Способ моделирования стимуляции репаративного костеобразования в условиях дистракционного остеосинтеза

 

Способ моделирования стимуляции репаративного костеобразования в условиях дистракционного остеосинтеза. Использование: экспериментальная медицина, травматология и ортопедия. Сущность изобретения: лабороторным животным вводят фракцию белка, экстрагированного из костной ткани, с относительной мол.м. 20 - 30 килодальтон. Фракцию белка получают путем разделения по молекулярной массе посредством гельпроникающей хроматографии. Фракцию белка предварительно высушивают, затем растворяют в 0,15 М растворе хлористого натрия с последующим введением животным в концентрации 1 мг/мл в первый день периода фиксации дистракционного регенерата.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к патофизиологии, и может быть использовано для исследования роли гуморальных факторов в регуляции репаративного костеобразования.

Известна модель для изучения роли костных рострегулирующих факторов в управлении новообразованием кости, основанная на возбуждении эктопического костеобразования при имплантации в мягкие ткани декальцинированного и экстрагированного внеклеточного матрикса кости, воссоединенного с одной из белковых фракций, удаленной из этого матрикса при экстрагировании. Недостатками этого способа является то, что он не воспроизводит типичной клинической ситуации возмещения дефекта или удлинения кости применяемыми в ортопедии способами и не позволяет судить о роли циркулирующих в крови факторов роста.

Известен способ моделирования процесса управления репаративным костеобразованием в условиях дистракционного остеосинтеза, включающий парентеральное введение неколлагенового белка костной ткани в течение пяти дней преддистракционного периода при удлинении кости по Илизарову.

Однако существующий способ моделирования не позволяет изучить действие гуморальных факторов в регуляции репаративного костеобразования, так как действие введенного неколлагенового белка костной ткани в преддистракционный период маскирует стимулирующее влияние напряжения - растяжения, вызванное последующей дистракцией костных фрагментов.

Кроме того, введение неколлагенового белка костной ткани, представляющего смесь нескольких белков с разными свойствами, не позволяет выявить действие каждого белка в регуляции репаративного костеобразования. Данный способ, являющийся прототипом предлагаемого способа, предусматривает также многократное введение смеси неколлагеновых белков, что приводит к имунным (аутоимунным) реакциям у животного - реципиента, оказывающим влияние на течение репаративного костеобразования, что также не позволяет изучить действие гуморальных факторов в его регуляции.

Целью изобретения является изучение действия гуморальных факторов в регуляции репаративного костеобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе моделирования процесса управления репаративным костеобразованием в условиях дистpакционного остеосинтеза путем парентерального введения белков костной ткани вводят одну из фракций неколлагенового белка, обладающую рострегулирующей активностью, при этом введение осуществляют в начальном периоде фиксации дистракционного регенерата.

Новым в предложенном способе является то, что парентерально вводят одну из фракций неколлагенового белка, обладающего рострегулирующей активностью, при этом введение осуществляют в начальном периоде фиксации дистракционного регенерата. Указанные признаки свидетельствуют о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".

Сопоставительный анализ известных технических решений в данной области не выявил способов, обладающих сходной совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "существенные отличия".

Способ осуществляют следующим образом.

Кроликам в условиях асептики и обезболивания накладывают на голень аппарат Илизарова из 4 опор. В средней трети голени через разрез кожи пилой Джильи пересекают берцовые кости, отломки сопоставляют до контакта, рану послойно зашивают. На 7-е сутки после операции начинают дозированную дистракцию по 0,5 мм в сутки за 3 приема. Дистракцию продолжают 2 недели. Для контроля за течением костеобразования производят рентгенографию оперированного фрагмента конечности тотчас после операции и 1 раз в неделю в продолжении дистракции и последующей фиксации. В 1-й день периода фиксации в вену уха вводят 1-2 мг белка в физиологическом растворе хлорида натрия (опыт) или равный объем раствора хлорида натрия (контроль). Белок получают следующим образом: очищенные от мягких тканей, измельченные кости диафизов длинных трубчатых костей кроликов декальцинируют посредством диализа против 0,5 н. HCl на холоде, в диализат, содержащий декальцинированный матрикс, добавляют мочевину до концентрации 8 моль/л и 2-меркаптоэтанол до концентрации 1 мл/100 мл раствора. Через 5 сут экстрагирования твердые частицы отделяют центрифугированием, надосадочную жидкость диализируют против дистиллированной воды, выпавший осадок отбрасывают. Диализат фракционируют высаливанием, получая фракцию, осаждающуюся при 45-50%-ном насыщении сульфатом аммония. Эту фракцию подвергают разделению по молекулярной массе посредством гельпроникающей хроматографии. Белки с относительной молекулярной массой 20-30 килодальтон фракционируют на катионообменнике и собирают фракцию, выходящую из колонки при наибольшей концентрации хлорида натрия в вытесняющем растворе. Эту фракцию обессоливают и лиофильно высушивают. Для введения кролику полученный таким образом белок растворяют физиологическим раствором хлорида натрия до концентрации 1 мг/мл. После введения раствора белка кроликов выводят из опыта через 2, 3 и 5 недель фиксации. Скорость созревания дистракционного регенерата в опытной и контрольной группах (по 6 животных) сравнивают методом экспертной оценки зашифрованных рентгенограмм. Результаты экспертизы подвергают математической обработке дельфийским методом, которая подтвердила вывод экспертов о стимулирующем влиянии введенного белка на созревание дистракционного регенерата в 83,4% случаев его применения.

Предлагаемый способ моделирования процесса управления репаративным костеобразованием в условиях дистракционного остеосинтеза позволяет изучить действие гуморальных факторов в регуляции репаративного костеобразования. Изучение действия гуморальных факторов в регуляции репаративного костеобразования позволяет выявить способы ускорения созревания (минерализации, перестройки структуры) дистракционного регенерата, что позволит значительно сократить сроки лечения и нетрудоспособности больных при использовании в клинике. Высокая степень очистки неколлагенового белка с выделением фракций, обладающих рострегулирующей активностью, при введении в организм позволяет управлять (ускорять, замедлять) процессом репаративного костеобразования, обеспечивает наступление эффекта от однократного введения небольшой дозы, специфичность физиологического действия различных фракций, и исключает возникновение как иммунных, так и аллергических реакций. Введение высокоочищенной фракции неколлагенового белка, обладающей рострегулирующей активностью, в начальном периоде фиксации дистракционного регенерата позволяет проследить специфичность действия каждой белковой фракции на созревание дистракционного регенерата и выявить фракции неколлагенового белка, обладающие ростускоряющей и ростзамедляющей активностью.

Формула изобретения

СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ СТИМУЛЯЦИИ РЕПАРАТИВНОГО КОСТЕОБРАЗОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ДИСТРАКЦИОННОГО ОСТЕОСИНТЕЗА, включающий парентеральное введение лабораторным животным высокомолекулярной фракции белков, экстрагированных из костной ткани, с последующей оценкой регенерации костной ткани, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, животным вводят фракцию белка с относительной мол.м. 20 - 30 килодальтон, полученную после фракционирования на катионообменнике при наибольшей концентрации хлористого натрия в вытесняющем растворе, при этом фракцию белка предварительно высушивают, растворяют в 0,15 М растворе хлористого натрия с последующим введением животным в концентрации 1 мг/мл в первый день периода фиксации дистракционного регенератора.