Способ стимуляции остеогенеза
Изобретение относится к медицине и предназначено для стимуляции остеогенеза. Организм помещают ежедневно на 30 минут в течение 20 суток в экранирующую от естественного геомагнитного поля камеру, изготовленную из пермаллоя и дополнительно намагниченную. В ней создано неоднородное по величине и направлению магнитное поле с индукцией, хаотически изменяемой в пространстве от 0 до 100 мкТл, с градиентом индукции от 0 до 5 мкТл/см. Способ способствует стимуляции остеогенеза в условиях развития остеопороза.
Изобретение относится к медицине, а именно к способам регуляции и стимуляции остеогенеза, и может быть использовано для профилактики и комплексной терапии остеопороза и его осложнений.
В медицинской практике известны препараты, способствующие процессу репаративного остеогенеза. Широко применяются лекарства, содержащие кальций, такие как препарат, регулирующий обмен кальция и фосфора в организме, Кальций-Д3 Никомед форте. Прием известного препарата приводит к снижению резорбции и увеличению плотности костной ткани, восполняя недостаток кальция и витамина Д3 в организме, т.е. к стимуляции остеогенеза.
В известном способе применение кальция и витамина Д3 препятствует увеличению выработки паратиреоидного гормона, который является стимулятором повышенной костной резорбции, т.е. вымывания кальция из костей.
При всех достоинствах применения внутрь кальцийсодержащих препаратов необходимо отметить, что у пациентов при приеме могут наблюдаться побочные явления, такие как дисфункция желудочно-кишечного тракта (запоры или диарея, метеоризм, тошнота и др.). При заболевании остеопорозом часто наблюдается нарушение процесса всасывания кальция в кишечнике, поэтому прием кальцийсодержащих препаратов оказывается малоэффективным, несмотря на наличие витамина Д3.
В настоящее время при лечении различных заболеваний широко применяются магнитные поля, оказывающие влияние на различные физиологические и биохимические процессы в организме. Имеются данные и о стимуляции остеогенеза под их влиянием.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ стимуляции остеогенеза, то есть костеобразования несросшихся переломов и ложных суставов длинных трубчатых костей (Применение магнитных полей в клинике. Тезисы докладов Куйбышевской областной конференции. Куйбышев, июнь 1976 г., с.151-152).
В известном способе проводилась магнитотерапия после хирургического вмешательства с целью ускорения регенеративного остеогенеза. Постоянное электромагнитное поле явилось эффективным средством воздействия на механизм регенерации костной ткани и стимуляции регенеративного остеогенеза при лечении медленно срастающихся костей и ложных суставов при переломах.
Недостатком известного способа является применение для магнитотерапии магнитного поля высокой напряженности - 500 Э. В настоящее время имеются данные о неблагоприятном влиянии на организм человека магнитных полей такой высокой интенсивности.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является повышение эффективности и безопасности для организма пациента стимуляции остеогенеза.
Это достигается тем, что в способе стимуляции остеогенеза, основанном на воздействии на организм магнитными полями, организм помещают ежедневно на 30 минут в течение 20 суток в экранирующую от естественного геомагнитного поля камеру, изготовленную из пермаллоя и дополнительно намагниченную, в которой создано неоднородное по величине и направлению магнитное поле с индукцией, хаотически изменяющейся в пространстве от 0 до 100 мкТл, с градиентом индукции от 0 до 5 мкТл/см.
Пример. В эксперименте исследовали четыре группы половозрелых лабораторных крыс.
Животные первой группы служили контролем. Контрольных животных содержали в виварии в аналогичных условиях в клетках, находившихся в том же помещении. Все животные получали одинаковое питание.
Животные второй группы помещались в камеру с температурой воздуха 70°С на 10 минут ежедневно в течение 20 суток.
Воздействие горячим воздухом производили на оригинальной установке. Животных помещали в камеру из фанеры с крышкой из оргстекла размером 0,6×0,4×0,22 м. Одновременно там находилось 10-20 крыс. В полу камеры имелось большое количество мелких отверстий диаметром 5 мм, через которые подавался нагретый воздух от электрокалорифера. В верхней части камеры в стенках были сделаны несколько закрывающихся отверстий диаметром 20 мм для регуляции скорости прохождения воздуха. Температура регулировалась с помощью реле с контактным термометром, к которому был подключен источник тепла. Во всех частях камеры температура воздуха была одинакова. Температуру в камере измеряли ртутным термометром. Продолжительность воздействия составляла 10 минут, температура воздуха - 70°С.
Животные третьей группы ежедневно в течение 20 суток помещались на 30 минут в камеру, экранирующую от естественного геомагнитного поля, которая была изготовлена из пермаллоя толщиной 1 мм, сварена из полос шириной 170 мм, которые крепились к алюминиевому каркасу. Сверху камера была открыта, что необходимо для обеспечения свободного газообмена. В результате дополнительного намагничивания постоянное магнитное поле в камере создано неоднородным по величине и направлению, с индукцией, хаотически изменяющейся в пространстве от 0 до 100 мкТл, с градиентом индукции от 0 до 5 мкТл/см.
Животные четвертой группы ежедневно в течение 20 суток помещались на 30 минут в ту же камеру из пермаллоя и дополнительно подвергались воздействию горячего воздуха с температурой 70°С в течение 10 минут ежедневно в течение 20 суток аналогично животным второй группы. Тепловое воздействие завершалось за 20 минут до помещения животных в экранирующую камеру.
Через 20 суток животных выводили из эксперимента путем декапитации, производили сбор крови. В плазме крови животных определяли концентрацию белково-связанного и свободного оксипролина, в надпочечниках количество 11-оксикортикостероидов.
Далее проводили статистическую обработку полученных данных с использованием критерия t Стьюдента.
Полученные результаты исследования показали, что в результате воздействия горячего воздуха в течение 20 суток в организме животных происходило развитие остеопороза. У животных, подвергнутых воздействию горячего воздуха, по сравнению с животными, не подвергавшимися влиянию указанного физического фактора, в кортикальном слое подвздошной кости наблюдалось расширение гаверсовых каналов за счет рассасывания их костных стенок. Видны многочисленные остеокласты. Костные балки спонгиозы истончались, некоторые из них рассасывались. У большинства животных опытной группы кортикальный слой в значительной степени утрачивал компактное строение, приобретая структуру, до некоторой степени сходную со спонгиозной. Видны лишенные ядер остеоциты, отмечается иррегулярность и истончение трабекул.
Отмечено значительное увеличение в плазме крови концентрации свободного оксипролина и небольшое возрастание белковосвязанного оксипролина по сравнению с величинами этих показателей у животных, не подвергавшихся воздействию горячего воздуха. Это свидетельствует об активизации метаболизма коллагена, являющегося основным белком костной и других видов соединительной ткани, с преобладанием его разрушения. У крыс, подвергавшихся тепловому воздействию, отмечено увеличение концентрации 11-оксикортикостероидов в надпочечниках. Это свидетельствует об активизации функции коры надпочечников.
У животных третьей группы, подвергавшихся воздействию магнитного поля, морфологических и биохимических изменений, характерных для остеопороза, не наблюдалось.
У крыс четвертой группы, подвергавшихся воздействию горячего воздуха на фоне влияния магнитного поля, морфологические изменения, характерные для остеопороза, были значительно менее выраженными по сравнению с теми, которые были обнаружены у животных, подвергавшихся действию горячего воздуха без дополнительного влияния магнитного поля. Одновременно наблюдалась активная пролиферация остеобластов. Отмечено увеличение концентрации белковосвязанного оксипролина при отсутствии существенных изменений содержания свободного оксипролина в плазме крови этих животных, что свидетельствует о преобладании процессов биосинтеза коллагена над его распадом. Также у этих животных отсутствовали статистически значимые изменения уровня 11-оксикортикостероидов в надпочечниках.
На основании полученных результатов исследования можно сделать вывод, что воздействие магнитного поля в соответствии с разработанным заявителями способом способствует стимуляции остеогенеза в условиях развития остеопороза и приводит к уменьшению проявлений остеопороза.
Проведенный заявителями анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволили установить, что заявители не обнаружили аналог, характеризующийся признаками тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемом способе стимуляции остеогенеза, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявление соответствует критерию "новизна".
Для проверки соответствия заявляемого изобретения условию "изобретательский уровень" заявители провели дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого изобретения.
Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителями, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата.
Следовательно заявляемое изобретение "Способ стимуляции остеогенеза" соответствует критерию "изобретательский уровень".
Критерий "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемое изобретение может быть успешно использовано в медицинских учреждениях Российской Федерации и стран СНГ.
Способ стимуляции остеогенеза, основанный на воздействии на организм магнитными полями, отличающийся тем, что организм помещают ежедневно на 30 мин в течение 20 суток в экранирующую от естественного геомагнитного поля камеру, изготовленную из пермаллоя и дополнительно намагниченную, в которой создано неоднородное по величине и направлению магнитное поле с индукцией, хаотически изменяемой в пространстве от 0 до 100 мкТл, с градиентом индукции от 0 до 5 мкТл/см.
