СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТОЯНИЯ СУСТАВНОГО ХРЯЩА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ИММОБИЛИЗАЦИОННОМ ОСТЕОПОРОЗЕ
METHOD FOR OPTIMISING ARTICULAR CARTILAGE CONDITION ACCOMPANYING EXPERIMENTAL IMMOBILISATION OSTEOPOROSIS

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для улучшения структуры суставного хряща при экспериментальном иммобилизационном остеопорозе.
Известно, что дефицит функциональной нагрузки, который приводит к формированию иммобилизационного остеопороза, приводит и к отсутствию контактного взаимодействия клеток, деструктивным изменениям в хряще, снижению его репаративных возможностей (В.Н. Павлова. Хрящ. - М.: Медицина, 1988. - 320 с.). При гипокинезии в хряще образуются очаги деструкции (Виноградова Е.М. Механизмы деструкции и регенерации хряща коленного сустава при остеоартрозе // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2000. - №2. - С.97-98), развивается артроз, нарушается зональность структуры хряща и процессов хондро- и остеогенеза (Гайко Г.В. с соавт., 2006. Особенности метаболизма, структурно-функционального состояния, костной и хрящевой ткани при гипокинезии // Тезисы 3 международной конференции «Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии», 14-15.02.2006. Москва, 2006. - С.5).
Для лечения артрозов широко используется медикаментозная терапия, однако пациентам необходимо принимать препараты длительно, по несколько месяцев и даже лет. Применение физиотерапевтических методов не всегда возможно из-за сопутствующих заболеваний, особенно у лиц пожилого возраста. Внутрисуставное введение препаратов, кислорода или озона из-за инвазивности технологии и необходимости повторных введений делают его малопривлекательным для пациентов. Кроме того, отмечены случаи осложнений в виде инфицирования суставов, длительных синовитов.
Известен комбинированный способ лечения остеоартрозов, включающий внутрисуставное введение кислорода в сочетании с 12-20 сеансами гипербарической оксигенации (ГБО) при давлении 2-3 АТА 2 (Котельников Г.П. с соавт. Роль кислородотерапии в комплексной профилактике посттравматического гонартроза // Гипербарическая физиология и медицина. - 2002. - №1. - С. 9-10).
Однако при этом способе лечения используют внутрисуставные инъекции кислорода, при которых возможны осложнения, кроме того, пациенты подвергаются длительному воздействию ГБО (до 20 дней) при избыточном давлении в 2-3 ΑΤΑ. В последние годы отмечено уменьшение лечебных доз гипербарического кислорода в связи с появлением в литературе работ о том, что токсическое действие кислорода может проявляться даже при давлении 1,5 ΑΤΑ. Однако в настоящее время нет единого взгляда на лечебные дозы кислорода при оксигенотерапии (Лисовский А.И., Лисовская Н.А. Лечебные режимы. Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции «Баротерапия в комплексном лечении раненых, больных и пораженных», 15-16 марта 2012, СПб: ВМедА, 2012. - С. 54-55).
Техническая задача - улучшение структуры суставного хряща при иммобилизационном остеопорозе за счет создания оптимальных условий воздействия гипербарической оксигенации решается следующим образом.
В способе оптимизации состояния суставного хряща при экспериментальном иммобилизационном остеопорозе у лабораторных крыс, после резекции костей одной из голеней, животных ежедневно помещают на 60 минут в барокамеру в условиях давления в 1,5 ΑΤΑ, курсом в 10 сеансов.
Иммобилизационный остеопороз в эксперименте моделировали путем резекции костей одной из голеней, что вызывало ограничение двигательной функции крыс. Остеопороз как в оперированной, так и в контрлатеральной конечностях формировался через 90 дней после операции. Животные были подвергнуты воздействию разных режимов гипербарической оксигенации в количестве 10 сеансов. Использование ежедневных сеансов ГБО у крыс с иммобилизационным остеопорозом обеспечило улучшение структуры суставного хряща, что показали гистоморфометрические исследования
Сравнивая изменения структуры суставного хряща трех серий животных (контрольная без воздействия ГБО; воздействие ГБО при давлении 1,5 АТА, и 2 АТА) был определен оптимальный режим воздействия ГБО, достоверно улучшающий структуру суставного хряща. В суставном хряще крыс, не получавших ГБО (контрольная серия), гистоморфометрический анализ показал распространенные дистрофические и деструктивные изменения в виде узур на поверхности хряща и наличия в нем бесклеточных очагов и участков некроза. После сеансов ГБО при давлении как 1,5 АТА, так и 2,0 АТА было отмечено уменьшение распространенности дистрофических изменений суставной поверхности хряща с постепенным увеличением высоты хряща и числа кровеносных сосудов. При сравнении показателей в этих группах в сроки 10, 30, 60, 90, 120 дней после курса ГБО было установлено, что в группе крыс с режимом ГБО 1,5 АТА морфологическое строение хряща было лучшим в сравнении со строением суставного хряща крыс, на которых воздействовали ГБО при давлении 2 АТА. Так, в группе с режимом ГБО 1,5 АТА, четко определялась зональность хряща, равномерно было распределено его межклеточное вещество, на поверхности суставного хряща не было выявлено узур. В таблице приведены данные морфометрического анализа высоты суставного хряща (мкм) в группах крыс после воздействия ГБО в разных режимах.
Таблица
Режим ГБО
Сроки исследования после воздействия ГБО, сутки
10
30
60
90
120
Высота суставного хряща, мкм
1,5 АТА
188,09*
200,63*
214,37*
207,77*
206,74*
среднее отклонение
2,35
2,98
2,99
2,59
3,24
2,0 АТА
178,55
189,42
196,69
197,82
193,27
среднее отклонение
2,48
2,3
2,71
2,47
3,05
* р≤0,05 относительно режима 2,0 АТА
Статистическая обработка морфометрических исследований суставного хряща после воздействия ГБО показала, что при 1,5 АТА высота суставного хряща была достоверно выше. Так через 120 суток после курса ГБО высота суставного хряща у крыс, получавших ГБО при режиме 1,5 АТА, была выше на 13,5 мкм (6,52%), чем у животных, получавших ГБО при давлении 2,0 АТА (р≤0,05). У крыс, получивших ГБО при 1,5 АТА, высота суставного хряща была на 6,4% больше, чем у крыс с иммобилизационным остеопорозом (контрольная группа), а у крыс, получавших ГБО 2 АТА, этот показатель практически соответствовал показателю контрольной группы с остеопорозом без ГБО.
Таким образом, результаты проведенного морфометрического исследования показали, что ГБО-терапия при экспериментальном иммобилизационном остеопорозе благоприятно влияет на суставной хрящ, способствуя улучшению его структуры за счет снижения выраженности в нем патологических процессов. Причем именно предлагаемый режим ГБО при давлении 1,5 АТА позволяет оптимизировать состояние суставного хряща за счет частичного регресса морфологических признаков остеоартроза.
Для осуществления способа были подготовлены три серии лабораторных крыс с иммобилизационным остеопорозом: контрольная (не подвергалась воздействию ГБО) и две опытных. В них были включены лабораторные крысы мужского пола линии Вистар в возрасте 3-4 месяцев, весом примерно 120-140 г, на которых провели моделирование посттравматического иммобилизационного остеопороза. Моделирование иммобилизационного остеопороза проводилось путем резекции костей голени правой задней конечности на уровне ее проксимального отдела (Кучиев А.Ю. Применение гипербарической оксигенации при лечении ложных суставов трубчатых костей, осложненных остеопорозом /автореф. канд. дисс, Новосибирск. - 2008. - 26 с.).
Экспериментальные условия ограничения функции крыс вследствие ампутации голени вызывали явления остеопороза, которые были четко выражены к 90 дню после операции. Курс ГБО проводили после 100-105 дней после ампутации костей голени. Животных опытных серий помещали в барокамеру «ОКА-МТ» (правила эксплуатации барокамеры - РТМ-42-2-1-84) и проводили гипербарическую оксигенацию. Одну группу подвергали ГБО при давлении 2 АТА, другую при 1,5 АТА. Курс лечения длился 10 сеансов по 60 минут ежедневно.
Морфологическое исследование гистологических препаратов суставного хряща проводилось методами световой микроскопии и морфометрии. Для этого из блоков резали препараты на санном микротоме, окрашивали их гематоксилин-эозином и по Ван-Гизон и просматривали на микроскопе Leica. При статистической обработке материала эксперимента использовали видеокомплекс «ДиаМорф» (Москва) с программным продуктом "Microsoft Excel". Достоверность различий проведенных расчетов считали значимыми при р≤0,05.
Таким образом, предлагаемый способ воздействия ГБО при давлении 1,5 АТА позволяет оптимизировать состояние суставного хряща при экспериментальном иммобилизационном остеопорозе за счет улучшения морфологического строения хряща, снижения выраженности и распространенности в нем деструктивных процессов, что свидетельствует о частичном регрессе патологических изменений, характерных для остеоартроза.