Эффективность силиостина при замедленной консолидации полных оскольчатых и раздробленных переломов трубчатых костей со смещением у собак

М.П. Семененко

Д.П. Винокурова

А.М. Сампиев

К.А. Семененко

Е.В. Кузьминова

Аннотация

Актуальность. В связи со значительно возросшим в городах количеством домашних животных с травмами и повреждениями конечностей, а также хроническими заболеваниями костно-суставной патологии в ветеринарной травматологии возникла необходимость в эффективном и доступном медикаментозном сопровождении данной группы заболеваний. Объект. Объектом исследования явился препарат силиостин, оказывающий стимулирующее действие на остеогенез, синтез органического матрикса и процессы кальцификации у животных. Материалы и методы. В эксперименте приняли участие собаки в возрасте 1,5-2 лет с наличием открытых и закрытых оскольчатых и раздробленных переломов трубчатых костей (бедро и предплечье) со смещением, содержащиеся в приюте «Краснодог» (г. Краснодар). При поступлении в приют всем животным были проведены хирургические манипуляции разной сложности для репозиции костных отломков (остеосинтез), однако, несмотря на фиксацию, процесс оссификации был замедлен. Поэтому животным ежедневно с влажным кормом задавался препарат силиостин в дозе 0,6 г/кг массы тела до клинического улучшения переломов. На протяжении экспериментального периода в динамике осуществлялся отбор крови для оценки морфо - биохимического гомеостаза и выявления маркеров метаболизма костной ткани, а также рентген - анализ поврежденных конечностей. Биохимические исследования сыворотки крови проводились на автоматизированном анализаторе VitalabSelectraJunior, изготовитель VitalScientificN. V. Netherlands, с использованием реактивов фирмы ELITechClinicalSystems(Франция) и AnalyticonbiotechnologiesAG(Германия); гематологические - на ветеринарном гематологическом анализаторе Mythic18 vet., производитель «C2 DIAGNOSTICSS.A.», Франция. Рентгенодиагностика осуществлялась на аппарате Orange 1040HFCollimator (S/N: 1908-5CL01) (Корея) в прямой проекции. Результаты и выводы. Применение силиостина собакам с замедленной консолидацией оскольчатых и раздробленных костей нижних конечностей оказало выраженный положительный эффект на процессы регенерации костной ткани и ее кальцификацию, нормализацию функций костей, снижение воспалительных процессов в окружающих их мягких тканях, а также улучшение показателей крови, и в первую очередь маркеров остеогенеза.

Ключевые слова: костные ткани собак, болезни собаки, силиостин, остеогенез, замедленная консолидация, трубчатые кости собак.

Abstract

остеогенез силиостин кальцификация собака

Efficiency of Soloist at delayed consolidation of complete comminuted and splinted fractures of tubular bones with displacement in dogs

M.P. Semenenko, D.P. Vinokurova, A.M. Sampiev^, K.A. Semenenko, E.V. Kuzminova

The article is devoted to the study of the therapeutic efficiency of the osteotropic drug siliostin at delayed consolidation of complete comminuted and splinted fractures of tubular bones with displacement in dogs. The article discusses the results of clinical observation, x-rays and biochemical blood tests before and after the use of the drug.

Introduction. Because of the significant increase in the number of domestic animals with injuries and injuries of the limbs, as well as chronic diseases of osteoarticular pathology, there is a need for effective and affordable medical support for this group of diseases in veterinary traumatology. Object. The object of the study was the drug siliostin, which has a stimulating effect on osteogenesis, organic matrix synthesis and calcification processes in animals. Materials and methods. An experiment involved dogs at the age of 1.52 years with open and closed comminuted and splinted fractures of tubular bones (femur and forearm) with displacement, kept in the Krasnodog shelter (Krasnodar). Upon admission to the shelter, all animals underwent surgical manipulations of varying complexity for the reposition of bone fragments (osteosynthesis), however, despite fixation, the ossification process was delayed. Therefore, the animals were given daily with the wet food the drug siliostin at a dose of 0.6 g/kg of body weight until the clinical improvement of fractures. During the experimental period blood sampling was carried out in dynamics to assess morpho - biochemical homeostasis and identify markers of bone tissue metabolism, as well as x-ray analysis of injured limbs. Biochemical studies of blood serum were carried out on an automated analyzer Vitalab Selectra Junior, manufacturer Vital Scientific N.V. Netherlands, using reagents from ELITech Clinical Systems (France) and Analyticon biotechnologies AG (Germany); hematological studies were carried out on the veterinary hematological analyzer Mythic 18 vet., manufacturer C2 DIAGNOSTICS S.A., France. X-ray diagnostics was carried out on an Orange 1040HF Collimator (S/N: 1908-5CL01) (Korea) in direct projection. Results and conclusion. The use of siliostin in dogs with delayed consolidation of comminuted and splinted bones of the lower extremities had a pronounced positive effect on the processes of bone tissue regeneration and its calcification, normalization of bone functions, reduction of inflammatory processes in the surrounding soft tissues, as well as improvement in blood parameters, and, first of all, markers of osteogenesis.

Key words: bone tissue, dogs, siliostin, fractures, osteogenesis, delayed consolidation, displacement, tubular bones

Основная часть

Собака (лат. Canisfamiliaris, или Canislupusfamiliaris) - одно из наиболее популярных домашних животных-компаньонов, эмоционально связанных с человеком. Являясь социальным животным, ориентируясь на окружающих их людей, собаки проявляют по отношению к своим хозяевам искреннюю любовь и преданность. Возросшее в последние десятилетия в городах и мегаполисах поголовье собак различных пород связано со многими причинами - это и потребность в общении и самозащите человека, использование собак в лечебной и послеоперационной реабилитации, в качестве поводырей для людей с ограниченными физическими возможностями, в поисково-спасательных и служебно-розыскных операциях, а также увеличение спроса на декоративные породы собак, выполняющих функцию «партнера в общении и проведении досуга».

При этом в связи с интенсивным ростом автотранспорта в населенных пунктах среди животных, и в первую очередь собак, значительно возросло количество травм различного характера, а также сама тяжесть травмирования, когда оперирующим хирургам приходится иметь дело с множественными сочетанными повреждениями длинных трубчатых костей. Среди механических травм переломы костей встречаются в 44,5% случаев. Из них до 59% приходится на переломы трубчатых костей конечностей [3-5, 7]. Переломы костей диагностируются как самые распространенные морфологические нефункциональные нарушения опорно-двигательного аппарата животных.

Согласно Д.И. Доманову (2017), травматизм собак в последние годы увеличился на 12-16%, составляя до 52,1% от всех хирургических болезней, в том числе на долю костно-суставной патологии конечностей приходится 19,8% [2]. Таким образом, проблема стимуляции остеогенеза является одной из актуальных, что обусловлено большим количеством больных животных ортопедотравматологического профиля с повреждениями, протекающими с угнетением репаративного остеогенеза, а также заболеваниями опорно-двигательного аппарата, в патогенезе которых лежит дисбаланс нормального костеобразования [9].

Последнее десятилетие характеризуется большими достижениями в ветеринарной травматологии. Целый ряд фундаментальных исследований позволяет с новых позиций рассматривать этиологию многих заболеваний опорно-двигательного аппарата и разрабатывать более совершенные методы лечения переломов костей [1, 10, 11].

Ветеринарные врачи-травматологи в настоящее время располагают новыми мощными факторами биологического, физического и химического воздействия на костную ткань - нуклеиновые кислоты, гормоны, анаболические стероидные препараты, растительные экстракты, электрическое и магнитное поля, энергия ультразвука и лазера, оксибаротерапия и другое. Однако сам факт множества разных методов и средств свидетельствует о малой их эффективности и неудовлетворенности травматологов имеющимися способами, так как многие из них не всегда дают желательный результат. На данный момент при сложных переломах чаще всего применяют остеосинтез, но даже если удается собрать кость, то не всегда исход лечения оказывается положительным. Восстановление может затягиваться на длительный период и переходить в хронику, либо конечность приходится ампутировать. При некоторых полных оскольчатых и раздробленных переломах трубчатых костей со смещением ветеринарные врачи вообще не берутся за лечение. Одной из причин является отсутствие лекарственных средств для качественного и быстрого восстановления костной ткани за приемлемую для владельцев стоимость, не обладающих негативными побочными эффектами.

С учетом вышесказанного, в отделе фармакологии Краснодарского научного центра по зоотехнии и ветеринарии разработан комплексный препарат силиостин, который, благодаря своему составу, целенаправленно влияет на процессы остеогенеза, помогая ускорять восстановление костной ткани, даже при сложных оскольчатых переломах.

Объект исследования - препарат силиостин, обладающий фармакологической активностью при метаболической остеопатологии у собак. Силиостин - сложный порошок бежевого цвета без вкуса и запаха, в состав которого входят природные компоненты, содержащие флавоноиды, сапонин эквизетонин (до 5%), каротин, кислоту аскорбиновую (до 0,19%), кремниевую (до 25%), бициклические сесквитерпеноиды, аконитовую, яблочную, щавелевую кислоты, вещества дубильные и смолистые, витамин Дз, а также природные алюмосиликатные минералы с большим содержанием аморфного кремния и других эссенциальных макро- и микроэлементов [8].

Материалы и методы. Терапевтическая эффективность силиостина была апробирована на собаках в возрасте 1,5-2 лет с наличием открытых и закрытых оскольчатых и раздробленных переломов трубчатых костей (бедро и предплечье) со смещением, содержащихся в приюте «Краснодог» (г. Краснодар). У одного животного перелом возник в результате огнестрельного ранения, при этом осколки пули в процессе первичного осмотра собаки извлечь не удалось. При поступлении в приют всем животным были проведены хирургические манипуляции разной сложности для репозиции костных отломков (остеосинтез), однако, несмотря на фиксацию, процесс оссификации был замедлен. Поэтому было принято решение опытным животным ежедневно с влажным кормом задавать препарат силиостин в дозе 0,6 г/кг массы тела. Другое медикаментозное лечение не проводилось. На протяжении экспериментального периода в динамике проводился отбор крови для оценки морфо-биохимического гомеостаза и выявления маркеров метаболизма костной ткани, а также рентген-анализ поврежденных конечностей. Кроме того, в ходе эксперимента регулярно учитывалось общее состояние животных, особенности их поведения, координация движений, интенсивность и характер двигательной активности, тонус скелетных мышц, наличие и степень хромоты, а также способность животных опираться на травмированную конечность. Биохимические исследования сыворотки крови проводились на автоматизированном анализаторе VitalabSelectraJuniorс версией программного обеспечения 1.0. (открытая система для проведения фотометрических тестов, изготовитель VitalScientificN. V. Netherlands) с использованием реактивов фирмы ELITechClinicalSystems(Франция) и AnalyticonbiotechnologiesAG(Германия); гематологические - на ветеринарном гематологическом анализаторе Mythic18 vet., производитель «C2 DIAGNOSTICSS.A.», Франция. Рентгенодиагностика осуществлялась на аппарате Orange 1040HFCollimator (S/N: 1908 - 5CL01) (Корея) в прямой проекции. Статистическая обработка результатов проводилась с использованием пакетов статистических программ ARCADA, MicrosoftExcelХР и StatisticalforWindows. Исследование количественных признаков оценивалось методом сравнения средних значений двух выборочных совокупностей с определением критерия Стьюдента и уровня значимости (p).

Результаты и выводы. Клиническими наблюдениями за животными отклонений в их индивидуальном и социальном поведении, а также физиологических показателях температуры, пульса и дыхания установлено не было. Общее состояние оценивалось как «удовлетворительное», однако со стороны двигательной активности были отмечены нарушения различной тяжести, проявляемые отсутствием опоры на травмированную конечность и болезненностью в области перелома. У одной из собак (кличка Казак) был снижен аппетит. При этом данные анамнеза болезни подтвердили отсутствие улучшений со стороны клинического состояния и замедленную консолидацию несросшихся костных переломов.

Анализ гематологических показателей крови собак выявил определенные изменения в показателях гемоглобина и некоторых клеточных эритроцитарных индексов (таблица 1).

Таблица 1. Морфологические показатели крови собак до терапии силиостином (n=5, M±m)

Так, концентрация гемоглобина регистрировалась на нижних значениях видовой нормы, что, в сочетании с пониженными показателями его содержания в эритроците при одновременном уменьшении объема самого эритроцита, может указывать на признаки начальной стадии железодефицитной анемии и отражать пролиферативную активность костного мозга с изменением популяции нормальных по объему эритроцитов.

Тромбокрит зависит от числа тромбоцитов - первичного звена гемостаза, указывая на состояние свертывающей и противосвертывающей системы крови, и при низких значениях может служить дополнительным критерием развития анемического состояния у собак, связанного с нарушением процессов эритропоэза в красном костном мозге.

Остальные показатели периферической крови у животных регистрировались в пределах средненормальных значений и существенных изменений не претерпели.

В биохимических показателях сыворотки крови собак основные нарушения выявлялись в белковом и ферментном обменах (таблица 2).

Таблица 2. Биохимические показатели сыворотки крови собак до терапии силиостином (n=5, M±m)

У всех животных в сыворотке крови до назначения препарата наблюдалась гиперпротеинемия, регистрируемая при воспалительных процессах и нарушении целостности тканей, а также при вторичных остеодистрофиях, ревматоидных артритах и эндотоксикозах. Выявляемая умеренная гипохлоремия, возможно, связана, с относительной дегидратацией и не может служить информативным показателем, поскольку эксперимент проводился в летнее время.

При оценке концентрации щелочной фосфатазы установлено ее значительное увеличение (более чем в 3,5 раза). Щелочная фосфатаза не является строго органоспецифическим ферментом, и ее повышение наблюдается, в основном, при двух патологиях - заболеваниях печени и желчевыводящих путей и костной патологии.

В костях щелочная фосфатаза образуется в остеобластах и при повышенном разрушении костной ткани может отмечаться увеличение ее уровня в крови. А если учитывать значения ряда биохимических тестов, формирующих так называемый гепатологический профиль функционального состояния печени, которые, в нашем случае, находились в пределах референсных значений, то можно говорить об увеличении в крови именно костной изоформы щелочной фосфатазы. Регуляторным механизмом остеогенеза может быть изменение концентрации остатков фосфорных кислот за счет отщепления щелочной фосфатазы от глицеро- или гексофосфатов. В результате изменяется соотношение фосфатных ионов и ионов кальция, что приводит к отложению нерастворимых минеральных солей - образованию минерального матрикса кости.

И здесь следует отметить, что на фоне происходящих регенерационных процессов, в сыворотке крови регистрируется достаточно низкий уровень общего кальция, который играет ключевую роль в минерализации костной ткани. Доказано, что любой перелом сопровождается потерей костной массы на 2-15% и может привести к повышенному риску возникновения вторичного перелома в месте формирования костной мозоли. Поэтому, в период остеорепарации дефицит кальция только усугубляет посттравматическую потерю костной массы. Это подразумевает клинически обоснованную терапевтическую потребность в повышенном кальции и может объяснить отсутствие улучшений со стороны состояния собак с травмами конечностей.

Применение силиостина оказало влияние на общее состояние животных, у собак снизилась болезненность в области перелома с сильной до умеренной / слабой, появилась возможность осторожной опоры на конечность с сохранением хромоты.

В норме стадии восстановления перелома делятся на следующие временные промежутки: соединительно-тканная мозоль формируется за 10-15 дней, а отломки срастаются в течении 35-45 дней. Однако у животных в эксперименте стадии были значительно удлинены и переломы длительное время не заживали [4].

а b

Рисунок 1 - Рентгенограммы бедренных костей собаки Валюшки a - после накостного остеосинтеза пластиной с фиксацией свободного фрагмента проволокой; b - через месяц после терапии силиостином

На рентгеновских снимках собаки Валюшки (пример 1, рис. 1) выявлены переломы обеих бедренных костей, при которых был проведен накостный остеосинтез пластинами с дополнительной фиксацией проволокой, однако они не выдержали и их пришлось снять.

При контрольной рентгенографии была установлена нестабильность накостного остеосинтеза и отсутствие признаков консолидации. У данной собаки ситуация была самой тяжелой, однако даже при таких умеренных улучшениях наблюдались постепенные процессы уплотнения костной ткани и формирование костной мозоли. На рентгенограмме, полученной через месяц, видны отчетливые признаки сближения отломков, отмечена консолидация перелома. Кость приняла нормальную анатомическую форму.

У Казака (пример 2, рисунок 2), спустя длительный реабилитационный период без улучшений, применение силиостина активизировало третью фазу заживления перелома. На снимках «до» визуализируются разрозненные костные отломки, границы костей размыты, линия компактного вещества просматривается нечетко.

На контрольных рентгенограммах, сделанных через 30 дней, выявлены более четкие границы костей, выраженная плотность и контрастность, а также линия компактного вещества, что говорит о повышении минерализации костей. Хорошо просматривается соединение костных отломков и развитие четвертой фазы формирования костной мозоли.

Форма кости соответствует норме и не имеет отклонений, что в дальнейшем обеспечит полное восстановление двигательной активности собаки.

а b

Рисунок 2. Рентгенограммы бедренных костей собаки Казака (2 года): a - разломы костных отломков; b - соединение костных отломков, восстановление структуры кости

Пес Весельчак (пример 3) поступил в приют с травмой и оскольчатым переломом верхней трети диафиза правой задней конечности. При назначении терапии силиостином был поставлен диагноз - замедленная консолидация перелома после остеосинтеза спицами; несостоятельность накостного остеосинтеза. Однако уже через две недели после начала эксперимента у собаки было диагностировано восстановление опоры. Через месяц накостный фиксатор был удален, после удаления спицы отмечена консолидация перелома и развитие третьей стадии восстановления костной ткани (рисунок 3). Движения в смежных суставах сохранены в полном объеме.

a b

Рисунок 3. Рентгенограммы бедренных костей собаки Весельчака (1,5 года)

a - после реконструкции бедренной кости с фиксацией спицами;

b - четкий контраст компактного и губчатого вещества, восстановление костной ткани

Результатами морфобиохимического исследования крови животных установлено, что ежедневное использование силиостина в медикаментозной терапии оскольчатых и раздробленных переломов трубчатых костей со смещением у собак, оказало положительное влияние на гомеостаз крови (таблицы 3, 4).

Таблица 3. Морфологические показатели крови собак после терапии силиостином (n=5, M±m)

Степень достоверности * р<0,05 по отношению к начальным показателям

У всех животных через месяц использования препарата отмечено достоверное (р<0,05) увеличение гемоглобина - на 18,4%, что положительно отразилось на его содержании в эритроцитах. Динамика возрастания данного эритроцитарного индекса составила 35,7%, характеризуя насыщенность эритроцита гемоглобином без учета объема последнего. В данном случае, наличие в составе силиостина легкодоступных форм микроэлементов позволило нивелировать признаки железодефицитной анемии.

Биохимические показатели сыворотки крови собак выявили существенное снижение концентрации общего белка (до 23,4%) в сравнении с фоновыми показателями. Силиостин, благодаря растительным и минеральным компонентам, способствовал уменьшению воспаления и снижению продукции воспалительных молекул (IL-2, IL-6, IL-8, IFN-y, TNF-alpha), одновременно увеличивая выработку коллагена [4].

Таблица 4. Биохимические показатели сыворотки крови собак после терапии силиостином (n=5, M±m)

Степень достоверности * р<0,05; ** р<0,01 по отношению к начальным показателям

Выявлена тенденция к плавному динамическому снижению активности щелочной фосфатазы, что указывает на постепенное восстановление остеобластов поврежденной кости и нормализацию их функций. Различия с дотерапевтическими значениями данного показателя составили 17,3%. При этом силиостин оказал достоверное (р<0,01) влияние на концентрацию общего кальция в крови животных, уровень которого увеличился на 21,4%.

Таким образом, применение силиостина собакам с оскольчатыми и раздробленными переломами конечностей при замедленной консолидации оказывает стимулирующее действие на остеогенез, в частности активизирует остеобласты, синтез органического матрикса и процессы кальцификации. При его использовании наблюдается положительный кальциевый баланс с одновременным снижением воспалительных и катаболических процессов в мягких тканях, а также нормализация уровня костного фермента щелочной фосфатазы, концентрации которых в крови рассматривают как основные маркеры остеогенеза, что позволяет одновременно охарактеризовать процессы формирования и резорбции кости для диагностики патологических состояний костной ткани с последующей своевременной коррекцией нарушений костного метаболизма.

Проведенные исследования показывают, что силиостин можно рекомендовать в качестве терапевтического лекарственного средства в травматологии, особенно при тяжелых и хронически не заживающих травмах конечностей.

Библиографический список

1. Антонов Н.И. Осложнения при переломах суставной впадины тазовой кости у собак: причины, профилактика и устранение // Ветеринарная патология. 2018. №2 (48). С. 16-24.

2. Антонов Н.И. Смещения отломков при переломах седалищной кости у собак // Ветеринарная патология. 2019. №2 (68). С. 22-28.

3. Антонов Н.И. Чрескостный остеосинтез у собак при множественных травмах таза с переломами подвздошных костей // Ветеринария Кубани. 2016. №6. С. 26-28.

4. Доманов Д.И., Камсаев К.М., Хакимова А.С. Результаты исследования распространенности костной патологии среди собак в условиях г. Астаны // Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина. 2017. №4 (95). С. 68-72.

5. Дьячков А.Н., Горбач Е.Н., Мухтяев С.В. Экспериментально - морфологическое обоснование применения чрескостного компрессионного остеосинтеза для лечения переломов костей черепа // Успехи современного естествознания. 2015. №9-3. С. 407-411.

6. Еманов А.А., Горбач Е.Н., Антонов Н.И. Особенности восстановления бедренной кости при диафизарных переломах в условиях чрескостного и интрамедуллярного блокируемого остеосинтеза (экспериментальное исследование) // Ветеринария Кубани. 2015. №6. С. 15-19.

7. Консолидация переломов костей собак и кошек / Д.А. Артемьев, С.В. Козлов, С.О. Лощинин, А.В. Егунова // Научная жизнь. 2021. Т. 16. №6 (118). С. 735 -742.

8. Кутепов С.М., Гюльназарова С.В. К истории изучения и развития метода чрескост - ного остеосинтеза на Среднем Урале // Гений ортопедии. 2021. Т. 27. №3. С. 307 -312.

9. Морозова Д.Д., Валиуллина Д.Ф., Амиров Д.Р. Динамика показателей минеральной плотности костной ткани таза у собак // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2022. Т. 249. №1. С. 125-129.

10. Ozturk Y., Ozsoy S. Treatment of fractures and other orthopedic problems in cats and dogs using versatile external fixator // Brazilian Journal of Veterinary Research and Animal Science. 2021. V.58.e182908.

11. Vedrine B. Comminuted fracture of the ulnar carpal bone in a Labrador retriever dog // The Canadian Veterinary Journal - La Revue Veterinaire Canadienne. 2013. V. 54 (11). P. 1067-1070.

Размещено на Allbest.ru