Способ регенерации костной ткани в эксперименте
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для регенерации костной ткани. Вводят в зону перелома раствор при следующем соотношении ингредиентов в г/л: 1-гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,80-2,06, хлорид кальция безводный - 1,44-2,22, нитрат гадолиния (III) гексагидрат - 0,30-0,40, хлорид диспрозия (III) гексагидрат - 0,038-0,076, при этом рН раствора - 7,3-7,8. Данное изобретение способствует сокращению продолжительности процесса регенерации костной ткани в месте ее повреждения или дефекта, а также сокращению времени восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости. 1 табл.
Изобретение относится к области лечения различных травм кости, в частности переломов и трещин, и может быть реализовано в медицинской и ветеринарной хирургии.
Известен способ регенерации костной ткани в эксперименте посредством ее фиксации гипсовой повязкой с окнами в ней на уровне перелома для установки электродов, наложения бинта, смоченного раствором хлорида кальция, фланелевой прокладки и воздействия на место перелома слабым (~ 5 mA) электрическим током в течение 15 мин, осуществляемое за весь период лечения 12-20 раз [1]. Недостатком данного технического решения является весьма длительный процесс регенерации костной ткани.
Известен также способ регенерации костной ткани в эксперименте, в рамках которого перед наложением гипсовой повязки в зону перелома вводят раствор, содержащий 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, хлорид кальция, нитрат гадолиния (III) и воду [2]. Данный способ по совокупности признаков и достигаемому техническому эффекту является наиболее близким к заявляемому нами объекту и потому может быть выбран в качестве прототипа. Недостатком данного известного способа также является относительно длительный процесс регенерации костной ткани.
Целью настоящего изобретения является дополнительное сокращение продолжительности процесса регенерации костной ткани в месте ее повреждения или дефекта, а также времени восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости.
Декларируемая цель достигается тем, что в известном способе [2] регенерации костной ткани, в рамках которого перед наложением гипсовой повязки в зону перелома вводят раствор, содержащий 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, хлорид кальция, нитрат гадолиния (III) и воду, в этот раствор дополнительно вводят хлорид диспрозия (III) при следующем соотношении ингредиентов, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,80-2,06;
Хлорид кальция 1,44-2,22;
Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,30-0,40;
Хлорид диспрозия (III) пентагидрат 0,038-0,076;
рН 7,3-7,8.
В результате использования предлагаемого изобретения процесс регенерации костной ткани существенно ускоряется и время восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости может быть сокращено по сравнению с таковым для способа-прототипа [2] на 30-40%.
Ранее в литературе не описывался раствор для регенерации костной ткани, который по качественному и количественному составу совпадал бы с раствором, используемым в заявляемом нами объекте. Сказанное дает нам основание утверждать, что заявляемый объект соответствует первому критериальному признаку изобретения, оговоренному в Патентном Законе РФ, - новизна. Сопоставление же известных характеристик способа-прототипа [2] и характеристик вносимых в него изменений, а именно - использование в составе раствора для инъекции, упоминаемого в [2], хлорида диспрозия (III), не позволяет предсказать наблюдаемого нами в эксперименте существенного сокращения продолжительности восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости в месте повреждения или дефекта по сравнению с таковым для известного способа [2]. Сказанное позволяет нам сделать заключение, что заявляемое техническое решение не вытекает явным образом из известного в соответствующей отрасли техники уровня, и, следовательно, ему присущ второй критериальный признак изобретения в рамках Патентного Закона РФ, а именно изобретательский уровень. Наконец, заявляемый нами способ не требует какого-либо специального оборудования и без труда может быть реализован даже в амбулаторных условиях. В связи с этим мы вправе констатировать, что заявляемый нами объект удовлетворяет и третьему критериальному признаку изобретения в рамках вышеуказанного Закона - промышленная применимость.
Заявляемый на предмет изобретения способ регенерации костной ткани может быть проиллюстрирован нижеследующими примерами.
Пример 1
(приготовление заявляемого раствора)
В мерную колбу на 1000 мл вводят перечисленные выше вещества: 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, хлорид кальция безводный, нитрат гадолиния (III) гексагидрат и хлорид диспрозия (III) гексагидрат - в количествах, соответствующих указанным выше концентрациям. Затем разбавляют примерно до 950 мл дистиллированной водой. После этого в образовавшуюся смесь добавляют концентрированный раствор щелочи (например, 10% водный раствор едкого натра) до достижения необходимой кислотности среды (рН - 7,3-7,8). В заключение образовавшуюся композицию доводят дистиллированной водой до объема 1000 мл. Полученный раствор может быть тотчас же использован для реализации заявляемого способа; при необходимости он может быть длительное время (не менее 1 года) сохранен в закрытом сосуде без потери заявляемых свойств.
Пример 2
Готовят раствор с рН 7,5 следующего состава:
1 - Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,80 г/л;
Хлорид кальция безводный 1,44 г/л;
Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,30 г/л;
Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,038 г/л.
Приготовленный таким образом раствор вводят под наркозом домашней кошке североевропейской породы, у которой искусственным образом осуществлен перелом костей голени задней конечности, спустя 1 час после нанесения ей травмы, в количестве 2,0 мл в течение 2 мин в место повреждения костей. После инъекции места перелома костей заключают в фиксированную гипсовую повязку, в которой травмированные сегменты конечности выдерживают до восстановления опорно-двигательной функции. Процесс регенерации травмированной костной ткани контролируется рентгенографическим методом (в ряде случаев использовали рентгенопрозрачный синтетический бинт ЦЕЛЛАКАСТ Xtra фирмы Lohmaim&Rausher, в других случаях для рентгенографирования в гипсовой повязке вырезали окна в месте травмы).
Некоторые характеристики процесса регенерации поврежденной костной ткани для данного конкретного случая представлены в таблице 1.
Пример 3
Выполняют, как и пример 2, но для инъекции используют раствор в количестве 2,0 мл с рН 7,8 следующего состава:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,90 г/л;
Хлорид кальция безводный 1,70 г/л;
Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,35 г/л;
Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,038 г/л.
Пример 4
Выполняют, как и пример 2, но для инъекции используют раствор в количестве 2,0 мл с pH 7,8 следующего состава:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая 2,06 г/л;
Хлорид кальция безводный 2,20 г/л;
Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,40 г/л;
Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,038 г/л.
Пример 5 (по аналогу [1])
Выполняют, как и пример 2, но раствор указанного там состава в места повреждения кости перед наложением фиксированной гипсовой повязки не вводят, а в гипсовой повязке вырезают "окна" на уровне места повреждения кости для электродов, к коже животного в месте повреждения накладывают кусочек бинта, смоченного 5% водным раствором хлорида кальция, затем фланелевую прокладку и активный "+" электрод, на противоположную поверхность - индифферентный электрод ("-") с прокладкой, смоченной водой, после чего присоединяют электроды к гальваническому аппарату "Поток-1" и пропускают ток силой 5 мA в течение 15 мин. Описанную процедуру (т.н. "электрофорез") в течение периода регенерации костной ткани периодически повторяют (число таких сеансов на весь курс лечения - до 20). Некоторые характеристики процесса регенерации поврежденной костной ткани для данного случая также представлены в таблице 1.
Пример 6 (по прототипу [2])
Выполняют, как и пример 2, но для инъекции используют раствор в количестве 2,0 мл с рН 7,8 следующего состава:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 2,00 г/л;
Хлорид кальция безводный 1,78 г/л;
Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,40 г/л.
Характеристики процесса регенерации поврежденной костной ткани для данного случая таюке представлены в таблице 1.
Пример 7
Готовят раствор состава, указанного в примере 2, после чего вводят его под наркозом собаке - дворняге (неопределенной породы), у которой искусственным путем вызывают перелом плечевой кости правой передней лапы со значительным смещением, спустя 6 час после нанесения ей травмы. Препарат вводят в количестве 2,5 мл в течение 2 мин, после чего травмированное место заключают в гипсовую оболочку. Процесс регенерации костной ткани контролируют рентгенографическим методом.
Некоторые характеристики процесса регенерации поврежденной костной ткани для этого случая приведены в таблице 1.
Пример 8
Производят действия, используя общую схему примера 7, но для инъекции применяют раствор, состав которого указан в примере 3, в количестве 2,5 мл.
Пример 9
Осуществляют, как и пример 7, но для инъекции применяют раствор, состав которого дан в примере 4, в количестве 2,5 мл.
Пример 10 (по аналогу [1])
Выполняют по схеме примера 5, но для лечения перелома, характер которого указан в примере 7.
Пример 11 (по прототипу [2])
Выполняют по схеме примера 6, но для лечения перелома, характер которого указан в примере 7.
Пример 12 (сравнительный)
Выполняют, используя общую схему примера 7, но для инъекции применяют раствор с рН 8,3 следующего состава:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,50 г/л;
Хлорид кальция безводный 1,28 г/л;
Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,50;
Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,020 г/л.
Пример 13 (сравнительный)
Проводят, используя ту же схему, что и в примере 7, но для инъекции используют раствор с рН 7,1 следующего состава:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 2,31 г/л;
Хлорид кальция безводный 2,50 г/л;
Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,59 г/л;
Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,116 г/л.
Пример 14 (сравнительный)
Действуют так же, как в примере 12, но рН раствора равен 7,1.
Пример 15 (сравнительный)
Проводят аналогично примеру 13, но рН раствора равен 8,2.
Пример 16
Готовят раствор состава, который приведен в примере 3, после чего вводят его под наркозом собаке (порода - шотландская овчарка, колли), которая была доставлена в клинику с естественным образом полученной травмой (диагноз: закрытый перелом плечевой кости правой передней лапы со значительным смещением) спустя 12 час после травмирования. Вышеуказанный раствор вводят после репозиции костных обломков в количестве 2,5 мл в течение 2 мин и затем заключают поврежденный участок кости в фиксированную гипсовую оболочку. Процесс регенерации костной ткани контролируют рентгенографическим методом.
Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для этого случая также представлены в таблице 1.
Пример 17
Готовят раствор состава, указанного в примере 3, после чего вводят его под наркозом собаке (порода - эрдельтерьер), которая была сбита автомобилем и доставлена в клинику с диагнозом "закрытый перелом обеих бедренных костей" спустя 2 суток после травмы, в количестве 2×2,5 мл в течение 2 мин в соответствующие поврежденные места обеих конечностей. Затем поврежденные места заключают в гипсовую повязку. Процесс регенерации костной ткани контролируют рентгенографическим методом. Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для указанного случая представлены в таблице 1.
Пример 18
Приготавливают раствор состава, указанного в примере 2, после чего вводят его под наркозом кролику, у которого искусственным путем вызывают целенаправленную травму обеих бедренных костей посредством их сверления под общим наркозом электродрелью с диаметром сверла 5 мм. При этом введение вышеуказанного раствора в количестве 1,0 мл (время введения - 2 мин) осуществляют в травмированное место только одной из травмированных костей (другую оставляют как контрольную). После этого все травмированные места заключают в фиксированную гипсовую повязку. Контроль за процессом регенерации костной ткани осуществляют рентгенографическим способом.
Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для данного случая показаны в таблице 1.
Пример 19
Проводят по описанной в примере 18 схеме, но для инъекции применяют раствор, состав которого указан в примере 3, в количестве 1,0 мл.
Пример 20
Выполняют как и пример 18, но для инъекции применяют раствор, состав которого указан в примере 4, в количестве 1,0 мл.
Пример 21 (сравнительный)
Выполняют по общей схеме примера 18, но для инъекции используют раствор, состав которого указан в примере 12, в количестве 1,0 мл.
Пример 22 (сравнительный)
Проводят как и пример 18, но для инъекции применяют раствор, состав которого дан в примере 13, в количестве 1,0 мл.
Пример 23 (по аналогу [1])
Осуществляют как и пример 16, но раствор указанного там состава в место травмы какой-либо из травмированных костей не вводят, а действуют как в примере 5. Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для отмеченного случая предоставлены в таблице 1.
Пример 22 (по прототипу [2])
Приготовляют раствор как в примере 6, но для лечения повреждения кости, характер которого указан в примере 18.
Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для отмеченного случая также приведены в таблице 1.
Из приведенных в таблице 1 данных хорошо видно, что использование заявляемого нами способа позволяет по сравнению со способом-прототипом [2] весьма существенно (на 30-40%) сократить продолжительность процесса регенерации костной ткани в месте травмирования, причем это явление отмечается независимо от вида подвергшихся травмированию животных. В то же время следует отметить, что заявляемые нами количества хлорида диспрозия (III), входящего в используемый в данном способе раствор, являются существенными и снижение его количества ниже нижнего заявляемого предела, как и повышение выше верхнего заявляемого предела, сопровождается увеличением продолжительности процесса регенерации костной ткани. Отметим также, что проведенные нами измерения прочности регенерированных с использованием способов [1, 2] и с использованием заявляемого нами способа регенерации костных тканей показали отсутствие сколько-нибудь заметных различий между ними. II, наконец, заявляемый нами раствор, согласно данным клинической картины крови процесса регенерации травмированной костной ткани, а также наблюдениям за субъективным состоянием травмированных животных в процессе их лечения (аппетит, реактивность и т.п.), не обладает сколько-нибудь выраженной токсичностью; кроме того, каждый из входящих в этот раствор ингредиентов, согласно [3-4], также не является токсичным соединением.
ЛИТЕРАТУРА
1. Специальная физиотерапия /Под ред. Л.Николовой. София, 1983. 350 с.
2. Патент РФ № 2061402. Способ регенерации костной ткани в эксперименте / Девятов Ф.В., Холмогорцев Е.А., Латыпов А.Л. //Изобретения № 16 (10.06.96).
3. Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV групп /Под ред. В.А.Филова. Л.: Химия, 1988. С.111, 248-263.
4. Дятлова Н.М., Темкина В.Я., Попов К.И. Комплексоны и комплексонаты металлов. М.: Химия, 1988. С.496-501.
| Таблица 1 | ||
| № примера | Травмированное животное | Срок восстановления полноценной опорно-двигательной функции травмированного костного сегмента, сутки |
| 2 | Кошка (северо-европейской породы) | 6 |
| 3 | Кошка (северо-европейской породы) | 6 |
| 4 | Кошка (северо-европейской породы) | 6 |
| 5 (аналог) | Кошка (северо-европейской породы) | 51 |
| 6 (прототип) | Кошка (северо-европейской породы) | 9 |
| 7 | Собака (неопределенной породы) | 10 |
| 8 | Собака (неопределенной породы) | 9 |
| 9 | Собака (неопределенной породы) | 11 |
| 10 (аналог) | Собака (неопределенной породы) | 60 |
| 11 (прототип) | Собака (неопределенной породы) | 15 |
| 12 (сравнит.) | Собака (неопределенной породы) | 20 |
| 13 (сравнит.) | Собака (неопределенной породы) | 16 |
| 14 (сравнит.) | Собака (неопределенной породы) | 18 |
| 15 (сравнит.) | Собака (неопределенной породы) | 21 |
| 16 | Собака (шотландская овчарка) | 11 |
| 17 | Собака (эрдельтерьер) | 10 |
| 18 | Кролик | 5(18) |
| 19 | Кролик | 6(18) |
| 20 | Кролик | 5(18) |
| 21 (сравнит.) | Кролик | 5(18) |
| 22 (сравнит.) | Кролик | 6(18) |
| 23 (аналог) | Кролик | 15(18) |
| 24 (прототип) | Кролик | 9(16) |
| Примечание: Цифры в скобках для примеров 18-24 обозначают соответствующие характеристики процесса регенерации травмированной кости, не подвергшейся перед гипсовой фиксацией инъекции заявляемого раствора. |
Способ регенерации костной ткани в эксперименте путем фиксации фрагментов гипсовой повязкой с последующим введением в зону перелома раствора, содержащего 1- гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, хлорид кальция, нитрат гадолиния (III) и воду, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса регенерации костной ткани в месте ее повреждения или дефекта, а также - времени восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости, в раствор дополнительно вводят хлорид диспрозия (III) при следующем соотношении ингредиентов, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,80-2,06
Хлорид кальция безводный 1,44-2,22
Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,30-0,40
Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,038-0,076
pH 7,3-7,8
