RU2524128C1 - Способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза - Google Patents

Способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза Download PDF

Info

Publication number
RU2524128C1
RU2524128C1 RU2013106625/14A RU2013106625A RU2524128C1 RU 2524128 C1 RU2524128 C1 RU 2524128C1 RU 2013106625/14 A RU2013106625/14 A RU 2013106625/14A RU 2013106625 A RU2013106625 A RU 2013106625A RU 2524128 C1 RU2524128 C1 RU 2524128C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
osteoresorption
conditions
animals
fracture
bone
Prior art date
Application number
RU2013106625/14A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013106625A (ru
Inventor
Любовь Викторовна Родионова
Ирина Александровна Шурыгина
Михаил Геннадьевич Шурыгин
Виктор Федорович Лебедев
Надежда Владимировна Прудникова
Лилия Григорьевна Попова
Светлана Александровна Лепехова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (ФГБУ "НЦРВХ" СО РАМН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (ФГБУ "НЦРВХ" СО РАМН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (ФГБУ "НЦРВХ" СО РАМН)
Priority to RU2013106625/14A priority Critical patent/RU2524128C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2524128C1 publication Critical patent/RU2524128C1/ru
Publication of RU2013106625A publication Critical patent/RU2013106625A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области экспериментальной медицины и патофизиологии и касается моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза. Для этого экспериментальному животному внутрибрюшинно однократно вводят раствор селенометионина в концентрации 2 мкг/мл в дозе 10 мкг/кг веса тела. Через сутки, на хирургической стадии наркоза, выполняют стандартный перелом верхней трети диафиза бедренной кости с интрамедуллярным остеосинтезом стальным штифтом. Способ позволяет в короткие сроки получить резорбцию костной ткани в процессе репаративного остеогенеза при 100% воспроизводимости модели. 6 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области экспериментальной медицины и патофизиологии, а именно к моделированию резорбции костной ткани у экспериментальных животных (крыс) и может быть использовано для экспериментальной разработки новых методов лечения и профилактики нарушений метаболизма костной ткани в процессе репаративной регенерации.
Известно, что резорбция костной ткани - это процесс ее разрушения, который существенно ускоряется при некоторых заболеваниях опорно-двигательного аппарата, эндокринной системы и других патологических состояниях. Следствием ускоренного разрушения кости является остеопороз.
Известен способ стимуляции костной резорбции у лабораторных животных, включающий увеличение уровня эндогенных глюкокортикоидов в организме путем активации коры надпочечников в результате создания ситуации, приводящей к эмоциональному напряжению. Для этого животных ежедневно в течение 7 суток помещают в прозрачную цилиндрическую пластиковую камеру с отверстиями для доступа воздуха, размер которой как в длину, так и в диаметре превышает размеры животного на 1-2 см. Продолжительность пребывания в камере составляет 6 часов в день. Животных выводят из эксперимента на 8 сутки. При морфологическом исследовании у животных, характеризовавшихся высокой эмоциональной реактивностью, наблюдают повышение активности остеокластов (Пат. 2384891 РФ, МПК G09D 23/28, Способ стимуляции костной резорбции у лабораторных животных. / Подковкин В.Г., Иванов Д.Г. , №2008118969/14; заявл. 13.05.2008; опубл. 20.03.2010).
К недостаткам известного способа следует отнести то, что резорбция костной ткани выражена у особей с высокой эмоциональной реактивностью, следовательно, для стандартизации получаемых результатов необходим предварительный отбор животных. Кроме этого, длительное поддержание высокого уровня глюкокортикоидов может индуцировать остеонекроз вместо увеличения резорбции.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ моделирования остеопороза у самок крыс, заключающийся в проведении двусторонней овариэктомии с последующим введением омепразола в дозе 0,3-0,4 мг/кг перорально в течение 6 месяцев. Для осуществления известного способа в условиях хирургической стадии нембуталового наркоза (40 мг/кг массы тела) лабораторному животному проводят срединную лапаротомию, выделяют трубы матки, взяв их на лигатуру, осуществляют перевязку яичниковых артерий. Затем выделяют яичники и пересекают проксимальный конец труб матки за лигатурой; а резецированный конец труб с лигатурой погружают в полость живота и осуществляют тщательный гемостаз, ушивая двойным швом апоневроз и кожу. В течение 6 месяцев перорально вводят омепразол в дозе 0,3-0,4 мг/кг. Спустя полгода в хирургической стадии нембуталового наркоза осуществляют забор костной ткани из области диафиза бедренной кости и грудины. В образцах костной ткани обнаруживают истончение костных балок и дистрофию остеобластов (Пат. 2384894 Российская Федерация МПК G09D 23/28, Способ моделирования остеопороза у самок крыс. / Лазебник Л.Б., Лычкова А.Э., Петраков А.В., №2008142636/14; заявл. 27.10.2008; опубл. 20.03.2010).
К недостаткам известного способа следует отнести:
- использование только самок лабораторных животных;
- необходимость проведения полостной операции;
- длительное время, необходимое для получения остеопороза (6 месяцев), необходимость длительного содержания лабораторных животных в условиях вивария;
- большая трудоемкость.
Следовательно, известный способ не позволяет быстро и экономично получить модель резорбции костной ткани.
Задачей заявляемого технического решения является разработка способа моделирования остеорезорбции при репаративном остеогенезе, позволяющего в более быстрые сроки и более экономично получить локальную резорбцию костной ткани.
Техническим результатом предлагаемого способа является обеспечение возможности получения локальной резорбции костной ткани в условиях репаративного остеогенеза, а также сокращение времени и трудозатрат, необходимых для получения модели локальной резорбции костной ткани.
Технический результат достигается тем, что способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза включает введение препарата экспериментальному животному.
Отличительные приемы заявляемого способа заключаются в том, что в качестве препарата используют раствор селенометионина в концентрации 2 мкг/мл, который вводят внутрибрюшинно, однократно в дозе 10 мкг/кг веса животного, а через сутки, на хирургической стадии наркоза, выполняют стандартный перелом верхней трети диафиза бедренной кости с интрамедуллярным остеосинтезом стальным штифтом, после чего животное содержат в условиях вивария на стандартном рационе в течение 9-35 суток.
Проведенный сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения «новизна», поскольку проведенные патентные исследования по подклассам G01N 33/48, 33/53, 33/68, 33/74, G09B 23/28, A61B 6/00, A61B 10/00, A61B 17/56, A61K 31/5513, A61P 19/10 и анализ научно-медицинской информации, отражающий существующий уровень моделирования процессов резорбции костной ткани, не выявили способов, идентичных предлагаемому. Следовательно, заявляемый способ моделирования остеорезорбции, основанный на введении препарата селена в процессе сращения стандартного перелома бедренной кости у крыс, является новым.
Взаимосвязь и взаимодействие существенных признаков предлагаемого способа, а именно:
- в качестве препарата используют раствор селенометионина (Sigma, кат. S3132) в концентрации 2 мкг/мл;
- раствора селенометионина вводят внутрибрюшинно в количестве 1 мл, что составляет 10 мкг/кг веса тела экспериментального животного;
- последующее выполнение стандартного перелома верхней трети диафиза бедренной кости с интрамедуллярным остеосинтезом стальным штифтом
обеспечили возможность достижения технического результата, именно: получить в более короткие сроки и с меньшими экономическими затратами модель локальной резорбции костной ткани в процессе заживления стандартного перелома бедренной кости у крыс.
Изложенное позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение имеет «изобретательский уровень».
Предлагаемый способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза является промышленно применимым в области экспериментальной медицины, так как может быть воспроизведен неоднократно. Для его использования необходимы общедоступные условия, инструменты и вещества. Вышеизложенное дает основание считать, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «промышленная применимость».
Заявляемый способ осуществляют следующим образом:
Лабораторные животные: крысы-самцы породы Вистар. За 1 сутки до оперативного вмешательства, в условиях операционной, проводят внутрибрюшинную инъекцию 1 мл раствора селенометионина (Sigma, кат. S3132) концентрацией 2 мкг/мл, что составляет 10 мкг/кг веса тела. На следующий день в асептических условиях, на хирургической стадии кетаминового наркоза (50 мг/кг массы тела), выполняют стандартный перелом верхней трети диафиза бедренной кости с интрамедуллярным остеосинтезом стальным штифтом. Осуществляют тщательный гемостаз. Через 9, 14, 21, 28 и 35 суток животных выводят из эксперимента. Для гистоморфологического исследования забирают фрагменты оперированной конечности, оценивают выраженность локальной остеорезорбции места перелома.
Сущность предложенного способа моделирования остеорезорбции поясняется фигурами 1-6.
Так, на фигуре 1 приведена морфологическая фотография зоны перелома у животного контрольной группы на 35 сутки, окраска гематоксилинэозином, увеличение 40. Видны сформированные костные балки 1.
На фигуре 2 приведена морфологическая фотография зоны перелома у животного опытной группы на 35 сутки, видны истонченные костные балки 2 в зоне репарации; окраска гематоксилин-эозином, увеличение 40.
На фигуре 3 показана морфологическая фотография зоны перелома у животного контрольной группы на 14 сутки, где выявлены единичные остеокласты 3 в зоне перелома; иммуногистохимическая окраска на специфический маркер остеокластов - карбоангидразу II типа, увеличение 400.
На фигуре 4 показана морфологическая фотография зоны перелома у животного опытной группы на 14 сутки, где выявлено большое количество остеокластов 3 в зоне перелома; иммуногистохимическая окраска на карбоангидразу II типа, увеличение 400.
На фигуре 5 показана морфологическая фотография зоны перелома у животного контрольной группы на 35 сутки, где показано отсутсвие остеокластов в зоне перелома, сформированные костные балки 1; иммуногистохимическая окраска на карбоангидразу II типа, увеличение 400.
На фигуре 6 показана морфологическая фотография зоны перелома у животного опытной группы на 35 сутки, где показано большое количество остеокластов 3 в зоне перелома, истончение костных балок 2; иммуногистохимическая окраска на карбоангидразу II типа, увеличение 400.
Предлагаемый способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза путем введения препарата селена в процессе сращения стандартного перелома бедренной кости у крыс поясняется примером конкретного выполнения.
Исследование проведено на 60 белых крысах-самцах линии «Вистар» 6-месячного возраста с массой тела 220-250 г. Экспериментальную группу составили 30 крыс, которым была выполнена модель остеорезорбции, и 30 крыс составили контрольную группу.
Всех животных содержали в условиях вивария, при естественном освещении, на стандартном рационе питания и свободном доступе к воде и пище, что соответствует нормативам ГОСТа «Содержание экспериментальных животных в питомниках НИИ» (виварий I категории, ветеринарное удостоверение 238 №0015220 от 25 марта 2009 г., служба ветеринарии Иркутской области). Опыты на животных выполняли в соответствии с правилами гуманного обращения с животными, регламентированными «Правилами выполнения работ с использованием экспериментальных животных» и №48 от 23.01.1985 г. «О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных». Все оперативные вмешательства проводили в стерильных условиях под общим обезболиванием. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБУ «НЦРВХ» СО РАМН.
За 1 сутки до оперативного вмешательства, в условиях операционной, крысам опытной группы однократно, внутрибрюшинно проводили инъекцию 1 мл раствора селенометионина (Sigma, кат. S3132) концентрацией 2 мкг/мл, что составило 10 мкг/кг веса тела. Контрольной группе животных аналогичным образом вводили 1 мл 0,85% раствора NaCl. На следующий день в асептических условиях, на хирургической стадии кетаминового наркоза (50 мг/кг массы тела), всем животным выполняли стандартный перелом верхней трети диафиза бедренной кости с интрамедуллярным остеосинтезом стальным штифтом. Осуществляли тщательный гемостаз.
Животных выводили из эксперимента на 9, 14, 21, 28 и 35 сутки после операции. Для этого в асептических условиях после внутрибрюшинного введения кетамина (50 мг/кг веса тела) проводили декапитацию животных. Для гистологического исследования забирали фрагменты конечности. Окраску препаратов проводили гематоксилин-эозином. У всех животных опытной группы получена резорбция в области срастающегося перелома, стимуляция остеокластической активности. Различия между опытной и контрольной группами наблюдались с 9 по 35 сутки с максимумом выраженности на 35 сутки (фиг.1 и фиг.2).
Для изучения остеокластической активности в ходе репаративного процесса применяли окраску на специфический маркер остеокластов - карбоангидразу II типа.
При исследовании препаратов контрольной группы установлено, что остеокластическая активность отмечается в зоне перелома с 9 суток - фиксируются единичные восьмиядерные клетки в зоне перелома и перестройки кости. На 14 сутки остеокластическая активность нарастает, достигая максимума - остеокласты располагаются в основном в зоне резорбции костных отломков (фиг.3, позиция 3). К 21 суткам остеокластическая активность в зоне отломков снижается - наблюдаются ярко окрашенные одно-четырехядерные клетки в зоне формирования молодой кости, а к 35 суткам в зоне перелома остеокласты не регистрировались (фиг.5).
В сроки 9-35 суток у всех животных опытной группы, т.е. с введением препарата селена, отмечена высокая остеокластическая активность как в зоне резорбции костных отломков, так и в зоне роста молодой кости. На 9-е сутки у животных опытной группы отмечено большое количество остеокластов в зоне резорбции кости в области перелома. К 14 суткам наряду с большим количеством остеокластов в области отломков обнаруживается большое количество остеокластов в зоне формирования молодой костной ткани (фиг.4, позиция 3). Высокая остеокластическая активность сохраняется на 21 и 35 дни наблюдения (фиг.6, позиция 3).
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить модель остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза в процессе сращения стандартного перелома бедренной кости у крыс. Воспроизводимость модели составляет 100%.
Заявляемый способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза может быть использован при экспериментальной разработке новых методов лечения и профилактики нарушений метаболизма костной ткани в процессе регенерации.

Claims (1)

  1. Способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза, включающий введение препарата экспериментальному животному, отличающийся тем, что в качестве препарата используют раствор селенометионина в концентрации 2 мкг/мл, который вводят внутрибрюшинно однократно в дозе 10 мкг/кг веса животного, а через сутки, на хирургической стадии наркоза, выполняют стандартный перелом верхней трети диафиза бедренной кости с интрамедуллярным остеосинтезом стальным штифтом.
RU2013106625/14A 2013-02-14 2013-02-14 Способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза RU2524128C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013106625/14A RU2524128C1 (ru) 2013-02-14 2013-02-14 Способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013106625/14A RU2524128C1 (ru) 2013-02-14 2013-02-14 Способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2524128C1 true RU2524128C1 (ru) 2014-07-27
RU2013106625A RU2013106625A (ru) 2014-08-20

Family

ID=51265251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013106625/14A RU2524128C1 (ru) 2013-02-14 2013-02-14 Способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2524128C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676658C1 (ru) * 2017-10-09 2019-01-09 Сергей Владимирович Сирак Способ создания экспериментальной модели остеопороза

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6887497B2 (en) * 2002-12-19 2005-05-03 Vitacost.Com, Inc. Composition for the treatment and prevention of osteoarthritis, rheumatoid arthritis and improved joint function
RU2346685C2 (ru) * 2001-04-06 2009-02-20 Байоэдвантекс Фарма Инк. Композиция и способы профилактики и лечения рака предстательной железы человека
RU2384894C1 (ru) * 2008-10-27 2010-03-20 Леонид Борисович Лазебник Способ моделирования остеопороза

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2346685C2 (ru) * 2001-04-06 2009-02-20 Байоэдвантекс Фарма Инк. Композиция и способы профилактики и лечения рака предстательной железы человека
US6887497B2 (en) * 2002-12-19 2005-05-03 Vitacost.Com, Inc. Composition for the treatment and prevention of osteoarthritis, rheumatoid arthritis and improved joint function
RU2384894C1 (ru) * 2008-10-27 2010-03-20 Леонид Борисович Лазебник Способ моделирования остеопороза

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МЕЛЬНИКОВА Н. Б. Разработка фармацевтической композиции мицефосфон с димефосфоном и ее исследование при моделировании остеопороза. Химико-фармацевтический журнал, 2008, Т. 46, N 8, С. 33-38. CHENG AW et al. Selenomethionine inhibits IL-1β inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase 2 (COX2) expression in primary human chondrocytes Osteoarthritis Cartilage. 2011 Jan;19(1):118-25. GONZÁLEZ-PÉREZ JM et al.Relative and combined effects of selenium, protein deficiency and ethanol on bone J Trace Elem Med Biol. 2011 Apr;25(2):113-7 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676658C1 (ru) * 2017-10-09 2019-01-09 Сергей Владимирович Сирак Способ создания экспериментальной модели остеопороза

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013106625A (ru) 2014-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Acar et al. Bone regeneration by low-level laser therapy and low-intensity pulsed ultrasound therapy in the rabbit calvarium
Hernigou et al. History of internal fixation (part 1): early developments with wires and plates before World War II
Lang et al. Osteotomy models–the current status on pain scoring and management in small rodents
Atalay et al. Pentoxifylline and electromagnetic field improved bone fracture healing in rats
Sun et al. Dynamic in vivo monitoring of fracture healing process in response to magnesium implant with multimodal imaging: Pilot longitudinal study in a rat external fixation model
Rosero et al. Photobiomodulation as an adjunctive therapy for alveolar socket preservation: a preliminary study in humans
CN103405408B (zh) 白杨素在治疗缺血性脑卒中药物中的应用
RU2524128C1 (ru) Способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза
RU2639787C1 (ru) Способ моделирования фокальной ишемии головного мозга
Izumino et al. Effects of hyperbaric oxygen treatment on calvarial bone regeneration in young and adult mice
RU2728562C1 (ru) Способ хирургического лечения хронической передней нестабильности плечевого сустава.
Ioyah et al. Effect of mangosteen peel extract on bone fracture healing
Alic et al. Effects of cilostazol on fracture healing: an experimental study
Aydin et al. Histologic Evaluation of the Effect of Mecsina Hemostopper on Bone Regeneration for Critical-Size Defects.
Fernandes et al. Free omental graft without vascular microanastomosis in the cutaneous wound healing of rabbits
RU2706033C1 (ru) Способ стимуляции репаративного остеогенеза при использовании изделий из наноструктурированного титана у животных
RU2463668C1 (ru) Способ экспериментального моделирования замедленного дистракционного остеогенеза при укорочении костей конечностей
RU2797629C1 (ru) Способ моделирования псевдоартроза большеберцовой кости у кроликов
RU2573381C2 (ru) Способ моделирования пострезекционной гипокальцемии
Kaymaz et al. Tetracalcium phosphate treatment on experimental fracture model in rats
Bottai et al. Use of teriparatide in preventing delayed bone healing in complex biosseous leg fracture: a case report
Reshetnyak et al. Reparative histogenesis of bone tissue in femoral fractures in rats using biocomposite material along with immunocorrection
RU2523622C1 (ru) Способ моделирования ложного сустава при переломе костей голени и устройство для его осуществления
RU2295969C1 (ru) Способ стимуляции остеогенеза при переломах трубчатых костей
Самодай et al. BISPHOSPHONATES’IMPLEMENTATION IN TRAUMA MANAGEMENT: A METHOD OF BONE HEALING FACILITATION