снижением МПК: в зоне вмешательства при выраженном костеобразовании МПК была достоверно ниже (р=0.02), чем при

слабом и умеренном. При использовании бисфосфонатов таких различий МПК в зоне вмешательства не найдено. Аналогичные изменения выявлены и при сравнении МПК всего сегмента с интенсивностью костеобразования в зоне хирургиче ского вмешательства.

При сравнении выраженности воспаления мягких тканей в зоне вмешательства в группах с использованием бисфосфонатов и в контрольной группе, где дефект заполнялся костным имплантатом с биокомпозиционным материалом без бисфосфоната (4-я группа), выявлено, что золедроновая кислота (Акласта), как и алендронат натрия (Фосамакс) достоверно подавляют воспаление (р<0.05). Что касается ибандроновой кислоты (Бонвива), то тенденция к подавлению воспаления также имела место, но различия с контролем, оказались статистически незначимыми.

Исследование влияния МГБ-2 при его совместном применении с ДЛКИ на процесс костеобразования и минеральную плотность кости как в зоне хирургического вмешательства, так и в сегменте в целом, проводилось на сроке 7 и 12 недель. Статистически достоверных различий морфологических данных в сравнении с контролем не отмечено как на сроке 7, так и 12 недель наблюдения, соответственно р=0,1 и р=0,4. Однако детализация качества образованной костной ткани в зоне дефекта (соотношение числа случаев слабого, умеренного и выраженного) показала, что в опытной группе, в отличие от контрольной, на сроке 12 недель преобладали случаи выраженного костеобразования с наличием зрелой костной ткани: соответственно 7 из 10 против 4 из 10. Выявлено, что к 7 неделе МПК большеберцовой кости у животных контрольной группы оказалась достоверно ниже чем в опытной, соответственно 0,214±0,012 против 0,242±0,02 (р=0,027). В зоне дефекта к этому сроку существенных различий значений МПК в группах не отмечено. Достоверно более низкой оставалась МПК большеберцовой кости в контрольной группе и на 12 недельном сроке эксперимента, соответственно

0,233±0,015 против 0,268±0,018 в опытной группе (р=0,009). Кроме того, к этому

сроку выявились достоверные различия МПК между группами и в зоне хирургического вмешательства: МПК в контрольной группе была ниже чем в опытной, соответственно 0,235±0,025 против 0,284±0,027 (р=0,02). Раздельный по группам анализ динамики МПК в исследуемые сроки выявил, что в опытной группе в отличие от контроля, МПК в зоне хирургического вмешательства достоверно увеличивалась (0,284±0,027 на 12 неделе против 0,226±0,025 на 7 неделе , р=0,007). МПК всего сегмента в опытной группе также имела выраженную тенденцию к увеличению (0,268±0,018 к 12 неделе против 0,242±0,02 на сроке 7 недель). Что касается динамики МПК в группе контроля , то к 12 неделе отмечена только тенденция к росту МПК как в зоне хирургического вмешательства (р=0.02), так и во всем сегменте (р=0.068). Так как МПК является одним из отражений прочностных свойств костной ткани, то результаты проведенного сравнительного анализа дают основание считать, что МГБ-2 к 12 неделям после оперативного вмешательства повышает механическую прочность, как в зоне вмешательства, так и в сегменте в целом.

Таким образом проведенное сравнительное исследование убедительно доказало целесообразность использования некоторых азотсодержащих бисфосфонатов и МГБ-2 в составе биокомпозиционных материалов для нормализации процессов ремоделирования и стабилизации прочности костной ткани как в зоне хирургического вмешательства, так и всего сегмента конечности.

ВЫВОДЫ

1. Азотсодержащие бисфосфонаты алендронат натрия и ибандроновая кислота в концентрации 1 мг/мл в составе биокомпозиционного материала совместно с недеминерализованными лиофилизированными костными имплантатами не угнетают, а золедроновая кислота в той же концентрации достоверно (р<0.05) увеличивает костеобразование в области хирургического вмешательства.

2. Локальное воздействие бисфосфонатов (алендронат натрия, ибандроновая и золедроновая кислоты) в составе биокомпозиционного материала оказывают стабилизирующее воздействие как на МПК в зоне хирургического вмешательства, так и всего сегмента скелета.

3. Золедроновая кислота и алендронат натрия при локальном воздействии достоверно (р<0.05) снижают риск воспаления в области хирургического вмешательства.

4. Использование деминерализованного лиофилизированного костного имплантата соединенного с МГБ-2 увеличивает образования зрелой костной ткани в зоне хирургического вмешательства, достоверно (р=0,007) увеличивает МПК и тем самым прочность регенерата.

5. Рефракционная рентгеновская интроскопия является эффективным методом исследования костных тканей лабораторных животных и позволяет оценивать процесс костеобразования в зоне имплантации костнопластического материала.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученный положительный результат применения в эксперименте МГБ-2 и бисфосфонатов совместно с костными имплантатами, может быть использован для продолжения исследований по созданию биокомпозиционных материалов для клинического использования при эндопротезировании пациентов страдающих остеопорозом, реэндопротезировании, пластике костных кист, лечении ложных суставов. Однако полученные данные дают основание исключить возможность использования геля в качестве носителя для бисфосфоната, вследствие повышенного риска контаминации. Разработанный алгоритм неинвазивной оценки процесса костеобразования в зоне хирургического вмешательства (рефракционная интроскопия на источнике синхротронного излучения) может быть использован в дальнейших экспериментальных исследованиях. Низкая лучевая нагрузка дает возможность использовать метод рефракционной интроскопии на источнике синхротронного излучения in vivo, однако для решения данного вопроса требуется модернизация установки применительно к клиническим условиям.

Список работ по теме диссертации

1 Миронов С.П., Лекишвили М.В., Юрасова Ю.Б., Торгашин А.Н. Бисфосфонаты в биокомпозиционных материалах для локального применения (экспериментальное исследование, предварительные данные). // 4 конференция с международным участием Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии. Москва. - 2009. - с 149

2 MironovS., RodionovaS., Lekishvili М., Torgashin A. et al. Prospects of using biocomposite materials on the basis of dematerialized bone allograft and bisphosphonates // 18 th International congress of the European association of tissue banks. Cracow, Poland. - 2009. - p 277-278.

3 Торгашин A.H., Родионова C.C., Семихин A.C и др. Влияние методики соединения композиционного препарата, содержащего гидроксиаппатит, коллаген и костный морфогенетический белок-2 , с деминерализованным костным имплантатом на остеогенез// 4 Всероссийский симпозиум с международным участием. Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии. Санкт-Петербург-2010. - с. 191-192

4 Подурец К.М., Торгашин А.Н., Погорелый Д.К., Родионова С.С. Рефракционная интроскопия на синхротронном излучении для визуализации перестройки костной ткани IIIII Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии. " МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА -2010” г.Москва - 2010 г.- с. 71-73

5 Погорелый Д.К., Торгашин А.Н., Подурец К.М., Родионова С.С. Рефракционная интроскопия на синхротронном излучении: расширения возможностей визуализации перестройки костной ткани II Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова - 2010. - № 2 - с 78-82

6 Родионова С.С., Еловой-Вронский А.А., Торгашин А.Н. Комбинация ибандроната и альфакальцидола в регуляции интенсивности потери костной ткани в период стрессового ремоделирования при первичном бесцементном эндопротезировании тазобедренного сустава на фоне остеопороза // IX Съезд травматологов-ортопедов. Саратов - 2010 г. - Том I -с. 836

7 Подурец К.М. , Торгашин А.Н., Погорелый Д.К. и др. Рефракционная интроскопия на синхротронном излучении для визуализации перестройки костной ткани. II Рентгеновская оптика. Черноголовка - 2010г. - с. 180

8 Родионова С.С., Торгашин А.Н., Подурец К.М. и др. Рефракционная интроскопия и двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия в оценке костеобразования // Вестник Травматологии и ортопедии имени Н.Н.Приорова - 2010. -№ 3- с. 34-42

9 Mironov S., Rodionova S., Torgashin A. et al. Prospects of using biocomposite materials with bisphosphonates // 19th International Congress of the European Association of Tissue Banks (EATB). Berlin - 2010. - p. - 106.

10 Торгашин A.H., Погорелый Д.К., Родионова C.C. Применение рефракционной интроскопии на источнике синхротронного излучения для оценки перестройки костнопластических материалов в эксперименте. II II Всероссийская научно-практическая конференция Применение искусственных кальциево-фосфатных биоматериалов в травматологии и ортопедии. Москва-2011. - с. 54-55.

11 Родионова С.С., Торгашин А.Н., Лекишвили М.В. и др. Влияние бисфосфонатов в составе биокомпозиционного материала на костеобразование и минерализацию кости // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова - 2011. - № 2 - с. 5966

12 Торгашин А.Н. Влияние золедроновой кислоты в составе биокомпозиционного материала на костеобразование и минерализацию И Материалы научно-практической конференции травматологов-ортопедов с международным участием "Чаклинские чтения" Екатеринбург - 2011. - с.156.

13 Lekishvili М, Rodionova S,Yurosova Y, Torgashin A et al. Influence of bisphosphonates as a part of a biocomposite material on an osteogenesis // 20th Congress of the European Association of Tissue Banks. Barselona - 2011. - p.35

Подписано в печать: 14.01.2012 Объем: 1 усл.п.л.

Тираж: 100 экз. Заказ №732 Отпечатано в типографии «Реглет»

119526, г. Москва, Ленинградский пр-к, д.74, корп.1 (495) 790-47-77; www.reglet.ru

Актуальность темы

Патология опорно-двигательного аппарата, требующая хирургического вмешательства, нередко сопровождается или возникает на фоне нарушенного метаболизма костной ткани. Чаще всего при этом отмечается усиление резорбции костной ткани, которое сопровождается снижением минеральной плотности кости и ее механических свойств, что неизбежно приводит к ухудшению результатов оперативного лечения [19, 24, 47]. Неудовлетворенность исходами операций диктует необходимость изменения тактики лечения: для улучшения остеогенеза в зоне вмешательства дополнительно используются костно-пластические [39, 65] и биокомпозиционные материалы [78,110] применяются фармакологические средства [23], способные изменять метаболизм костной ткани. Учитывая, что в норме ремоделирования костной ткани осуществляется под воздействием системных (кальций регулирующие гормоны) и местных факторов (локальные факторы роста), в настоящее время широко обсуждается возможность применения для стимуляции остеогенеза как локального, так и системного воздействия.

Из препаратов, системно влияющих на костную ткань, наибольшее распространение получили бисфосфонаты [64]. Подавляя костную резорбцию, они способствуют увеличению массы костной ткани [107]. Однако, системное применение препаратов связано с такими негативными особенностями как необходимость использования больших дозировок препарата и подавление общего ремоделирование кости, а не только снижение локальной резорбции в зоне оперативного вмешательства [53, 56]. К тому же, подобное применение бисфосфонатов не всегда оказывает достаточный локальный эффект, в связи с чем обсуждается возможность их местного применения как изолированно, так и в комбинации с другими препаратами и костными им-плантатами [121]. Проведенные эксперименты [144] показали положительное влияние бисфосфонатов, помещенных в зону оперативного вмешательства, на костную ткань. Однако, противники применения бисфосфонатов, основываясь на данных о возможности последних частично блокировать процесс костеобразования [52], препятствуют их широкому распространению при ор-топедо-травматологической патологии, предлагая взамен препараты усиливающие костеобразование, такие как факторы роста кости.

В настоящее время уже используются ростовой фактор тромбоцитарно-го происхождения [116], трансплантация аутоклеток костного дифферона после их культивирования на соответствующих носителях [217], применяются полипотентные стволовые клетки, имплантация остеоиндуктивных матриц [8] интенсификация ангиогенеза и микроциркуляции в зоне регенерации [93, 162]. Одним из наиболее перспективных направлений в последнее время стало локальное использование костных морфогенетических белков, способных непосредственно воздействовать на предшественники остеобластов [85, 89]. Усиление остеогенеза при локальном применении МТБ неоднократно было показано как в экспериментальных, так и в клинических исследованиях [89, 115, 135]. Однако, отмеченная при применении МТБ повышенная резорбция в зоне имплантации [74, 150], а так же возможность образования гетеротопи-ческих оссификатов сдерживает их широкое клиническое применение как стимуляторов остеогенеза. Не решенным остается также вопрос об оптимальном носителе морфогенетического белка.

Изложенное выше свидетельствует о необходимости продолжения дальнейших исследований касающихся изучения возможности воздействия на метаболизм костной ткани в зоне хирургического вмешательства, как ан-тирезорбтивных препаратов (бисфосфонаты), так и препаратов усиливающих остеогенез (морфогенетические белки).

Цель исследования

Изучить в эксперименте влияние бисфосфонатов и морфогенетических белков в составе биокомпозиционного материала на течение репаративной регенерации костной ткани в зоне повреждения, с целью улучшения результатов хирургического лечения заболеваний и повреждений костей скелета.

Задачи исследования

1. Оценить влияние локального применения бисфосфонатов на остео-генез и перестройку недеминерализованных лиофилизированнх костных имплантатов.

2. Изучить влияние локального применения морфогенетического бел-ка-2 на остеогенез при его использовании в составе биокомпозиционного материала на основе деминерализованного лиофилизирован-ного костного имплантата.

3. Оценить влияние бисфосфонатов и морфогенетических белков при их локальном применении на минеральную плотность костной ткани, как в области дефекта, так и в целом сегменте конечности.

4. Определить возможности метода рефракционной интроскопии на источнике синхротронного излучения и многоцелевого комплекса «МЕДИАНА» для оценки динамической перестройки и остеоинте-грации костных имплантатов.

5. Разработать критерии неинвазивной оценки костеобразования в зоне использования костно-пластического материала с помощью метода рефракционной интроскопии и двухэнергетической абсорб-циометрии.

Научная новизна

Впервые в экспериментальном исследовании доказано, что использование рефракционной интроскопии значительно расширяет возможности визуализации структурных изменений в зоне перестраивающегося костнопластического материала. Проведенное сопоставление рентгенологических признаков с морфологическими изменениями доказало возможность прогнозирования интенсивности костеобразования в зоне хирургического вмешательства с помощью неинвазивных методов.

В сравнительном с контрольной группой исследовании не выявлено угнетающего действия бисфосфонатов в составе биокомпозиционного материала с недеминерализованными костными имплантатами на интенсивность костеобразования.

Доказано, что азотсодержащие бисфосфонаты при их местном применении оказывают стабилизирующее влияние на минеральную плотность костной ткани не только в зоне хирургического вмешательства, но и во всем сегменте конечности.

Подтверждена способность азотсодержащих бисфосфонатов при их местном применении подавлять воспалительный процесс.

Впервые в сравнительном исследовании показано, что. соединение МГБ-2 в концентрации 0,6-0,8 мг/см с деминерализованным лиофилизиро-ванным костным имплантатом, не влияя на интенсивность костеобразования, улучшает минеральную плотность регенерата

Практическая значимость

Показана возможность внедрения в экспериментальную практику метода рефракционной интроскопии на источнике синхротронного излучения для исследования процесса репаративной регенерации в зоне хирургического вмешательства.

Доказано, что использование неинвазивных методов исследования позволяет с высокой степенью вероятности прогнозировать костеобразование в зоне оперативного вмешательства, при использовании различных костнопластических и биокомпозиционных материалов в экспериментальных исследованиях.

Отмеченное положительное влияние локального использования бисфосфонатов на костеобразование может стать основой для создания костнопластического материала на базе недеминерализованного лиофилизирован-ного костного имплантата и бисфосфоната для клинической практики.

Выявленная способность азотсодержащих бисфосфонатов и МГБ-2 повышать МПК, как в зоне оперативного вмешательства, так и во всем сегменте, позволяет рекомендовать их применение в составе биокомпозиционных материалов для увеличения механических свойств костной ткани в зоне хирургического вмешательства.

Доказано, что использование геля в составе биокомпозиционных материалов в качестве носителя бисфосфонатов увеличивают контаминацию зоны оперативного лечения.

Положения, выносимые на защиту

• Рефракционная интроскопия на источнике синхротронного излучения позволила с высокой степенью вероятности прогнозировать наличие или отсутствие костеобразования в зоне имплантации костнопластического материала.

• Азотсодержащие бисфосфонаты в концентрации 1 мг/мл в составе биокомпозиционного материала совместно с недеминерализован-ными лиофилизированными имплантатами, не снижая интенсивности костеобразования или даже повышая его (золедроновая кислота), оказали стабилизирующее влияние на прочность кости как в зоне хирургического вмешательства, так и всего сегмента конечности.

• Использование МГБ-2 в концентрации 0,6-0,8 мг/см не оказывая достоверного влияния на интенсивность костеобразования, увеличило МПК, как в зоне вмешательства, так и сегменте в целом.

Публикации по теме диссертации.

Материалы диссертации отражены в 13 работах (3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК — Министерства образования и науки РФ).

Материалы конференций: 7 в отечественной печати, 3 — в зарубежной.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на съезде травматологов ортопедов Уфы (Уфа, 2009 г.), рентгеновская оптика — 2010 г. (Черноголовка, 2010 г.), школе по остеопорозу для врачей (Москва, 2011 г.), 2-м конгрессе травмато9 логов — ортопедов (Москва, 2011 г.), научно-практической конференции «Чаклинские чтения» (Екатеринбург, 2011 г.).

Первичная экспертиза диссертации проведена на заседании проблемной комиссии Учреждения ФГБУ ЦИТО Научно-клинического института травматологии и ортопедии им. H.H. Приорова Минздравсоцразвития РФ 19 декабря 2011 года.

Этическая характеристика работы

При выполнении работы соблюдались требования «Европейской Конвенции о защите позвоночных животных, используемых в экспериментах или в иных научных целях» (Страсбург, 18.03.1986 г.).

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 114 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, глав с изложением материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, содержащего 48 отечественных и 192 зарубежных источников. Диссертация проиллюстрирована 13 таблицами, 26 рисунками.

выводы

Азотсодержащие бисфосфонаты алендронат натрия и ибандроно-вая кислота в концентрации 1 мг/мл в составе биокомпозиционного материала совместно с недеминерализованными лиофилизиро-ванными костными имплантатами не угнетают, а золедроновая кислота в той же концентрации достоверно (р<0,05) увеличивает кос-теобразование в области хирургического вмешательства.

Локальное воздействие бисфосфонатов (алендронат натрия, ибан-дроновая и золедроновая кислоты) в составе биокомпозиционного материала оказывают стабилизирующее воздействие как на МПК в зоне хирургического вмешательства, так и всего сегмента скелета.

Золедроновая кислота и алендронат натрия при локальном воздействии достоверно (р<0,05) снижают риск воспаления в области хирургического вмешательства.

Использование деминерализованного лиофилизированного костного имплантата соединенного с МГБ-2 увеличивает образования зрелой костной ткани в зоне хирургического вмешательства, достоверно (р=0,007) увеличивает МПК и тем самым прочность регенерата.

Рефракционная рентгеновская интроскопия является эффективным методом исследования костных тканей лабораторных животных и позволяет оценивать процесс костеобразовакия в зоне имплантации костнопластического материала.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученный положительный результат применения в эксперименте МГБ-2 и бисфосфонатов совместно с костными имплантатами, может быть использован для продолжения исследований по созданию биокомпозиционных материалов для клинического использования при эндопротезировании пациентов страдающих остеопорозом, реэндопротезировании, пластике костных кист, лечении ложных суставов. Однако полученные данные дают основание исключить возможность использования геля в качестве носителя для бисфосфоната, вследствие повышенного риска контаминации.

Разработанный алгоритм неинвазивной оценки процесса костеобразо-вания в зоне хирургического вмешательства (рефракционная интроскопия на источнике синхротронного излучения) может быть использован в дальнейших экспериментальных исследованиях.

Низкая лучевая нагрузка дает возможность использовать метод рефракционной интроскопии на источнике синхротронного излучения in vivo, однако для решения данного вопроса требуется модернизация установки применительно к клиническим условиям.