Спосіб моделювання дегенеративно-дистрофічного пошкодження міжхребцевого диска

Реферат: Спосіб моделювання дегенеративно-дистрофічного пошкодження міжхребцевого диска включає фіксацію хвоста щура у зігнутому положенні, резекцію 2/5 довжини хвостового відділу хребта, фіксування утвореної кукси під шкіру спини з наступним накладанням додаткового анастомозу між шкірою хвоста і спини. UA 73383 U (12) UA 73383 U UA 73383 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі експериментальної медицини і може бути використана в наукових дослідженнях для відпрацювання нових методів лікування дегенеративнодистрофічної патології міжхребцевих дисків (МХД). На сьогоднішній день існують способи моделювання дегенеративно-дистрофічного пошкодження МХД, в основу яких покладено дію механічних або хімічних чинників. Зокрема до першої групи можна віднести моделі дестабілізації диска шляхом руйнування зв'язкового апарата [1], травматичного пошкодження драглистого ядра (ДЯ) гострими предметами або його аспірація [2], а також моделювання осьового навантаження на МХД [3]. Недоліком способів, заснованих на пошкодженні анатомічних структур МХД, є грубе втручання в тканини, що призводить до неприродно швидкого розвитку дегенеративно-дистрофічних процесів в його тканинах. При моделюванні осьового навантаження наявність сторонніх тіл у безпосередній близькості від об'єкта дослідження може негативно позначитися на результатах, при цьому існує потенційний ризик інфікування ранових каналів і кістки. Інша група передбачає ще менш фізіологічний шлях моделювання - руйнування ДЯ хімічними реагентами, такими як протеолітичні ферменти [4, 5] або індуктори апоптозу [2]. Найбільш близьким аналогом до заявленого за своєю суттю є спосіб моделювання дегенеративно-дистрофічного пошкодження МХД, який включає фіксацію хвостового відділу хребта у зігнутому положенні шляхом перев'язування хвоста щура дротом у формі петлі [6]. Недоліком цього способу є те, що перев'язування хвоста дротом може призводити до порушення кровопостачання його тканин, що, в свою чергу, впливає на механізм розвитку патології. Крім цього, такий спосіб моделювання не забезпечує надійної фіксації хвостового відділу хребта. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити відомий спосіб моделювання дегенеративно-дистрофічного пошкодження МХД таким чином, щоб він виключав можливість порушення кровообігу у хвості та забезпечував надійну його фіксацію. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі моделювання дегенеративнодистрофічного пошкодження МХД, який передбачає фіксацію хвоста щура у зігнутому положенні, згідно з корисною моделлю, здійснюють резекцію 2/5 довжини хвостового відділу хребта на рівні СсXX-XI а куксу, що утворюється, фіксують під шкіру спини на 1 см краніальніше люмбально-сакрального з'єднання з наступним накладанням додаткового анастомозу між шкірою хвоста і спини довжиною 1,5 см. При такому способі моделювання забезпечується надійна фіксація хвостового відділу хребта у зігнутому положенні та виключається можливість перетягування судин хвоста. Спосіб здійснюють таким чином. Щура наркотизують, надійно фіксують, шкіру в області спини депілюють і обробляють 3 % спиртовим розчином йоду. Додатково спиртовим розчином йоду дезінфікують шкіру хвоста. Потім уздовж серединної лінії тіла на 1 см краніальніше люмбально-сакрального з'єднання розрізають шкіру, формують підшкірну кишеню та забезпечують гемостаз. Потім проводять резекцію 2/5 довжини хвостового відділу хребта на рівні Сс XX-XI забезпечуючи гемостаз з судин хвоста. Куксу, що утворилася при резекції, вводять в сформовану підшкірну кишеню і фіксують до шкіри спини. З метою більш міцної фіксації хвоста i формування дуги меншого радіуса додатково формують анастомоз між шкірою хвоста i спини довжиною 1,5 см шляхом послідовного накладення у каудальному напрямку від підшитої кукси двох додаткових вузлових швів. Як шовний матеріал рекомендується використовувати поліамідну нитку. Операційне поле знов обробляють йодом. Приклад. Дослідження виконували на 42 щурах-самцях масою 350±50 г, яких було поділено на дві групи - експериментальну (n=21) і контрольну (n=21). Щурів утримували в умовах клініки для експериментальних тварин на стандартному харчовому раціоні з вільним доступом до їжі і води. При дослідженні керувалися "Європейською конвенцією щодо захисту хребетних тварин, які використовуються з експериментальними та іншими науковими цілями" (Страсбург, 18.03.86 p.). Тваринам експериментальної групи під кетамінним наркозом проводили резекцію 2/5 довжини хвостового відділу хребта на рівні Сс XX-XI, а куксу, що утворилась, фіксували безперервним матрацним швом під шкіру спини на 1 см краніальніше люмбально-сакрального з'єднання з наступним накладанням додаткового анастомозу між шкірою хвоста і спини довжиною 1,5 см. Контролем були інтактні тварини. Після операції за тваринами вели щоденне спостереження. Спонтанний падіж тварин, місцеві ускладнення після операції, у тому числі порушення кровообігу у хвості, не спостерігали. Фіксація хвоста була надійною впродовж 90 діб. З експерименту тварин обох груп виводили на 30, 60 і 90 добу з дня його початку шляхом застосування летальних доз ефіру для наркозу. 1 UA 73383 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Для гістоморфологічного дослідження використовували частину хребта на рівні CcIV-X. Препарати фіксували в 10 % розчині формаліну, знежирювали й зневоднювали в ацетонах та спиртах наростаючої міцності і заливали в целоїдин. Гістологічні зрізи забарвлювали гематоксиліном i еозином, а також пікрофуксином за Ван-Гізоном. Для морфометрії використовували подовжні зрізи хребта, які були отримані з центральної частини блока. Висоту МХД визначали на рівні найбільш наближених одна до одної поверхонь епіфізів хребців у місці компресії. При проведенні гістоморфологічного дослідження патологічні зміни тканин МХД на всіх строках спостереження були найбільш виражені на рівні CcV-VI, CcVI-VII, CcVII-VIII. На 30 добу дослідження у всіх препаратах визначалися нерівномірність висоти МХД, тобто їх звуження в області компресії. Найбільш виражені зміни як у фіброзному кільці (ФК), так і в ДЯ визначалися на рівні CcV-VI, CcVI-VII, CcVII-VIII. ФК складалося з пластин, представлених колагеновими волокнами, уздовж яких були розташовані фіброхондроцити. З боку компресії хід волокон був порушений, вони мали звивисту форму. З протилежною від області компресії сторони волокна розташовувалися радіально. Колагенові волокна з боку компресії були розволокнені і фрагментовані, між їх пучками розташовувалися тріщини і щілини, навкруги яких густина фіброхондроцитів була знижена. ДЯ було розширено, деформовано i зміщено у бік, протилежний компресії. В більшості випадків ДЯ, що складалося з нотохордальних клітин, які формували синцитій, було сплощено і по своїй формі нагадувало трапецію. На ділянках, прилеглих до ФК зі сторони компресії, густина нотохордальних клітин знижувалася, виявлялася велика кількість лiзованих клітин. Виражені зміни виявлялися і з боку хребців. Будова кісткової тканини апофізів була порушена: виявлялися тріщини і щілини, формування деструктивних порожнин. В зоні росту між стовпчиками хондроцитiв визначалися ослізлі ділянки. Організація трабекулярної сітки тіл хребців так само була порушена. Часто зустрічалися стоншені довгі трабекули із сліпими закінченнями. Кількість поперечно зв'язуючих трабекул була досить невелика. Трабекулярна сітка була порушена як за рахунок атрофії кісткових трабекул, так і за рахунок втрати контактів між ними (тобто спостерігалося неврегульоване розташування кісткових трабекул без формування мережі). Частина трабекул була стоншена, аж до появи переривистих "ниткоподібних" структур. В кісткових трабекулах виявлялися мікропереломи і мікротріщини, а також ділянки базофільного хрящового матриксу. В міжтрабекулярних просторах розташовувався жовтий кістковий мозок. На 60 добу компресії описані вище зміни набували більш вираженого характеру: у ФК навкруги тріщин і щілин, крім ділянок з пониженою густиною фіброхондроцитів, зустрічалися місця і з повною їх відсутністю; колагенові волокна були різко розволокнені і фрагментовані; в ДЯ з боку меншої висоти МХД виявлялись випинання у ФК в окремих препаратах такі випинання містили лізовані нотохордальні клітини ДЯ; синцитій ДЯ був фрагментований; в окремих препаратах виявлялися тріщини, які зачіпали як кісткову тканину апофізів хребців, так і ФК, причому краї тріщин мали виражене базофільне забарвлення, що свідчило про прижиттєве їх формування; кісткові трабекули мали переважно подовжній напрям, поперечно зв'язуючі трабекули практично були відсутні; при забарвленні препаратів по Ван-Гізону визначалося різке зниження вмісту колагену у ФК. На 90 добу компресії дегенеративно-дистрофічні зміни в МХД майже не прогресували і мали подібний характер до тих, що спостерігалися на 60 добу дослідження. Морфометричні дослідження гістологічних препаратів показали зниження висоти МХД, що піддавалися компресійній дії, майже в два рази порівняно з групою інтактних щурів. Одержані дані наведені вТаблиці. Таблиця Висота МХД інтактних щурів і щурів, які піддавалися компресійному впливу Висота МХД, мм 60 доба дослідження Контрольна 1,0±0,071 1,1±0,094 Експериментальна 0,69±0,033* 0,56±0,027* * - результати достовірні відносно контролю (Р≤0,05) Група тварин 50 30 доба дослідження 90 доба дослідження 1,1±0,054 0,54±0,020* Зменшення висоти МХД підтверджували і результати комп'ютерно-томографічних досліджень. Крім того, на томограмах чітко візуалізувалися зміни форми МХД. В перший день після формування компресії на томограмах міжхребцеві проміжки мали форму прямокутника, а 2 UA 73383 U 5 10 15 20 25 30 на 60-у добу - трикутника, вершиною обернутого у бік меншої кривизни сформованої дуги хвостового відділу хребта. Тобто компресійні сили впливали на МХД нерівномірно: менше з однієї його сторони і більше з протилежної. Таким чином, одержані рентгенологічні і гістологічні зміни дозволяють говорити про розвиток дегенеративно-дистрофічних пошкоджень МХД на рівні CcV-VI, CcVI-VII, CcVII-VIII вже протягом 60 днів безперервної компресії. При цьому компресійні сили впливають на вигині дуги, що формується. Саме цим досягається моделювання нерівномірної дії компресійних сил на МХД людини у фізіологічних вигинах хребта при прямоходінні. Джерела інформації: 1. Miyamoto S. Experimental cervical spondylosis in the mouse / Miyamoto S., Yonenobu K., Ono K. // Spine.-1991. Vol. 16. - P. S495-S500. 2. Disc degeneration in the rabbit: a biochemical and radiological comparison between four disc injury models / Kim K.S., Yoon S.T., Li J. [et al.] // Spine. 2005. - Vol. 30. - P. 33-37. 3. Effects of compressive loading on biomechanical properties of disc and peripheral tissue in a rat tail model / Nakamura Т., Iribe Т., Asou Y [et al.] // European Spine J.-2009. - Vol. 18-P. 15951603. 4. An in vivo model of degenerative disc disease / Norcross J.P., Lester G.E., Weinhold P. [et al.] // J. Orthop. Res.-2003. - Vol. 21. - P. 183-188. 5. Bradford D.S. Chymopapain, chemonucleolysis and nucleus pulposus regeneration / Bradford D.S., Cooper K.M., Oegema T.R.Jr. // J. Bone Joint Surg. Am.-1983. -Vol. 65. - P. 1220-1231. 6. Pazzaglia U.E. The effects of mechanical forces on bones and joints. Experimental study on the rat tail Pazzaglia / Pazzaglia U.E., Andrini L., Di Nucci A. // J. Bone Joint Surg. Br. 1997. - Vol. 79. - P. 1024-1030 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб моделювання дегенеративно-дистрофічного пошкодження міжхребцевого диска, який включає фіксацію хвоста щура у зігнутому положенні, який відрізняється тим, що здійснюють резекцію 2/5 довжини хвостового відділу хребта на рівні Сс XX-XI, а куксу, що утворюється, фіксують під шкіру спини на 1 см краніальніше люмбально-сакрального з'єднання з наступним накладанням додаткового анастомозу між шкірою хвоста і спини довжиною 1,5 см. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3