Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛОКАЛЬНОГО СНИЖЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ КОСТНОЙ ТКАНИ У КРОЛИКОВ

Изобретение относится к области экспериментальной медицины, в частности к изучению состояний, связанных со снижением минеральной плотности костей.

Известны модели остеопороза костей конечностей животных путем исключения нагрузки на них при ампутации голени (1) и остеотомии костей голени с последующей иммобилизацией (2). Эти модели вызывали патологические процессы потери костной массы в костях только одного сегмента конечности экспериментального животного и были очень травматичными. При моделировании остеопороза такими способами невозможно было оценить влияние патологических процессов на функциональное состояние нижней конечности животного в целом. При иммобилизации требовался ежедневный трудоемкий уход за животными. Ограничение подвижности животного значительно увеличивало риск послеоперационных осложнений и летальных исходов.

Известен способ моделирования остеопороза у кролика в эксперименте путем овариоэктомии и введения глюкокортикоидов (3). Применение модели позволяло добиться потери костной массы в относительно короткие сроки. Однако опосредованное влияние стероидных гормонов на развитие остеопороза у экспериментальных животных не позволяет контролировать степень выраженности изучаемого патологического процесса и его локализацию. Общее токсическое влияние введенных препаратов повышало летальность лабораторных животных. Данный способ был взят нами за прототип.

Целью изобретения является создание локальной модели снижения минеральной плотности костной ткани у кроликов.

Эта цель достигается тем, что после выбора кости для моделирования выполняют местную инфильтративную анестезию, проводя шприц чрескожно до кортикальной пластинки кости; снимают корпус шприца, устанавливают через иглу шприца мандрен и прокалывают кортикальную пластинку; извлекают мандрен, присоединяя к игле шприц с раствором ортофосфорной кислоты, осуществляют медленное введение раствора в различных направлениях внутри объема кости, после чего шприц снимают, снова устанавливают мандрен и извлекают иглу; при этом используют раствор ортофосфорной кислоты с концентрацией от 0,2 М до 1,0 М для обеспечения разной степени снижения минеральной плотности костной ткани, которая в таком случае проявляется снижением на 10% при увеличении концентрации вводимой ортофосфорной кислоты на 0,1 М.

Техническим результатом предлагаемого способа стало снижение травматичности манипуляции, сохранение привычных условий содержания животных и ухода за ними после нее, возможность беспрепятственной оценки в послеоперационном периоде функционального состояния конечностей животных; создание локальной модели снижения минеральной плотности конкретной кости и возможность коррекции выраженности данного процесса в зависимости от концентрации введенной ортофосфорной кислоты.

Данный способ локального моделирования снижения минеральной плотности костной ткани не является травматичным для животного, так как манипуляция осуществляется через один прокол. Последовательность замены шприцов и установки мандрена ограничивает воздействие токсичной ортофосфорной кислоты на мягкие ткани животного и обеспечивает ее непосредственное влияние только на костную ткань. Способ не требует иммобилизации кроликов, не изменяет условий их содержания и не повышает трудоемкости ухода за ними, таким образом, снижается риск послеоперационных осложнений и летальных исходов среди животных.

Существует беспрепятственная возможность для оценки в послеоперационном периоде функционального состояния конечностей животных. Влияние раствора ортофосфорной кислоты на костную ткань описывается формулами ее взаимодействия с неорганическими компонентами кости, которыми в основном являются соли Са₃(PO₄)₂ (более 78%), СаСО₃ (более 15%) и Mg₃(PO₄)₂ (около 2%). Это взаимодействие описано следующими химическими реакциями: Са₃(PO₄)₂+4H₃PO₄=3Са(H₂PO₄)₂

СаСО₃+2H₃PO₄=Са(H₂PO₄)₂+H₂O+CO₂

Mg₃(PO₄)₂+4H₃PO₄=3Mg(H₂PO₄)₂

Снижение минеральной плотности костной ткани у животных контролировали при помощи рентгенологической абсорбационной двуэнергетической денситометрии. Нами было выполнено исследование на 84 кроликах породы «Шиншилла», которым моделировали снижение минеральной плотности костной ткани в подвздошных или бедренных костях по разработанному способу. Результаты оценивали, выполняя рентгенологическую абсорбационную двуэнергетическую денситометрию. После статистической обработки результатов оказалось, что дебют снижения минеральной плотности костной ткани у кроликов в основном приходился на 14 сутки после манипуляции, максимально прогрессировал к 60 суткам и стабилизировался к 90 дню. Именно эти даты были выбраны нами в качестве контрольных точек для оценки эффективности способа.

Зависимость снижения минеральной плотности костной ткани от концентрации введенной ортофосфорной изучали в эксперименте на подвздошных костях кроликов. Общее количество животных составило 72 особи, разделенных на 9 групп в зависимости от концентрации введенной ортофосфорной кислоты. Полученные данные были статистически обработаны. Было отмечено, что увеличение концентрации введенной ортофосфорной кислоты на 0,1 М обеспечивает снижение минеральной плотности костной ткани на 10%. Таким образом, изменяя концентрацию вводимой кислоты, можно контролировать степень выраженности патологического процесса при локальном моделировании.

Способ осуществляли следующим образом. Выбирали кость для моделирования локального снижения минеральной плотности. Выполняли местную инфильтративную анестезию, проводя шприц чрескожно до кортикальной пластинки кости; снимали корпус шприца, устанавливали через иглу шприца мандрен и прободали кортикальную пластинку кости; извлекали мандрен, присоединяя к игле шприц с раствором ортофосфорной кислоты с концентрацией от 0,2 М до 1,0 М; осуществляли медленное введение раствора в различных направлениях внутри объема участка кости, после чего шприц снимали, снова устанавливали мандрен и извлекали иглу.

Наступление снижения минеральной плотности костной ткани контролировали при помощи рентгенологической абсорбационной двуэнергетической денситометрии на 14, 30 и 90 сутки после выполнения манипуляции.

Эффективность способа подтверждена экспериментальными исследованиями, выполненными на базе ГБОУ ВПО СамГМУ Минздрава России в Институте экспериментальной медицины и биотехнологий.

Пример 1. Кролик породы «Шиншила» №17. В условиях операционной по разработанному способу животному было выполнено введение 0,7 М раствора H₃PO₄ в крыло подвздошной кости. В послеоперационном периоде условия содержания и качество жизни животного не изменились, никаких осложнений не наблюдали. Выполняли исследование функционального состояния задних конечностей животного, проводя реовазографию, термографию, электромиографию. Наступление снижения минеральной плотности костной ткани контролировали при помощи рентгеновской абсорбационной двуэнергетической денситометрии. Показатель минеральной плотности костной ткани (BMD) подвздошной кости составил до моделирования 0,4778 г/см², 0,1194 к 14 суткам, 0,1337 г/см² к 60 суткам и 0,1435 г/см² к 90 суткам с момента выполнения манипуляции.

Пример 2. Кролик породы «Шиншила» №18. В условиях операционной по разработанному способу животному было выполнено введение 0,5 М раствора Н₃РО₄ в проксимальный отдел бедренной кости. В послеоперационном периоде условия содержания и качество жизни животного не изменились, никаких осложнений не наблюдали. Выполняли исследование функционального состояния задних конечностей животного, проводя реовазографию, термографию, электромиографию. Наступление снижения минеральной плотности костной ткани контролировали при помощи рентгеновской абсорбационной двуэнергетической денситометрии. Показатель минеральной плотности костной ткани (BMD) проксимального отдела бедренной кости составил до моделирования 0,7826 г/см², 0, 3521 к 14 суткам, 0,3678 г/см² к 60 суткам и 0,3913 г/см² к 90 суткам с момента выполнения манипуляции.

Предлагаемый способ локального моделирования и контроля снижения минеральной плотности костной ткани возможно и целесообразно использовать в научных учреждениях и лабораториях.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Осипенко А.В., Трифонова Е.Б. Иммобилизационный остеопороз (патогенез, моделирование, принципы диагностики и лечения). - Екатеринбург, 2013. - 246 с.

2. Асилова С.У., Рашидова С.Ш., Убайдуллаев Б.Ш., Юсупова К.А., Умарова Г.Ш, Нуримов Г.К., Вахидова Н.Р. Морфологические исследования при остеопорозе костей в экспериментальных условиях. Образование и наука без границ. - Мат. 10 науч.-практ. конф. - Пшемысль, 2014. С. 19-32.

3. Патент РФ на изобретение №2480843 от 18.11.2011 г., Конев В.А., Божко A.M., Румакин В.П., Наконечный Д.Г., Нетылько Г.И., Зайцева М.Ю.