RU2811822C1 - Способ моделирования полости длинной трубчатой кости для исследований костезамещающих материалов - Google Patents
Способ моделирования полости длинной трубчатой кости для исследований костезамещающих материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811822C1 RU2811822C1 RU2023111586A RU2023111586A RU2811822C1 RU 2811822 C1 RU2811822 C1 RU 2811822C1 RU 2023111586 A RU2023111586 A RU 2023111586A RU 2023111586 A RU2023111586 A RU 2023111586A RU 2811822 C1 RU2811822 C1 RU 2811822C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bone
- cavity
- flap
- periosteum
- tibia
- Prior art date
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000316 bone substitute Substances 0.000 title description 7
- 208000006735 Periostitis Diseases 0.000 claims abstract description 13
- 210000003460 periosteum Anatomy 0.000 claims abstract description 13
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 claims abstract description 12
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 6
- GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N Chlorhexidine Chemical compound C=1C=C(Cl)C=CC=1NC(N)=NC(N)=NCCCCCCN=C(N)N=C(N)NC1=CC=C(Cl)C=C1 GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229960003260 chlorhexidine Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 abstract description 13
- 238000010171 animal model Methods 0.000 abstract description 7
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 abstract description 5
- 230000000278 osteoconductive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002138 osteoinductive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 10
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 3
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 2
- 241000700112 Chinchilla Species 0.000 description 2
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 2
- 210000000544 articulatio talocruralis Anatomy 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 2
- 238000007918 intramuscular administration Methods 0.000 description 2
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 2
- IWVCMVBTMGNXQD-PXOLEDIWSA-N oxytetracycline Chemical compound C1=CC=C2[C@](O)(C)[C@H]3[C@H](O)[C@H]4[C@H](N(C)C)C(O)=C(C(N)=O)C(=O)[C@@]4(O)C(O)=C3C(=O)C2=C1O IWVCMVBTMGNXQD-PXOLEDIWSA-N 0.000 description 2
- 229960003924 oxytetracycline dihydrate Drugs 0.000 description 2
- 230000002784 sclerotic effect Effects 0.000 description 2
- 239000008174 sterile solution Substances 0.000 description 2
- 101100008046 Caenorhabditis elegans cut-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 206010031252 Osteomyelitis Diseases 0.000 description 1
- 208000037273 Pathologic Processes Diseases 0.000 description 1
- 208000034189 Sclerosis Diseases 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 239000002251 absorbable suture material Substances 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 229940035676 analgesics Drugs 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000730 antalgic agent Substances 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000002639 bone cement Substances 0.000 description 1
- MLYYVTUWGNIJIB-BXKDBHETSA-N cefazolin Chemical compound S1C(C)=NN=C1SCC1=C(C(O)=O)N2C(=O)[C@@H](NC(=O)CN3N=NN=C3)[C@H]2SC1 MLYYVTUWGNIJIB-BXKDBHETSA-N 0.000 description 1
- 229960001139 cefazolin Drugs 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002224 dissection Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 208000013210 hematogenous Diseases 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000007927 intramuscular injection Substances 0.000 description 1
- 238000010255 intramuscular injection Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000009054 pathological process Effects 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011321 prophylaxis Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к медицине, а именно к клинико-экспериментальной травматологии и ортопедии. Полость формируют на медиальной поверхности проксимального метаэпифиза большеберцовой кости лабораторного кролика. После разреза кожи и разведения мягких тканей до уровня надкостницы, ее рассекают и отсепаровывают от кости, далее при помощи гравера с насадкой в виде циркулярного диска с алмазным наконечником выкраивают костный лоскут, который оставляют в растворе водного хлоргексидина. Удаляют содержимое костной полости и обрабатывают внутренние стенки полости булавовидной насадкой для их истончения. Образованную костную полость заполняют исследуемым материалом, после чего закрывают полость ранее выкроенным костным лоскутом, фиксируют его путем ушивания над ним надкостницы и вышележащих мягких тканей. Способ прост в применении, позволяет получить адекватную модель костной полости для изучения костезамещаемых материалов для исследования их остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств, сохраняет опороспособность тазовых конечностей у лабораторных животных. 5 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к клинико-экспериментальной травматологии и ортопедии, и предназначено для изучения остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств костезамещающих материалов различного характера при патологических состояниях костей, сопровождающихся образованием полости.
Проведенный анализ патентной и специальной литературы показал, что аналоги данного изобретения применительно к оценке биологический доступности и остеоинтеграции костезамещающих имплантов при асептических полостных образованиях костной ткани, включающие макроскопические, лабораторные и гистологические данные, отсутствуют.
Известен способ моделирования хронической гнойной костной полости у лабораторных животных путем формирования дефекта большеберцовой кости при помощи фрезы и обсеменения смесью суточной культуры стафилококка в стерильном физиологическом растворе (Экспериментальная модель хронической гнойной костной полости / О.П. Живцов, В.Н. Митрофанов, С.Н. Бургов, Н.А. Гординская // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №6. - С.232.).
Однако известный способ создает гнойную костную полость для изучения вариантов лечения секвестральной формы гематогенного остеомиелита.
Известен способ моделирования переломо-дефекта длинной трубчатой кости, при котором наносят Z-образный распил длиной 2 мм вдоль оси кости для создания перелома. Формируют два дефекта, выполняя остеотомию проксимального и дистального отломков и отсекая диафизарную костную ткань. Фиксируют переломо-дефект билатеральным аппаратом внешней фиксации. (КОВАЛЕНКО А.Ю. Изучение в эксперименте специфического действия лекарственного препарата на основе нанокристаллического "геля гидроксиапатита" при переломе длинной трубчатой кости. Медицинский журнал. N4 2010, стр. 109-114.)
В предложенном способе происходит формирование модели краевых дефектов кости именно для лечения аппаратом внешней фиксации, а не замещения материалом, для которого необходимо формировать полостные дефекты.
Наиболее близким известным способом, является моделированние хронического дефекта костной ткани со склерозированной стенкой (Патент РФ 2578836 С1, 2016). В способе на медиальной поверхности проксимального метаэпифиза большеберцовой кости под острым углом относительно ее поверхности формируют дефект стоматологическим бором с последующим склерозом стенок полости разогретым до 100 градусов инструментом, после чего заполняют полость костным цементом.
Однако использовать известный способ для исследования свойств костезамещающих материалов невозможно, так как он предназначен для оценки прорастания рубцовой ткани в склерозированных стенках и исследования регенеративных свойств костной ткани после обработки высокой температурой.
Задачей настоящего изобретения является создание адекватной модели костной полости, заполняемой костезамещаемым материалом для исследования его остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств.
Поставленная задача достигается путем трепанации метадиафизарной области длинной трубчатой кости лабораторного кролика, истончения внутренних стенок кортикального слоя кости, последующего заполнения исследуемым материалом, укрытия дефекта и послойного ушивания мягких тканей. Для этого формирование костной полости проводят поэтапно:
1) В стерильных условиях осуществляется линейный разрез длинной до 3 см по медиальной поверхности верхней трети голени. Тупым и острым путем производится диссекция мягких тканей над костью до уровня надкостницы. Надкостница рассекается скальпелем и аккуратно отсепаровывается без ее повреждения, предоставляя доступ к медиальной поверхности верхней трети большеберцовой кости лабораторного животного.
2) Далее при помощи гравера и стерильной циркулярной пилы с алмазным наконечником (для предотвращения ожога кости), выполняется трепанационное окно квадратной формы, с краями 0,4-0,7 см.
3) Полученный квадратный участок кортикальной кости убирается и замачивается в стерильном растворе водного хлоргексидина.
4) При помощи ложки Фолькмана из костномозгового канала удаляется костный мозг, циркулярная насадка меняется на булавовидную, и происходит обработка внутренних стенок костной полости для их истончения.
5) После этого костная полость высушивается стерильными марлевыми тампонами и заполняется исследуемым костезамещающим материалом в необходимом объеме.
6) После имплантации материала на долженствующее место устанавливается предварительно выпиленный квадратный участок кортикальной кости, фиксацию которого осуществляют путем ушивания над ним надкостницы отдельными узловыми швами с помощью рассасывающегося шовного материала.
7) Завершается операция ушиванием мягких тканей и кожи отдельными узловыми швами.
Способ осуществляют следующим образом.
Тазовые конечности кролика от области тазобедренного сустава до голеностопного сустава выстригаются от шерсти. Операция выполняется в стерильных условиях под общей внутримышечной анестезией лабораторного животного (кролик вида «Советская шиншилла»). Выполняется линейный разрез кожи в верхней трети голени по передневнутренней поверхности, длиной до 3 см. Тупым и острым путем происходит диссекция мягких тканей над костью до уровня надкостницы. Надкостница рассекается скальпелем в продольном направлении и аккуратно отсепаровывается без ее повреждения, предоставляя доступ к медиальной поверхности верхней трети большеберцовой кости лабораторного животного. Разведенные мягкие ткани удерживаются крючками. Далее, используя гравер с насадкой в виде циркулярного диска с алмазным наконечником, выполняют поступательные пилящие движения по кортикальному слою большеберцовой кости, формируя трепанационное окно квадратной формы с размером краев от 0,4 до 0,7 см. Выкроенный костный фрагмент удаляется при помощи инструмента и сохраняется в контейнере со стерильным раствором водного хлоргексидина. После этого, происходит очищение костной полости от костного мозга с помощью ложки Фолькмана. Далее, на электроинструменте меняется насадка на булавовидную и происходит обработка внутренних стенок сформированной костной полости для их истончения. После подготовки костной полости в нее производится имплантация исследуемого материала до полного заполнения сформированной полости. После чего окно дефекта закрывается, ранее оставленным в растворе, костным лоскутом. Лоскут фиксируется путем плотного ушивания над ним надкостницы узловыми швами. И завершается операция послойным ушиванием мягких тканей и обработкой раны раствором терамицина (окситетрациклина дигидрата).
В послеоперационном периоде все животные получают анальгетики (флексопрофен). Периоперационная антибиотикопрофилактика проводится в течение суток путем последующих двух внутримышечных инъекций цефазолина с интервалом в 8 часов.
Для подтверждения адекватности полученной модели и исследования степени остеоинтеграции импланта, животным на 28 сутки проводится компьютерная томография тазовых конечностей. Для морфологического исследования животные выводились из опыта каждый месяц. Для лабораторного исследования выполнялся трехкратный забор крови (7-е, 14-е и 28-е сутки) путем пункции ушной вены.
В результате эксперимента опороспособность тазовых конечностей не была нарушена, кролики передвигались самостоятельно без видимых ограничений. Клинически у животных в течение первых 7 суток отклонений в опороспособности и свободе движений не наблюдалось.
У 10 прооперированных животных по предлагаемому способу отработана модель создания костной полости с последующим ее замещением исследуемым костезамещающим материалом.
Таким образом, в данной модели учтены основные аспекты развития патологического процесса в кости и организме животного в целом с рентгенологическим, макроскопическим, морфогистологическим и лабораторным подтверждением.
Пример выполнения способа.
Кролик К №1 (протокол эксперимента от 17.01.2023 г.) Тазовые конечности кролика от области тазобедренного сустава до голеностопного сустава выстригаются от шерсти. Операция выполняется в стерильных условиях под общей внутримышечной анестезией лабораторного животного (кролик вида «Советская шиншилла»).
На фото из операционной по созданию модели формирования костной полости для исследования костезамещающих материалов у лабораторного кролика К №1 представлены этапы операции Фиг. 1-5.
Выполняется линейный разрез кожи в верхней трети голени по передневнутренней поверхности, длинной до 3 см. Тупым и острым путем происходит диссекция мягких тканей над костью до уровня надкостницы. Надкостница рассекается скальпелем в продольном направлении и аккуратно отсепаровывается без ее повреждения, предоставляя доступ к медиальной поверхности верхней трети большеберцовой кости лабораторного животного (Фиг. 1 - Показан доступ к медиальной поверхности проксимального метафиза большеберцовой кости).
Далее, используя гравер с насадкой в виде циркулярного диска с алмазным наконечником, выполняют поступательные пилящие движения по кортикальному слою большеберцовой кости, формируя трепанационное окно квадратной формы с размером краев от 0,4 до 0,7 см. (Фиг. 2 - Показано выполнение при помощи циркулярной пилы с алмазным наконечником (для предотвращения ожога кости) выкраивание «окна» в кортикальном слое проксимального метафиза большеберцовой кости).
Выкроенный костный фрагмент удаляется при помощи инструмента и сохраняется в контейнере со стерильным раствором водного хлоргексидина. (Фиг. 3А - Выкроенный костный лоскут в области проксимального метафиза большеберцовой кости; Б - Вид сформированной костной полости).
Производится очищение костной полости от костного мозга с помощью ложки Фолькмана. Далее, на электроинструменте меняется насадка на булавовидную и проводится обработка внутренних стенок сформированной костной полости для их истончения. (Фиг. 4 - Показано выполнение обработки внутренних поверхностей костной полости с помощью электроинструмента с булавовидным наконечником).
После очищения костная полость высушивается стерильными марлевыми тампонами и производится имплантация, исследуемым биоматериалом «Лиопласт» в костную полость до полного ее заполнения (0,5 кубических см), по завершении окно дефекта закрывается, ранее оставленным в растворе, костным лоскутом. (Фиг. 5 - Показано заполнение сформированной костной полости костезамещающим имплантом).
Лоскут был зафиксирован путем плотного ушивания над ним надкостницы узловыми швами. Операция завершается послойным ушиванием мягких тканей после чего рана обрабатывается раствором терамицина (окситетрациклина дигидрата). В дальнейшем были проведены исследования остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств биоматериала «Лиопласт».
Таким образом, предлагаемый способ моделирования полостного образования трубчатой кости довольно прост в исполнении и позволяет проводить исследования интегративных свойств костезамещающих материалов, включающие макроскопические, лабораторные и гистологические исследования.
Claims (1)
- Способ моделирования полости длинной трубчатой кости для исследований костезамещающих материалов, включающий формирование полости на медиальной поверхности проксимального метаэпифиза большеберцовой кости лабораторного кролика, отличающийся тем, что после разреза кожи и разведения мягких тканей до уровня надкостницы, ее рассекают и отсепаровывают от кости, далее при помощи гравера с насадкой в виде циркулярного диска с алмазным наконечником выкраивают костный лоскут, который оставляют в растворе водного хлоргексидина, затем удаляют содержимое костной полости и обрабатывают внутренние стенки полости булавовидной насадкой для их истончения, после чего производят заполнение костной полости исследуемым материалом и закрывают полость ранее выкроенным костным лоскутом, который фиксируют путем ушивания над ним надкостницы и вышележащих мягких тканей.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811822C1 true RU2811822C1 (ru) | 2024-01-17 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA60512U (ru) * | 2010-11-10 | 2011-06-25 | Государственное Учреждение "Институт Генетической И Регенеративной Медицины Академии Медицинских Наук Украины" | Способ моделирования дефектов костной ткани у мышей |
| CN108451581A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-28 | 中国人民解放军总医院 | 一种截骨保护装置 |
| RU2697790C1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-08-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена" Минздрава России) | Способ моделирования дефектов костной ткани для изучения рефиксации мягких тканей к пористым титановым имплантатам с использованием аддитивных технологий |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA60512U (ru) * | 2010-11-10 | 2011-06-25 | Государственное Учреждение "Институт Генетической И Регенеративной Медицины Академии Медицинских Наук Украины" | Способ моделирования дефектов костной ткани у мышей |
| CN108451581A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-28 | 中国人民解放军总医院 | 一种截骨保护装置 |
| RU2697790C1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-08-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена" Минздрава России) | Способ моделирования дефектов костной ткани для изучения рефиксации мягких тканей к пористым титановым имплантатам с использованием аддитивных технологий |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АНАНЬЕВА А.Ш. и др. Моделирование повреждений костных структур в экспериментах на животных. Инновационная медицина Кубани. 2021;(1):47-55. LI Y. et al. Bone defect animal models for testing efficacy of bone substitute biomaterials. J Orthop Translat. 2015 Jun 16;3(3):95-104. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Laubach et al. | Clinical translation of a patient-specific scaffold-guided bone regeneration concept in four cases with large long bone defects | |
| RU2811822C1 (ru) | Способ моделирования полости длинной трубчатой кости для исследований костезамещающих материалов | |
| RU2578839C1 (ru) | Способ устранения дефекта пястной кости с утратой дистальной ее части и эндопротезирования пястно-фалангового сустава | |
| RU2345423C1 (ru) | Способ моделирования костного дефекта бедренной кости | |
| RU2747694C1 (ru) | Способ кожно-костной реконструкции пальца кисти и направитель для его осуществления | |
| Moissonnier et al. | Cranioplasty after en bloc resection of calvarial chondroma rodens in two dogs | |
| Böhmer | Small mammal dental surgery | |
| RU2845121C1 (ru) | Способ замещения диафизарного костного дефекта длинной трубчатой кости индивидуальным двухконтурным вкладышем | |
| RU2796438C1 (ru) | Способ дистракционного удлинения культи пястной кости | |
| RU2717217C1 (ru) | Способ моделирования и лечения открытого перелома трубчатой кости в эксперименте | |
| SU1725864A1 (ru) | Способ хирургического лечени остеохондропатии тазобедренного сустава | |
| RU2250756C2 (ru) | Способ лечения деструктивных форм хронического периодонтита | |
| RU2225212C2 (ru) | Способ стимуляции дистракционного регенерата | |
| RU2807898C1 (ru) | Способ замещения дефекта ключицы | |
| RU2802431C1 (ru) | Способ моделирования посттравматического компрессионного костного дефекта | |
| RU2798905C1 (ru) | Способ лечения костномозговой остеомиелитической полости | |
| RU2737586C1 (ru) | Способ внутрисинусового надпазушного устранения дефектов верхней стенки верхнечелюстного синуса | |
| RU2827452C1 (ru) | Способ устранения приобретенных вертикальных деформаций альвеолярного отростка челюстей | |
| Silva et al. | Novel model of mono cortical bone defect in rat mandible: an interesting tool for osseous investigations | |
| RU2761755C1 (ru) | Способ трансантральной реконструкции нижней стенки глазницы у детей | |
| RU2791230C1 (ru) | Способ моделирования остеомиелита бедренной кости у мелких лабораторных животных | |
| SU1607804A1 (ru) | Способ восстановлени нижней стенки глазницы | |
| RU2852256C1 (ru) | Способ устранения субтотального дефекта альвеолярного отростка верхней челюсти | |
| Bozo et al. | Experimental and pilot clinical study of different tissue‐engineered bone grafts based on calcium phosphate, mesenchymal stem cells, and adipose‐derived stromal vascular fraction | |
| RU2758556C1 (ru) | Способ моделирования дефекта костной ткани для изучения остеоинтеграции костнопластического материала и регенерации губчатой костной ткани в эксперименте на кроликах |