Рентгенологічні зміни у кістці за її експериментального ушкодження на фоні введення алогенних мезенхімальних стовбурових клітин у кровоносне русло

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет біоресурсів і природокористування України

Рентгенологічні зміни у кістці за її експериментального ушкодження на фоні введення алогенних мезенхімальних стовбурових клітин у кровоносне русло

Т.Л. Савчук

Незважаючи на розвиток травматології та ортопедії, питання регенерації кісткової тканини нині набуває особливого значення, оскільки повне відновлення кісткової тканини є проблемним, нерідко зустрічаються випадки порушення консолідації кістки, а кількість ускладнень, пов'язаних з порушенням або сповільненням процесів регенерації кісткової тканини, залишається досить високою [1, 2].

Використання стовбурових клітин все більш розширюються областями дослідження, з надією на успіх у лікуванні різних ран і травм, на які неможливо ефективно впливати сучасними методами [3, 4]. У літературі найбільш широко представлені розробки з отримання та культивування стовбурових клітин кісткового мозку [5-7]. Дослідники пов'язують можливість застосування стовбурових клітин кісткового мозку з їхньою трансплантацією на біосумісних носіях. [6, 7]. Клітини на матрицях використовують для відновлення проблемних пошкоджень кістки, поєднаних з обширними її дефектами, після остеомієліту, резекції новоутворень тощо [5, 7].

У даний час, у зв'язку із фундаментальними дослідженнями в галузі репаративного остеогенезу, встановлено, що існує багато факторів ризику, здатних порушити протікання цього процесу [2, 4]. Однак, для практичного застосування мезенхімальних стовбурових клітин необхідні додаткові дослідження, в тому числі з використанням їх у репаративній регенерації кісткової тканини, що і стало предметом даного дослідження.

Мета роботи - провести оцінку рентгенологічних змін в кістковій тканині кролів за різних термінів репаративної регенерації після ведення алогенних мезенхімальних стовбурових клітин у кровоносне русло.

Матеріали і методи. Експеримент проведений на 12 кролях-самках 3-місячного віку породи шиншила, масою тіла 2,5-3 кг. Утримання піддослідних тварин та використання їх в експериментах здійснювалось у відповідності до вимог «Європейської конвенції щодо захисту хребетних тварин, яких використовують в експериментальних та інших наукових цілях» (Страсбург, 1986), Закону України «Про захист тварин від жорсткого поводження» (15.12.2009. Відомості ВР, 2010, №9).

Ушкодження кісткової тканини моделювали в середній третині діафізу великогомілкової кістки, з медіальної поверхні у вигляді нанесення дірчастого дефекту. Дефект наносили за допомогою хірургічного свердла діаметром 2,5 мм під загальним наркозом тварини («Золетіл» з розрахунку 0,05 мг/кг ваги). В місці розрізу проводили місцеву анестезію 0,5 % розчином новокаїну. Оперативне поле розміром 2*2 см вибривали та дворазово обробляли 5 % розчином йоду (метод Філончикова). Всі процедури з оперативного втручання проводили відповідно до вимог асептики та антисептики. Після формування дефекту операційну рану зашивали, тварин виводили з наркозу та утримували в стаціонарних умовах кафедри хірургії імені І. О. Поваженка.

Тварини, після формування дефекту кістки, були розділені на дві групи по 6 тварин в кожній, де перша група була контрольною, а тваринам другої групи на наступний день після нанесення травми одноразово вводили алогенні мезенхімальні стовбурові клітини в дозі 3,5*106 клітин у яремну вену.

Рентгенологічні дослідження процесу відновлення дефекту великогомілкової кістки у контрольній та дослідній групах тварин проводили на 3, 7, 14, 21, 28 і 42 доби дослідження в двох проекціях апаратом «Вател-1» у лабораторії ветеринарної рентгенології та рентгенодіагностики кафедри терапії і клінічної діагностики згідно правил [8].

Результати й обговорення. У результаті проведених досліджень встановлено, що на 3 добу у тварин контрольної групи кістковий дефект був округлої форми, діаметром 2,5 мм і глибиною 0,5 мм (рис. 1). Інших змін не спостерігали.

Рис. 1. Місце дефекту кістки у тварин контрольної групи на 3 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

У тварин дослідної групи на 3 добу зміни в кістковій тканині у місці нанесення дефекту на рентгенівському знімку були аналогічними з такими у контрольній групі, але зафіксована незначна реакція з боку м'яких тканин (рис. 2). кістковий регенерація алогенний стовбуровий

Рис. 2. Місце дефекту кістки у тварин дослідної групи на 3 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

На 7 добу у тварин контрольної групи, спостерігалося незначне зменшення діаметра дефекту до 2,4 мм, глибина не змінилася і становила 0,5 мм, а також відмічалася виражена реакція м'яких тканин (рис. 3).

Рис. 3. Місце дефекту кістки у тварин контрольної групи на 7 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

У тварин дослідної групи на 7 добу спостерігали добре виражену реакцію м'яких тканин, початкові ознаки періостальної мозолі. Відбувається зменшення діаметра округлого дефекту до 2,3 мм глибина не змінилася і становила 0,5 мм (рис. 4). Почалася консолідації кісткового дефекту тканини.

Рис. 4. Місце дефекту кістки у тварин дослідної групи на 7 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

На 14 добу експерименту у тварин контрольної групи спостерігали добре виражену реакцію м'яких тканин, з'являються ознаки періостальної мозолі, незначні ознаки ендостальної мозолі, діаметр дефекту зменшився до 2,2 мм і глибина до 0.4 мм, відбувається консолідації кісткового дефекту тканини (рис. 5).

Рис. 5. Місце дефекту кістки у тварин контрольної групи на 14 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

У тварин дослідної групи на 14 добу, на відміну від контрольної групи, спостерігали зниження реакцію м'яких тканин, виражені ознаки періостальної мозолі та незначні ознаки ендостальної мозолі, зменшення діаметра дефекту до 1,5 мм і глибини до 0,2 мм (рис. 6). Відбувалася виражена консолідація кісткового дефекту тканини.

Рис. 6. Місце дефекту кістки у тварин дослідної групи на 14 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

На 21 добу у тварин контрольної групи основних змін не спостерігалося, рентген знімки були аналогічна такій як на 14 добу, тільки зменшилась реакція м'яких тканин (рис. 7).

Рис. 7. Місце дефекту кістки у тварин контрольної групи на 21 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

У тварин дослідної групи на 21 добу, спостерігали зменшення діаметра дефекту до 1 мм, незначну реакцію м'яких тканин, зменшення періостальної мозолі, виражена ендостальна мозоль (рис. 8). Продовження вираженої консолідації кісткового дефекту тканини.

Рис. 8. Місце дефекту кістки у тварин дослідної групи на 21 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

На 28 добу у тварин контрольної групи спостерігали зменшення діаметра дефекту до 0,5 мм і глибини 0,1 мм, незначна реакція м'яких тканин, зменшення та ущільнення періостальної і ендостальної мозолі, відбувається консолідація кісткового дефекту тканини (рис. 9).

Рис. 9. Місце дефекту кістки у тварин контрольної групи на 28 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

У тварин дослідної групи на 28 добу спостерігали відсутність реакції м'яких тканин, круглий дефект практично не візуалізується, зменшення об'єму і ущільнення кісткової мозолі, продовжується консолідація кісткової тканини (рис. 10).

Рис. 10. Місце дефекту кістки у тварин дослідної групи на 28 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

На 42 добу в контрольній групі, спостерігали відсутність реакцію м'яких тканин, круглий дефект практично не візуалізується, кісткова мозоль зменшилася в об'ємі і ущільнилася. Продовжується консолідація кісткового дефекту тканини (рис. 11).

Рис. 11. Місце дефекту кістки у тварин контрольної групи на 42 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

У тварин дослідної групи на 42 добу, спостерігали відсутність реакції м'яких тканин і круглого дефекту, кісткової мозоль зменшилася в об'ємі і ущільнилася до кісткової тканини (рис. 12). Відбулася консолідація кісткового дефекту тканини.

Рис. 12. Місце дефекту кістки у тварин дослідної групи на 42 добу після нанесення дефекту: а - бокова проекція; б - пряма проекція

Висновки

Механічна травма кісткової тканини призводить до реакції м'яких тканин, спрямованої на відновлення цілісності кісткової тканини.

Рентгенологічними дослідженнями встановлено, що після введення алогенних мезенхімальних стовбурових клітин в кров'яне русло, процеси регенерації прискорюються в порівнянні із контролем. За цих умов кісткова мозоль розвивається з періостальної мозолі та відбувається швидша консолідація кісткової тканини.

Порівняно з контролем у дослідній групі швидше виникає реакція м'яких тканин, утворення кісткової мозолі, також швидше проходить процес консолідація кісткової тканини.

Отримані експериментальні дані можна використовувати для лікування та аналізу процесів загоєння перелому.

Перспективи досліджень. У подальших дослідженнях планується підтвердити дані рентгенологічних змін гістологічними та біохімічними дослідженнями.

Анотація

У статті наведені результати з вивчення рентгенологічних змін у кістковій тканині кролів за експериментального механічного ушкодження після введення алогенних мезенхімальні стовбурових клітин у яремну вену. Встановлено, що механічне ушкодження кістки спричинює виражену реакцію з боку кісткової тканини та прилеглих м'яких тканин. Після введення алогенних мезенхімальних стовбурових клітин в яремну вену активізуються процеси регенерації та консолідації кісткової тканини, яка розпочинається з періостальної мозолі, що свідчить про міграцію клітин в місце нанесення дефекту. Алогенні мезенхімальні стовбурові клітин пришвидшують реакцію м'яких тканин, утворення кісткової мозолі та консолідацію кісткової тканини. Отримані дані можуть бути використані для відновлення ушкодженої кісткової тканини з використанням стовбурових клітин, а також для подальших експериментальних досліджень.

Ключові слова: РЕПАРАТИВНИЙ ОСТЕОГЕНЕЗ, КІСТКОВА МОЗОЛЬ, КІСТКОВА ТКАНИНА, РЕНТГЕНІВСЬКИЙ ЗНІМОК, КОНСОЛІДАЦІЯ КІСТКОВОЇ ТКАНИНИ, АЛОГЕННІ МЕЗЕНХІМАЛЬНІ СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ, ЯРЕМНА ВЕНА.

The article presents the results of a study of radiological changes in the bone tissue of rabbits during experimental mechanical damage after the conduct of allogenic mesenchymal stem cells in the jugular. Established that mechanical damage to the bone causes a pronounced reaction from the bone and the surrounding soft tissues. After the introduction of allogeneic mesenchymal stem cells in the jugular activate the regeneration and consolidation of bone tissue, which begins with the periosteal blood blisters, evidence of cell migration to the site of application of the defect. Allogeneic mesenchymal stem cells accelerate the reaction of the soft tissues, callus formation and consolidation of the bone tissue. The obtained data can be used to rebuild damaged bone tissue using stem cells as well as for further experimental studies.

Key words: REPARATIVE OSTEOGENESIS, CALLUS, BONE, X-RAY, CONSOLIDATION, BONE TISSUE, ALLOGENEIC MESENCHYMAL STEM CELLS, JUGULAR VEIN.

В статье приведены результаты изучения рентгенологических изменений в костной ткани кроликов при экспериментальном механическом повреждении после ведения аллогенных мезенхимальных стволовых клеток в яремную вену. Установлено, что механическое повреждение кости вызывает выраженную реакцию со стороны костной ткани и прилежащих мягких тканей. После введения аллогенных мезенхимальных стволовых клеток в яремную вену активизируются процессы регенерации и консолидации костной ткани, которая начинается с периостальной мозоли, что свидетельствует о миграции клеток в место нанесения дефекта. Аллогенные мезенхимальные стволовые клетки ускоряют реакцию мягких тканей, образование костной мозоли и консолидацию костной ткани. Полученные данные могут быть использованы для восстановления поврежденной костной ткани с использованием стволовых клеток, а также для дальнейших экспериментальных исследований.

Ключевые слова: РЕПАРАТИВНЫЙ ОСТЕОГЕНЕЗ, КОСТНАЯ МОЗОЛЬ, КОСТНАЯ ТКАНЬ, РЕНТГЕНОВСКИЙ СНИМОК, КОНСОЛИДАЦИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ, АЛЛОГЕННЫЕ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ, ЯРЕМНАЯ ВЕНА.

Размещено на Allbest.ru