О РОСТЕ КОСТНОГО ЯДРА ГОЛОВКИ БЕДРА ПРИ ЕГО

Áþëëåòåíü ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2008, ¹ 6 (64)
УДК 569.323.4:611.718.4–849.19
П.Ф. Переслыцких
О росте костного ядра головки бедра при его лазерном облучении
у 30-дневных золотистых хомячков
Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН (Иркутск)
Работа посвящена изучению возможности осуществления активизации остеогенеза в головках
бедренных костей у 10 золотистых хомячков после достижения ими возраста 30 дней и при лазерном
облучении правого тазобедренного сустава. Установлено, что облучение тазобедренных суставов в
течение 10–45 дней при частоте импульсов лазерного излучения 10 Гц, мощности излучения 100 мВт и
его экспозиции в 1 мин. вызывает активизацию хондро- и остеогенеза. Это выразилось в более активном
и обширном увеличении участков костной ткани в облучаемых костях и более раннем наступлении
зпифизо-диафизарного сращения в проксимальном конце опытной бедренной кости.
Ключевые слова: лазер, остеогенез, головка бедра
On a growth of bony nucleus at its laser irradiation
in 30 days old golden hamsters
P.F. Pereslytskikh
Scientific center of reconstructive and restorative surgery of SB RAMS, Irkutsk
The article is devoted to the study of possibility of realization of stirring up of osteogenesis in femoral heads
in 10 more than 30 days old golden hamsters and at laser irradiation of right hip joint. We determined that
irradiation of hip joints during 10–45 days with frequency of impulses of laser irradiation 10 herz, radiating
power 100 megawatt and its exposition 1 minute causes stirring up of chondrogenesis and osteogenesis. It
appears in more active and extensive increase of regions of bony tissues in illuminated bones and in earlier
beginning of epiphysial diaphyseal union in proximal end of studied thigh-bone.
Key words: laser, osteogenesis, femoral head
Изучение состояния костного ядра растущих
головок бедренных костей, подвергающихся инфракрасному низкоинтенсивному облучению,
несомненно, представляет научный и практический интерес, позволяющий проследить и оценить
динамику замещения хрящевой ткани костной
при лечении заболеваний суставов. Это связано с
тем, что костная ткань препятствует прохождению
лазерных лучей в хрящ, затрудняя врастание в
него капилляров. Они идут со стороны диафиза и
формируют костное ядро, обеспечивая возможность продвижения костной ткани к вершине
головки. Если при облучении, расстояние между
вершиной головки и границей костной ткани ядра
в опытной кости будет уменьшаться быстрее, чем
в одноименной контралатеральной головке, то
это означает, что лазерное излучение выполняет
стимулирующую функцию. Если нет, значит, эта
функция не реализуется, так как энергия излучения не доходит до места отрастания капилляров от
микроциркуляторной сети костного ядра головки,
и возникает необходимость в решении задачи о
поиске нужных параметров лазерного излучения.
Получение положительных результатов по стимулированию растущего костного ядра головки
позволит подойти к вопросу применения лазерного излучения для активизации роста костного
ядра у детей при его гипоплазии и возможности
повторного использования сеансов лазерного
облучения.
Материалы и методики исследования
Для выполнения работы было использовано 10
золотистых хомячков. Эксперименты выполнены
в соответствии с «Правилами проведения работ с
использованием экспериментальных животных».
Приложение к приказу Министерства Здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755.
Все животные были из одного помета и до 30
дней находились вместе с матерью. Перед проведением облучения они были отсажены, и последующие уход и кормление осуществлялись отдельно
от нее. В соответствии с условиями эксперимента
животные составили 4 группы, в которые они были
объединены в соответствии с длиной бедренных
костей и числом сеансов облучения (табл. 1). Животным осуществлялось лазерное облучение правого тазобедренного сустава. Параметры излучения:
мощность – 100 мВт, частота импульсов излучения
– 10 Гц, длина волны – 810 мкм, диаметр световода
– 9 мм. Количество ежедневных сеансов длительностью 1 мин. составляло 10–45. По окончании
облучения эвтаназия животных осуществлялась
парами эфира. После этого бедренные кости
вычленяли и на 10 дней помещали в 10% раствор
нейтрального формалина. Затем осуществляли их
декальцинацию, обезвоживание и заливку в целлоидин с последующим изготовлением продольных
срезов, окраской их гематоксилином-эозином и заключением в канадский бальзам. Изучение срезов
осуществляли с помощью светового микроскопа,
Экспериментальные исследования в медицине и биологии
45
Áþëëåòåíü ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2008, ¹ 6 (64)
Таблица 1
Основные количественные данные проведенных экспериментов
Ʉɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɠɢɜɨɬɧɵɯ
ɜ ɤɚɠɞɨɣ ɝɪɭɩɩɟ
I ɝɪɭɩɩɚ
(n = 4)
II ɝɪɭɩɩɚ
(n = 3)
Ⱦɥɢɧɚ ɛɟɞɪɟɧɧɵɯ ɤɨɫɬɟɣ (ɦɦ)
18,6–21
10
Ʉɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɫɟɚɧɫɨɜ ɨɛɥɭɱɟɧɢɹ
имеющего насадку для измерения расстояния
между краем костного ядра и вершиной головки,
и других элементов кости.
Результаты морфологического
исследования
Хомяк. Возраст – 40 дней. Из них 10 последних
он получал ежедневно лазерное облучение правого
тазобедренного сустава. Диаметр головок равен
2,6 мм, высота – 1,3 мм. Длина бедренных костей
– 18,6 мм. Обе головки содержат костные ядра.
Площадь ядра в опытной головке – 2×1 и 1×0,6 мм,
и оно состоит из 2-х участков. В контрольной контралатеральной головке площадь костного ядра
составила 2,5×1 мм.
Хомяк. Возраст – 40 дней, из них 10 дней он получал лазерное облучение сустава. Длина контрольной кости – 19,5 мм, опытной – 21,5. Диаметр головок – 2,8 мм. Высота опытной головки – 1,7 мм,
контрольной – 1,6 мм. Головки содержат костные
ядра, которые лежат на ростковых пластинках толщиной 160 мкм в опытной кости и 200 мкм – в контрольной. Толщина суставного хряща в опытной
головке – 150–350 мкм, в контрольной – 160 мкм.
Костные ядра идут вдоль ростковых пластинок, и
их высота равна 1,2 мм в опытной головке и 0,9 мм
– в контрольной. Толщина дистальной ростковой
пластинки в контрольной кости равна 300 мкм, в
опытной – 900 мкм. При этом увеличение толщины
ростковой пластинки произошло за счёт средней
части её столбчатой зоны.
Хомяк. Возраст – 40 дней, из них 10 дней он
получал лазерное облучение. Длина бедренных
костей – 21 мм. Диаметр головок равен 2,8 мм,
высота – 1,4 мм. Обе головки содержат костные
ядра, состоящие из двух участков. Их площадь в
опытной головке равна 1×2 мм, и они соединены
между собой костной перемычкой. В контрольной
головке площадь ядер составила 0,7×0,8 и 0,3×0,6 мм,
и между ними лежит прослойка хряща. Толщина
ростковых пластинок – 150–200 мкм, толщина
суставного хряща – 250–300 мкм. В больших вертелах видны костные ядра площадью 0,4×0,8 мм.
Хомяк. Возраст – 40 дней, из них 10 дней он
получал лазерное облучение. Длина бедренных
костей составила 22 мм. Диаметр головок равен
2,9 мм. Обе головки содержат костные ядра, состоящие из 2 участков. В контрольной головке
они соединены костной перемычкой, в опытной
между ними лежит полоска хряща шириной
80–300 мкм. Толщина ростковых пластинок в
опытной кости 100–200 мкм, в контрольной – 200
мкм. Толщина суставного хряща в контрольной
46
III ɝɪɭɩɩɚ
(n = 2)
IV ɝɪɭɩɩɚ
(n = 1)
22,8
25
25,5
20
30
45
кости – 200 мкм, в опытной кости – 200–300 мкм.
Хомяки. Возраст – 50 дней, из них последние 20
дней они получали лазерное облучение сустава.
У всех 3 животных длина бедренных костей составила 22,8 мм. Опытные и контрольные головки
содержат костные ядра, занимающие почти всю
поверхность срезов. Толщина ростковых пластинок – до 130 мкм, суставного хряща – 200 мкм.
Диаметр головок – до 3 мм, высота – 1,4 мм.
Хомяки. Возраст – 60 дней, из них 30 дней они
получали лазерное облучение сустава. У обоих животных длина бедренных костей составила 25 мм.
Опытные и контрольные головки содержат костные ядра, занимающие почти всю поверхность срезов. Диаметр головок – 3 мм, высота – до 1,5 мм.
Толщина ростковых пластинок в опытных костях –
90–110 мкм, в контрольных – 110–150 мкм. Толщина суставного хряща равна 60–110 мкм. Толщина дистальных ростковых пластинок в опытных костях равна 20–200 мкм, в контрольных – 200 мкм.
Хомяк. Возраст – 75 дней, из них последние 45
дней он получал лазерное облучение правого тазобедренного сустава. Длина бедренных костей
равна 25,5 мм. Диаметр головок – 3 мм, высота –
1,3 мм. Костные ядра головок занимают почти всю
поверхность срезов. Толщина суставного хряща
в опытной головке – 100 мкм, в контрольной –
200 мкм. Ростковая пластинка в опытной головке
отсутствует, в контрольной она сохранена на протяжении 1,5 мм со стороны малого вертела и имеет
высоту до 80 мкм.
Обсуждение полученных результатов
Несомненно, лазерное облучение тазобедренных суставов через 30 дней после рождения животных осуществляется в условиях нарастающей
плотности тканей головки бедренных костей и увеличения толщины мягких тканей над их поверхностью. Поэтому поглощение лучевой энергии в них
будет выше, чем при облучении костей у хомячков
через 10 или 14 дней после рождения. Более того,
головку бедра может защищать от прохождения
лучей и большой вертел, который имеет через 30
дней после рождения костное ядро той или иной
площади. Поэтому направление лазерного луча через 30–40 дней после рождения должно проходить
под углом к переднебоковой поверхности сустава,
что обеспечит ему прохождение через край лимба, не затрагивая вертела и минуя костную ткань
эпифизов костей таза, должно достичь капилляров
костного ядра растущей головки и активизировать
их рост и дальнейшее внедрение в хрящ. Исходя из
гистологической картины формирования костного
Экспериментальные исследования в медицине и биологии
Áþëëåòåíü ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2008, ¹ 6 (64)
ядра головки в период 40–75 дней жизни животных
можно отметить, что рост хрящевой ткани и костных ядер в облучаемых головках не во всех случаях
опережал увеличение костной ткани в противоположных контрольных головках. Тем не менее, через
50–75 дней после рождения при 20–45 сеансах
облучения отмечено постоянство более активного
замещения хрящевой ткани костной в проксимальных эпифизах бедренных костей, подвергшихся
облучению. Это выразилось в меньшей толщине
суставного хряща и исчезновении ростковой
пластинки в опытных головках в сравнении с контрольными контралатеральными. Одной из особенностей влияния лазерного излучения на опытную
бедренную кость явилось увеличение дистальной
ростковой пластинки после 10 сеансов облучения
тазобедренного сустава до 900 мкм при наличии
толщины её в контрольной кости 300 мкм. При этом
отмечено и увеличение длины опытной бедренной
кости на 2 мм в сравнении с контрольной контралатеральной, что требует дальнейшего изучения
влияния лазерного излучения на рост костей.
Заключение
Таким образом при частоте импульсов 10 Гц и
мощности лазерного излучения 100 мВт облучение
головок бедер через 30 дней после рождения хомячков позволило активизировать в них хондро- и
остеогенез и получить более раннее эпифизодиафизарное сращение. Исходя из вышеизложенного, можно говорить о возможности активизации
остеогенеза в период формирования костного
ядра проксимальных эпифизов бедренных костей
путём использования лазерного излучения. Это
может служить обоснованием для использования
лазерного излучения с целью активизации хондроостеогенеза после вправления вывиха бедра в
более поздние сроки при его лечении.
Экспериментальные исследования в медицине и биологии
47