СРЕДСТВО ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ РЕПАРАТИВНОГО ОСТЕОГЕНЕЗА

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для стимуляции сращения переломов костей.

Проблема лечения переломов костей конечностей в настоящее время является актуальной для медицинских организаций, оказывающих помощь по профилю «травматология и ортопедия». При подобной травме сохраняется высокая частота гнойно-инфекционных осложнений, хронического остеомиелита. Несмотря на совершенствование методов остеосинтеза, количество несращений костей и других нарушений консолидации остается высоким. Все это оборачивается тяжелыми последствиями для пациента и часто заканчивается инвалидизацией (1, 2). Одной из причин неблагоприятных исходов переломов является нарушение механизмов репаративного гистогенеза. Разработка способов и препаратов для стимуляции остеогенеза является актуальной и необходимой для современной медицины.

Наиболее близкими являются следующие способы стимуляции репаративного остеогенеза.

- Введение в область перелома материала «Депротекс» на основе депротеинизированной аллокости в сочетании с аутогенными факторами роста в виде тромбоцитарно-фибринового геля. Эта методика ускоряет хондрогенез и остеогенез (3, 4).

- Пункционное введение в зону перелома аутоплазмы, обогащенной тромбоцитами. В тромбоцитах содержится большое количество биологически активных веществ, факторов роста, которые стимулируют гистогенез (5).

Недостатками вышеперечисленных способов является сложность получения аутогенных факторов роста и обогащенной аутоплазмы. Для приготовления этих препаратов необходимо время около суток. При госпитализации пациентов с острой травмой (например, открытый перелом) желательно иметь возможность сразу применить препараты для стимуляции остеогенеза. Данные способы требуют использования специального дорогостоящего оборудования.

Прототип изобретения разработан авторами данного изобретения ранее. Суть заключается в использовании бактериального фактора роста фибробластов при спонтанном заживлении перелома диафиза большеберцовой кости крыс (6). Однако в данной методике не использовалось лечение перелома с помощью остеосинтеза.

Задача изобретения - улучшение репаративной способности костной ткани с целью сокращения сроков консолидации переломов костей после оперативного лечения, расширение арсенала средств для стимуляции остеогенеза.

Новизной является выявленное свойство препарата «Винфар», содержащего фактор роста фибробластов, стимулировать репаративный остеогенез при лечении открытых переломов костей с помощью интрамедуллярного остеосинтеза, что приводит к снижению сроков образования костной мозоли и регенерации кости в среднем на 7 дней.

Существенное отличие состоит в том, что препарат «Винфар» применяют в качестве средства для стимуляции репаративного остеогенеза при лечении открытых переломах костей с помощью интрамедуллярного остеосинтеза.

В область перелома вводят «Винфар» дважды. Первый раз - 0,2 мл после операции остеосинтеза непосредственно после наложения швов, второй раз - через 24 часа после операции.

Препарат «Винфар» (7) содержит метаболиты штамма Bacillus subtilis 804 - патент №2427644, в состав которых входит фактор роста фибробластов (8). Это комплекс термостабильных (до 128°С) четырех белков молекулярной массой от 11 до 14 kD. В разведении 1:10-1:20 он оказывает стимулирующее действие на рост культуры клеток эмбриональных фибробластов человека и опухолевых клеток С6 глиомы, аналогичное 5% фетальной сыворотке (стандарт). Фактор роста чувствителен к протеолизу под действием трипсина, имеет изоэлектрическую точку в области 9,2-9,3.

Для получения препарата суточную культуру Bacillus subtilis 804 из коллекции ГИСК им. Тарасевича №288 засевают в среду М-9 с казаминовыми кислотами в соотношении 1:40 и выращивают в колбах на качалке при температуре 37°С в течение 18 часов.

Состав среды М-9 для культивирования штамма бактерий Bacillus subtilis 804.

В качестве казаминовых кислот используют Casein, Acidhydrolysedfrombovinemilk, Hy-CaseSF (фирма Sigma, кат. №С-9386).

Для сепарации бактериальной массы и клеточного дебриса применяют ультрафильтрацию на установке Minitan (фирма Millipore) с мембранами 100000 Da. Фильтрат разводят в двадцать раз стерильным 7% раствором натрия хлорида. Препарат упаковывают по 10 мл в стерильные пластиковые флаконы с капельницей и пробкой с контролем вскрытия. Мы использовали в настоящих исследованиях опытно-промышленные серии препарата «Винфар», изготовленные в ООО «Бакорен». «Винфар» - это стерильная прозрачная жидкость, содержащая 5% метаболитов с новым фактором роста фибробластов и воду. Содержание белка в нем - менее 0,1%, а количество фактора роста - не менее 10 нанограмм в мл. рН препарата - 7,1±0,2.

Препарат вводится в количестве 0,2 мл с помощью шприца. Первый раз - 0,2 мл после операции остеосинтеза непосредственно после наложения швов, второй раз - через 24 часа после операции. Фактор роста фибробластов, который содержится в препарате «Винфар», является одним из наиболее важных проангиогенных медиаторов и участвует в процессе заживления ран и переломов костей. Объем вводимого препарата мы определили, исходя из среднего объема гематомы области перелома бедра у крысы - 0,2 мл.

Пример конкретного использования.

Все эксперименты на животных были выполнены в соответствии с требованиями «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1985), под контролем Этического комитета Оренбургского государственного медицинского университета.

Мы использовали 96 крыс линии «Wistar». Выполнено моделирование переломов средней трети бедренной кости путем остеотомии через оперативный доступ 1,0 см. Затем выполнялся интрамедуллярный остеосинтез бедра тонкой спицей. Раны ушивались. 48 животным опытной группы дважды вводили в область перелома 0,2 мл препарата «Винфар» - интраоперационно непосредственно после остеотомии и через 24 часа. 48 крыс группы контроля получали 0,2 мл 0,9% раствора натрия хлорида. Выполнялись клинические наблюдения за животными. На 7, 14, 21, 28, 44 и 61 сутки по 8 крыс каждой группы были подвергнуты эвтаназии. Выполнены гистологические исследования тканей области перелома. Статистическая обработка производилась на персональном компьютере с помощью лицензированного пакета прикладных программ «MS Office». При обработке полученных результатов использовались методы описательной статистики, критерий ANOVA.

При сравнительном анализе процесса регенерации кости выявлено, что у животных опытной группы процессы образования костной мозоли протекали в среднем на 7 дней быстрее, чем в группе контроля. Например, на 21 сутки у животных контрольной группы интермедиарная костная мозоль представлена очагами редуцирующейся грануляционной ткани и широкими участками волокнистого матрикса с группами пролиферирующих остеогенных клеток (Фиг. 1. Крыса. Контрольная группа. Область перелома бедренной кости, интермедиарная костная мозоль, 21 сутки. Окраска гематоксилин-эозин. Общее увеличение ×150). Периостальная костная мозоль, так же как и периферические отделы интермедиарной, представлена остатками деградирующего хряща и очагами формирования незрелой ретикулофиброзной кости (Фиг. 2. Крыса. Контрольная группа. Область перелома бедренной кости, периостальная костная мозоль, 21 сутки. Окраска гематоксилин-эозин. Общее увеличение ×150). У крыс опытной группы на 21 сутки наблюдается иная картина. Вся площадь интермедиарной костной мозоли представлена остатками деградирующего хряща и очагами формирования ретикулофиброзной кости (Фиг. 3. Крыса. Опытная группа. Область перелома бедренной кости, интермедиарная костная мозоль, 21 сутки. Окраска гематоксилин-эозин. Общее увеличение ×150). Периостальная костная мозоль представлена широкими полями формирующейся ретикулофиброзной кости и лишь небольшими очагами деградирующего хряща (Фиг. 4. Крыса. Опытная группа. Область перелома бедренной кости, периостальная костная мозоль, 21 сутки. Окраска гематоксилин-эозин. Общее увеличение ×150). Похожее строение костной мозоли наблюдалось в последующем и у животных контрольной группы, но на 28 сутки после травмы, то есть на 7 дней позже.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в создании нового средства, стимулирующего репаративный остеогенез при лечении открытых переломов с помощью интрамедуллярного остеосинтеза.

Таким образом, установлено, что двукратное применение препарата «Винфар» при лечении переломов с помощью интрамедуллярного остеосинтеза приводит к снижению сроков образования костной мозоли и регенерации кости в эксперименте в среднем на 7 суток. Данное свойство препарата служит обоснованием для подготовки препарата к внедрению в клиническую практику в качестве средства для стимуляции репаративного остеогенеза при оперативном лечении открытых переломов. Тем самым мы расширяем арсенал средств для стимуляции репаративного остеогенеза и улучшения результатов лечения переломов костей.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мартель, И.И. Чрескостный остеосинтез по Илизарову в комплексном лечении больных с открытыми повреждениями конечностей / И.И. Мартель // Гений ортопедии. - 2011. - №2. - С. 44-48.

2. Прогнозирование гнойно-воспалительных осложнений при открытых переломах длинных трубчатых костей / А. М. Мироманов [и др.] // Вестн. хирургии им. И.И. Грекова. - 2009. - Т. 168, №3. - С. 57-60.

3. Кирилова, И.А. Репаративная регенерация губчатой кости при использовании костно-пластического материала "Депротекс" / И.А. Кирилова // Политравма. - 2011. - №1. - С. 22-29.

4. Кирилова, И.А. Патент RU 2232585. Способ приготовления биоактивного костно-пластического материала "депротекс".

5. Ачкасов, Е.Е. Применение аутоплазмы, обогащенной тромбоцитами, в клинической практике / Е.Е. Ачкасов, Э.Н.Безуглов, А.А.Ульянов, В.В. Куршев, А.Д. Репетюк, О.Н.Егорова // Биомедицина. - 2013. - Т. 1, №4. - С. 46-59.

6. Миханов, В.А. Морфофункциональные особенности репаративной регенерации костной ткани при заживлении открытого перелома диафиза большеберцовой кости крыс под действием фактора роста фибробластов бактериальной природы / В.А. Миханов, Е.И. Шурыгина // Вестник РГМУ. - 2014. - №2. - С. 197.

7. Свидетельство на товарный знак (знак обслуживания) №433087 «Винфар». / Правообладатель Никитенко В.И. Зарегистрировано 23 марта 2011 г.

8. Никитенко, В.И. Патент RU 2427644. Штамм бактерий Bacillus subtilis - продуцент фактора роста фибробластов. / В.И. Никитенко // - опубл. 27.08.11. Бюл. №24.