RU2110798C1

RU2110798C1 - Method to predict the process of distractional osteogenesis

Info

Publication number: RU2110798C1
Application number: RU96115990A
Authority: RU
Inventors: В.В. Базарный; А.В. Осипенко
Original assignee: Уральский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-05-10

Abstract

FIELD: medicine, orthopedics, immunology, veterinary science. SUBSTANCE: cells of bone marrow, for example sternum of experimental animals or human sternum, are cultivated in diffusion chambers which are then implanted intraperitoneally for mice. In 7 days chambers are removed and cytological preparations are prepared from their content to count the number of clusters and colonies of monocytar-macrophageal and fibroblastic types, and according to their ratio a prognostic index is determined, and at its value > 1 defected flow of osteogenesis. EFFECT: lower traumaticity, higher efficiency for earlier revealing disorders connected with disorders of immunological regulation of distractional osteogenesis. 2 tbl

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной ортопедии, иммунологии, и может быть использовано в ветеринарии. The invention relates to medicine, in particular to experimental orthopedics, immunology, and can be used in veterinary medicine.

Известен способ прогнозирования течения регенерации костной ткани при дистракционном остеосинтезе (авт. св. 1103851, опубл. 1984), включающий определение в сыворотке крови лактатдегидрогеназы, пировиноградной кислоты, общего белка, мочевины, натрия, калия, фосфора, и в моче калия, кальция, фосфора до операции, перед началом удлинения и через 10 сут. дистракции. A known method for predicting the course of bone regeneration during distraction osteosynthesis (ed. St. 1103851, publ. 1984), including the determination of serum lactate dehydrogenase, pyruvic acid, total protein, urea, sodium, potassium, phosphorus, and urine potassium, calcium, phosphorus before surgery, before lengthening and after 10 days. distraction.

Однако способ имеет существенные недостатки, а именно необходимость трехкратного определения большого числа показателей делает способ дорогостоящим и не позволяет строить прогноз до начала дистракции. Комплекс используемых в данном способе тестов (калий, натрий, ЛДГ) не отражает специфичности процессов регенерации костной ткани, в связи с чем его использование при наличии интеркуррентной патологии ограничено. However, the method has significant drawbacks, namely, the need to triple determine a large number of indicators makes the method expensive and does not allow to make a forecast before the start of distraction. The complex of tests used in this method (potassium, sodium, LDH) does not reflect the specificity of bone tissue regeneration processes, and therefore its use in the presence of intercurrent pathology is limited.

Весьма перспективным в прогнозировании течения остеогенеза является исследование функционального состояния различных клеток, которые принимают активное участие в процессах регенерации кости. Very promising in predicting the course of osteogenesis is the study of the functional state of various cells that are actively involved in bone regeneration.

Известен способ прогнозирования регенерации костной ткани, основанный на изучении клоногенной способности фибробластов костного мозга кролика, культивируемого в присутствии сыворотки больного (авт. св. 1173990, опублик. 1985). A known method for predicting bone tissue regeneration, based on the study of the clonogenic ability of rabbit bone marrow fibroblasts cultured in the presence of the patient's serum (ed. St. 1173990, published. 1985).

Недостатком данного способа является необходимость выполнять исследования в оборудованной для культивирования костного мозга лаборатории с использованием дорогостоящих средств, облученного костного мозга кролика. The disadvantage of this method is the need to perform research in a laboratory equipped for bone marrow cultivation using expensive means, irradiated rabbit bone marrow.

Наиболее близким к предлагаемому является известный способ определения интенсивности костеобразования (авт. св. 1176207, опублик., 1985). Способ заключается в том, что определяют число колониеобразующих клеток фибробластов в пунктате костного мозга здоровой кости путем ее прижизненного пунктирования до травмы и в различные периоды после нее. Однако этот способ травматичен, длителен в исполнении. Для его выполнения необходимы повторные исследования, дорогостоящие питательные среды, специальная аппаратура для культивирования клеток облученного костного мозга кролика. Кроме того, по исследованиям авторов, в ряде случаев замедления дистракционного костеобразования, связанного с нарушением иммунологической регуляции, данный способ оказывается неэффективным (Базарный В.В. Механизмы участия клеток иммунной системы в регуляции регенерации костной ткани при дистракционном остеосинтезе; Автореф. дис. докт. мед. наук.-Челябинск, 1995, 33 с.)
Поставленная задача - сокращение времени исследования, снижение травматичности и повышение точности прогноза, решается следующим образом.Closest to the proposed is a known method for determining the intensity of bone formation (ed. St. 1176207, published., 1985). The method consists in determining the number of colony-forming fibroblast cells in a bone marrow puncture of a healthy bone by its intravital puncturing prior to injury and at various periods after it. However, this method is traumatic, time consuming. Repeated studies, expensive nutrient media, and special equipment for the cultivation of irradiated rabbit bone marrow cells are necessary for its implementation. In addition, according to the studies of the authors, in some cases of slowing down of distraction bone formation associated with a violation of immunological regulation, this method is ineffective (Bazarny V.V. Mechanisms of the participation of cells of the immune system in the regulation of bone tissue regeneration during distraction osteosynthesis; Abstract of thesis. Doct. Medical Sciences.-Chelyabinsk, 1995, 33 pp.)
The task is to reduce research time, reduce morbidity and increase the accuracy of the forecast, is solved as follows.

Исследования функционального состояния клоногенных клеток костного мозга согласно изобретению проводят после проведения чрескостного остеосинтеза перед началом удлинения, определяют число клоногенных клеток костного мозга, например грудины собаки, выявляя при этом клетки-предшественники моноцитов-макрофагов и фибробластов и по их соотношению рассчитывают прогностический индекс (ПИ), и при значении ПИ > 1 прогнозируют нарушенное костеобразование. Studies of the functional state of clonogenic bone marrow cells according to the invention are carried out after transosseous osteosynthesis before lengthening is started, the number of bone marrow clonogenic cells, for example, the sternum of a dog, is determined, identifying the progenitor cells of macrophages and fibroblasts, and the prognostic index (PI) is calculated by their ratio , and with a PI value> 1, broken bone formation is predicted.

Для определения эффективности клонирования клеток костного мозга используют метод культивирования костного мозга в диффузионных камерах (Гольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Шахов В.П. Методы культуры ткани в гематологии.-Томск: Томский университет, 1992, с. 116-123.) Выбор клеток-предшественников кроветворения - моноцитарно-макрофагального и фибробластического типов обусловлен тем, что обе эти клеточные линии по существующим представлениям участвуют в остеогенезе. To determine the efficiency of bone marrow cell cloning, the method of culturing bone marrow in diffusion chambers is used (Goldberg E.D., Dygay A.M., Shakhov V.P. Methods of tissue culture in hematology.-Tomsk: Tomsk University, 1992, p. 116 -123.) The choice of hematopoietic precursor cells - monocyte-macrophage and fibroblastic types is due to the fact that both of these cell lines are involved in osteogenesis according to existing ideas.

Прогностический индекс определен в результате экспериментальных исследований. Выявлено, что соотношение между клетками моноцитарно-макрофагального и фибробластического типов более точно характеризует течение дистракционного остеогенеза, чем в прототипе (см. табл. 1). The prognostic index is determined as a result of experimental studies. It was revealed that the ratio between cells of monocyte-macrophage and fibroblastic types more accurately characterizes the course of distraction osteogenesis than in the prototype (see table. 1).

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Клетки костного мозга, например грудины, экспериментального животного или человека, полученные путем пункции губчатой кости любым известным способом, культивируют в цилиндрических диффузионных камерах, изготовленных из фильтра "Миллипор". Взвесь миелокариоцитов в аутологичном плазменном сгустке в концентрации 0,1 млн клеток/мл вводят в камеру через тонкую иглу. Затем камеры имплантируют внутрибрюшинно по 4 - 6 штук мышам, обработанных за сутки до эксперимента циклофосфаном в дозе 200 мг/кг. Через 7 сут камеры извлекают и из их содержимого готовят цитологические препараты, которые окрашивают по Романовскому-Гимза. При микроскопировании в них подсчитывают число кластеров и колоний моноцитарно-макрофагального и фибробластического типов и рассчитывают прогностический индекс:

.Bone marrow cells, such as sternum, experimental animal or human, obtained by puncture of the cancellous bone by any known method, are cultured in cylindrical diffusion chambers made of a Millipore filter. A suspension of myelocaryocytes in an autologous plasma clot at a concentration of 0.1 million cells / ml is introduced into the chamber through a thin needle. Then, chambers are implanted intraperitoneally in 4-6 mice treated with cyclophosphamide at a dose of 200 mg / kg the day before the experiment. After 7 days, the chambers are removed and cytological preparations are prepared from their contents, which are stained according to Romanovsky-Giemsa. During microscopy, they count the number of clusters and colonies of monocytic-macrophage and fibroblastic types and calculate the prognostic index:

.

По значению прогностического индекса определяют течение регенерации костной ткани, при ПИ ≤ 1 прогнозируют нормальное течение регенерации костной ткани, а при ПИ > 1 - нарушенное течение костеобразования. Данные приведены в табл. 2. The prognostic index value determines the course of bone tissue regeneration, with PI ≤ 1, the normal course of bone tissue regeneration is predicted, and with PI> 1, the disturbed bone formation is predicted. The data are given in table. 2.

Примеры прогноза течения костеобразования при дистракционном остеосинтезе. Examples of prognosis of bone formation during distraction osteosynthesis.

Данный тест специфичен, позволяет с большей точностью и в ранние сроки выявить нарушения костеобразования, связанные с нарушением иммунологической регуляции дистракционного остеогенеза, без дополнительной травматизации костной системы (исследования проводят лишь однократно) и исключает возможность осложнений репаративного процесса. This test is specific, allows more accurate and early detection of bone formation disorders associated with impaired immunological regulation of distraction osteogenesis, without additional trauma to the skeletal system (studies are carried out only once) and eliminates the possibility of complications of the reparative process.

Предлагаемый способ может применяться в экспериментальной медицине при изучении механизмов управляемой регенерации тканей. Может использоваться для тестирования новых стимуляторов кроветворения и костеобразования, а также в области ветеринарной практики для прогнозирования исходов лечения животных с применением чрескостного остеосинтеза. The proposed method can be used in experimental medicine in the study of the mechanisms of controlled tissue regeneration. It can be used to test new stimulators of hematopoiesis and bone formation, as well as in the field of veterinary practice to predict the outcome of treatment of animals using transosseous osteosynthesis.

Claims

A method for predicting the course of distraction osteogenesis by examining the state of bone marrow clonogenic cells, characterized in that before the start of lengthening, the number of bone marrow clonogenic cells is determined by identifying the progenitor cells of macrophages and fibroblasts and the prognostic index (PI) is calculated by their ratio and with PI value > 1 predict disturbed bone formation.