Способ моделирования остеорезорбции в условиях репаративного остеогенеза

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается моделирования атеросклероза. Для этого крысам самцам, возраст которых превышает 1 год, скармливают сбалансированный рацион, который поэтапно частично заменяют на холестерин и свиной жир.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам контроля качества оказания экстренной медицинской помощи, и направлено на повышение выживаемости детей с остановкой сердца.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, травматологии и ортопедии. На голень кролика накладывают аппарат внешней фиксации (АВФ), затем между II-м и IV-м его уровнями проводят остеоперфорацию и остеоклазию.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и предназначено для моделирования укушенной раны на млекопитающих в эксперименте. Для этого предлагается устройство, которое включает две ручки с браншами, на рабочих поверхностях которых выполнен ряд зубцов с заостренной вершиной и расширенным основанием.

Изобретение относится к медицинской вычислительной технике. Технический результат - повышение эффективности оценки действий обучаемого трансфеморальной аортографии.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к моделированию воспаления в околоносовых пазухах при хроническом табакокурении. Для этого помещают крыс в ингаляционную камеру, в которую подают табачный дым, содержащий 98 мг/м угарного газа.
Изобретение относится к медицине, в частности к фармакологии и гепатологии, и касается терапии гепатитов, изучаемой в эксперименте. Для этого у лабораторных животных (крыс) моделируют вирусный гепатит с помощью D-галактозамина.

Изобретение относится к области медицинской и ветеринарной травматологии, хирургии и касается лечения различных травм кости, в частности переломов и трещин. Для этого фиксируют фрагменты поврежденной кости гипсовой повязкой или бинтом из полимерного материала.

Изобретение относится к биомедицине, в частности к исследованию выносливости и поведения подопытных животных, и может быть использовано при разработке и исследовании новых медицинских средств.

Изобретение относится к экспериментальной медицине. Устройство содержит стартовый и рабочие отсеки, оснащенные кормушками для подачи жидкой пищи.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для моделирования ахалазии кардии. Способ включает верхнесрединную лапаротомию, обеспечение доступа к нижней трети пищевода и последующее введение раствора бензалкония хлорида в область гастроэзофагеального перехода. При этом указанный реагент вводят посредством инъекций в концентрации 0,02% в 4 точки, расположенные на 3, 6, 9 и 12 часах в проекции кардиального сфинктера, объемом 0,2-0,3 мл на каждую точку введения. 8 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для профилактики и лечения алкогольного и токсического гепатита. Способ включает моделирование гепатита путем 7-дневной алкоголизации крыс-самок. В качестве гепатопротекторного средства используют апи-фитокомпозицию в виде водной суспензии меда, лецитина и экстракта корня солодки в соотношении 10:2:1. Введение осуществляют 2 раза в сутки внутрижелудочно до кормления животного в дозе 200 мг/кг массы тела за 5 дней до введения этанола и затем в течение 7 дней за час до введения этанола. Способ обеспечивает эффективное лечение гепатита, в т.ч. за счет ингибирования процессов перекисного окисления липидов в гепатоцитах, при отсутствии побочных явлений. 1 пр., 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для коррекции и профилактики эндотелиальной дисфункции. Способ включает воспроизведение эндотелиальной дисфункции у крыс-самцов линии Wistar ежедневным, в течение 7 дней, внутрибрюшинным введением L-нитро-аргинин-метилового эфира в дозе 25 мг/кг/сутки. Коррекцию эндотелиальной дисфункции проводят внутрижелудочным введением апи-фитокомпозиции в виде водной суспензии меда, маточного молочка, перги, резвератрола в соотношении 10:1:2:1. Введение осуществляют в дозе 200 мг/кг массы тела животного однократно в сутки в течение 7 суток. Способ обеспечивает синергизм эндотелиопротекторных эффектов при отсутствии побочных явлений, которые отмечаются при лечении синтетическими препаратами. 1 пр.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к разработке способа повышения регенераторной активности эпителия кишечника после лучевой нагрузки. Для этого крысам после лучевой нагрузки в дозе 3,0 Гр осуществляют внутривенное введение аллогенных мультипотентных мезенхиальных стромальных клеток в количестве 6 млн клеток/кг. Дополнительно вводят гемопоэтические стволовые клетки, выделенные из пуповинной крови, в количестве 300 тыс. клеток/кг. Причем такую трансплантацию клеток осуществляют через 60 мин после лучевой нагрузки. Способ обеспечивает увеличение числа митозов, что приводит к существенному увеличению содержания криптального эпителия. 3 табл.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для разработки медикаментозного лечения острого панкреонекроза с последующим наблюдением за его эффективностью с помощью гистологического исследования. Для этого проводят моделирование панкреонекроза у животных. Затем выполняют внутривенное введение соединения «2-морфолино-5-фенил-6Н-1,3,4-тиадиазин, гидробромид» из класса 1,3,4-тиадиазинов в дозировке 40 мг/кг. Способ обеспечивает эффективное лечение панкреонекроза, в т.ч. за счет купирования острой фазы системной воспалительной реакции, увеличивая вероятность излечения от этого заболевания, и уменьшение летальности.
Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, и касается прогнозирования исхода множественной скелетной травмы у животных. Для этого регистрируют показатель ректальной температуры у кроликов породы Шиншилла в условиях основного обмена после нанесения травмы на фоне лечения препаратами анальгин, линкомицин и инфузии раствора глюкозы. При снижении ректальной температуры ниже 38°С в первые сутки после травмы прогнозируют неблагоприятный исход. Изобретение обеспечивает простой способ прогноза в ранние сроки после травмы. 1 пр., 1 табл.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для разработки мероприятий, направленных на предупреждение летального исхода инфекционного процесса на фоне ожоговой травмы. Моделирование процесса проводят на кроликах массой 2000-2500 грамм, которых после срока карантина содержат в течение 8 часов при температуре окружающего воздуха 34-36°C. Затем температуру воздуха снижают до 24-26°C и через 24 часа наносят под наркозом термический ожог площадью 10-20% поверхности тела. В течение часа после ожога кроликам создают дополнительные условия для дыхания, используя газовую смесь, содержащую 80% кислорода и 20% азота. Через 24 часа животным вводят подкожно по 1 мл некультурабельных бактерий Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus в концентрациях 104-105 микробных клеток в 1 мл. Через 12 часов снова повышают температуру окружающего воздуха до 34-36°C в течение 8 часов. Затем в течение 5 суток определяют признаки поражения головного мозга и летальность животных. Способ позволяет создать условия максимального приближения моделируемого процесса к естественным условиям развития и течения ожоговой болезни. 1 табл., 3 прим.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для изучения стимуляции эндогенных механизмов васкуляризации сердечной мышцы. В качестве средства, обеспечивающего такую стимуляцию, в эксперименте на крысах предлагается использовать стрептозотоцин. Препарат вводят однократно внутрибрюшинно в дозе 60 мг/кг через две недели после проведения животным коронароокклюзии. Изобретение обеспечивает эффективное стимулирование эндогенных механизмов развития капилляров в сердечной мышце при постинфарктном ремоделировании.1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для моделирования осложненной стенозом дуоденальной язвы. Способ включает введение крысам в подслизистый слой двенадцатиперстной кишки через прокол боковой стенки живота 3% раствора соляной кислоты. При этом предварительно при проведении лапаротомии к боковой стенке животе фиксируют кишку узловыми швами, наложенными через серозный, мышечный и подслизистый слои дуоденальной стенки. Фиксацию проводят таким образом, чтобы фиксированной оказалась ¼ окружности кишки. Через семь-десять дней после лапаротомии раствор соляной кислоты вводят по 50 мкл в трех точках, устанавливая вначале конец иглы на противоположную от прокола стенку кишки, после чего перемещая по окружности двенадцатиперстной кишки на 45° путем наклона иглы. Введение осуществляют пятикратно с интервалом в 7 суток. Способ позволяет во всех случаях проводимого эксперимента индуцировать локальный рубцово-язвенный стеноз двенадцатиперстной кишки. 1 ил.

Изобретение относится к медицине. При осуществлении способа перед обучением проводят интерактивное компьютерное тестирование. Оценку осуществляют по балльно-рейтинговой шкале исходных профессиональных знаний, скорости переработки информации, продуктивности и выносливости. Распределяют по трем уровням обучения и выбирают для каждого обучаемого очное или очное и дистанционное обучение. Процесс обучения проводят в соответствии с результатами предварительного тестирования с использованием дополнительных интерактивных компьютерных обучающих материалов с аудио- и видеоизображением диагностических, лечебных алгоритмов и процедур. В конце очного этапа проводят итоговое интерактивное компьютерное тестирование с предъявлением графических изображений с активными областями, аудио- и видеозаписей, моделирующих симптомы или клинические случаи, и выявляют неусвоенный врачом-педиатром объем знаний. Предъявляют обучающемуся врачу-педиатру таблицы Анфимова и определяют скорость восприятия зрительной информации. После чего составляют для обучающегося необходимый объем тематического материала. Далее осуществляют дистанционное обучение и распределение по трем уровням дистанционного обучения для каждого обучаемого в зависимости от его балльно-рейтинговой оценки. Изобретение позволяет повысить эффективность обучения врача-педиатра профессиональным знаниям и навыкам за счет индивидуализированной системы обучения. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл., 1 пр.

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 мкгмл в дозе 10 мкгкг 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.

Наверх