Экспериментальная оценка эффективности препаратов ПГЕ1 в качестве вещества, стимулирующего сращение костей при диафизарных переломах Исхаков Р.И. Юфряков В.С. Научный руководитель: Липинский П.В. Актуальность: При тяжелых открытых переломах раневой процесс часто сопровождается различными осложнениями, например: Формированием псевдоартрозов (ложных суставов) Или проблемами с серьезными повреждениями мягких тканей и замедленной консолидацией переломов. Немного о костях Простагландины (Pg) ● Биологически активные липиды. ● Содержат 20-членную углеродную цепь. ● В зависимости от строения цикла, характера заместителей, количества и положения двойных связей различают несколько типов простагландинов: А, В, С, D, Е, F, G, H, I и J. ● Являются медиаторами с выраженным физиологическим эффектом. ● В малых концентрациях (около1 мкг/г) присутствуют почти во всех органах, тканях и биологических жидкостях высших животных. Биологические эффекты ПГЕ1 Известно несколько случаев необычного использования ПГЕ1. Несколько исследователей в мире проводили те или иные эксперименты по реплантации конечностей с использованием ПГЕ1 для предотвращения тромбоза, улучшения микроциркуляции тканей (Фукуи – реплантация верхних конечностей; Сузуки – хвостовые лоскуты кроликов; Шенг-Моу Хоу – реплантации конечностей в хирургии. См. список литературы). При этом во всех экспериментах реплантации конечностей проходили весьма успешно. Было отмечено снижение уровня тромбоцитов и протромбина, а также заметно улучшена микроциркуляция. Цель: Экспериментально изучить влияние ПГЕ1 на регенерацию костной ткани у кролика. Гипотеза: У получающих ПГЕ1 кроликов мы будем наблюдать ускоренный остеосинтез, не сопровождаемый воспалением мягких тканей, и формирование большей костной мозоли, нежели у кроликов контрольной группы. Материалы и методы Мы исследовали две группы кроликов (Oryctolagus cuniculus) по 7 ♂ в каждой, полученных случайной выборкой из вивария РГМУ. Там же они и содержались. Возраст: не более 2 лет Вес: 3-5 кг Материалы и методы Штифты Богданова для внутрикостной фиксации Материалы и методы: Подготовка операционного поля Стрижка и бритье задней конечности Установка внутривенного катетера Ход операции: Вскрытие костномозгового канала и обнажение диафиза кости Просверливание каналов (3 плоскости) Ход операции: ввод штифтов Богданова Голень кролика штифт Вот так выглядит кролик во время операции. Ход операции: ушивание ран Ушитые раны Завершение операции: Обработка конечности антисептиком Кролик после операции до пробуждения. Основной группе животных в течение 10-ти дней (включая день операции) нами подкожно вводился Вазапростан 5 мкг/кг/сут. РЕЗУЛЬТАТЫ У всех животных основной группы формирование костной мозоли прошло успешно. У одного кролика из контрольной группы консолидации перелома не наступило, а у двоих развилось тяжелое нагноение. Обеим группам животных на 10, 20 и 30 дни выполнялись рентгенограммы оперированной конечности для оценки динамики формирования костной мозоли. Основная группа День 10. Основная группа. На снимках отмечено формирование костной мозоли. А это контрольная группа День 10. Контрольная группа. На снимках нет признаков формирования костной мозоли. Результаты 1. Диаметр нативной кости у животных основной (1) и контрольной (2) групп. Р=0,92 2. Диаметр костной мозоли на 30 день после операции у животных основной (1) и контрольной (2) групп Р=0,008 Результаты 3. Коэффициент утолщения кости (диаметр костной мозоли/диаметр кости) на 30 день после операции у животных основной (1) и контрольной (2) групп. Р=0,008151 Результаты 4. Основная группа. Диаметр кости до операции (1) и диаметр костной мозоли через 30 дней после операции (2). Р=0,01563 5. Контрольная группа. Диаметр кости до операции (1) и диаметр костной мозоли через 30 дней после операции (2). Р=0,0294 ВЫВОДЫ Применение препарата ПГЕ1 (Вазапростан) в послеоперационном периоде у кроликов с экпериментальной моделью перелома диафиза большеберцовой кости способствует усилению репаративных процессов в поврежденном сегменте. В этом наша гипотеза полностью подтвердилась. Как видно из наших результатов, 10-дневный курс простагландина Е1 позволяет образоваться костной мозоли со средним коэффициентом утолщения примерно равным 2. При этом без простагландина Е1 он примерно равен 1,77. Это говорит о высокой эффективности препарата. БЛАГОДАРНОСТИ Мы выражаем благодарность: • Нашему научному руководителю Липинскому Павлу Владимировичу за руководство и помощь во время практики, • Глаголеву Сергею Менделевичу за организацию практики, • Сотрудникам Научно-исследовательского центра РГМУ за предоставление рабочего места, а также кроликов для исследования. • Также, отдельные благодарности Илье Флямеру и Александру Сафонову за помощь в рецензировании нашего отчета. Спасибо за внимание! Простагландин Е1 (ПГЕ1) ● Имеет наибольшее распространение в медицине. ● Снижает активность тромбоцитов, их агрегацию, а также уровень субстанций, стимулирующих агрегацию. ● Ингибирует активацию нейтрофилов. Это проявляется в снижении высвобождения лизосомальных ферментов и медиаторов хемотаксиса (направленного движения клеток вдоль градиента концентрации химического реагента). ● Влияет на гладкие мышцы сосудов, тем самым расширяя их (вазодилатация). ● Увеличивает фибринолитическую активность крови путем стимуляции активатора плазминогена. ● ПГЕ1 влияет на метаболизм липидов: ингибирует биосинтез стерола, холестерина и ланостерола. При этом уровень холестерина в крови резко снижается. Список литературы Ингибирование активации тромбоцитов: Emmons, PR.; Hampton, J.R.; Harrison, M.J.G.; Honour, A.J.; Mitchell, J.R.A.: Effect of Prostaglandin E1 On Platelet Behaviour in vitro and in vivo. Br. Med. J. 2 468-472 (1967) Kloeze, J.: Relationship Between Chemical Structure and Platelet Aggregation Activity of Prostaglandins. Biochim. Biophys. Acta 187 285-292 (1969) Ингибирование активации нейтрофильных гранулоцитов: Hecker, G.; Ney, P.; Schror, K.: Cytotoxic Enzyme Release and Oxygen Centered Radical Formation in Human Neulrophils are Selectively Inhibited by E-type Prostaglandins but not by PGI2 Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 341 308-315 (1990). Увеличение кровотока и улучшение реологических свойств крови: Bergstrom, S.; Carloson, L.A., Weeks, J.R: The Prostaglandins: A Family of Biologically Active Lipids. Pharmacol. Rev. 20 1-48 (1968). Увеличение фибринолитической активации: Tilsner, V.: Aktivierung derendogenen Fibrinolyse durch Prostaglandin E1. In: Heidrich, H.; Bohme, H.; Rogatti, W. (ed.) Prostaglandin E1 -Wirkungen und therapeutische Wirksarnkeit. Springer Verlag, Berlin 76-82 (1988). Влияние на клеточный метаболизм и микроциркуляцию: Bergstrom, S.; Carloson, L.A., Weeks, J.R: The Prostaglandins: A Family of Biologically Active Lipids. Pharmacol. Rev. 20 1-48 (1968). Suzuki с соавторами: Suzuki S., Isshiki N., Ogawa Y., Mishimura R., Kurokawa M.: Effect of Intravenous Prostaglandin EI on Experimental Flaps. Annals of Plastic Surgery 19, No. I.July 1987. Sheng-Mou Hou [Sheng-Mou Hou: Prostaglandin Ei was Effective in Microanastomosis for Patients with Replantation of Extremity.: J. Orth.-Surg. 3, 111-121 (1986).] Fukui [Fukui A., Maeda M., Sempuku Т., Tamai S., Mizumoto S., Inada Y.: Continuous Local Intra-Arterial Infusion of Anticoagulants for Digit Replantation and Treatment of Damaged Arteries. J. Reconstructive Micro Surgery 5, 127-136 (1989).] Сахно Н.В. Стимуляция репаративных процессов костной ткани при переломах трубчатых костей у мелких домашних животных и профилактика хирургической инфекции, С.-Петербург, 2009 Простагландины: http://www.med2.ru/story.php?id=17614 http://www.golkom.ru/kme/16/2-524-2-8.html http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/biologiya/PROSTAGLANDINI.html http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0% B4%D0%B8%D0%BD%D1%8B http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/21.html http://medi.ru/doc/0711101.htm Действие простагландинов ● Влияют на артериальное давление. ● Подавляют секреторную функцию желудка. ● Влияют на железы внутренней секреции (щитовидную железу и др.), водно-солевой обмен (изменяют соотношение ионов Na+ и К+), на систему свёртывания крови (снижают способность тромбоцитов к агрегации) и др. Однако многие имеющиеся сейчас сведения о простагландинах все же довольно противоречивы или недостаточны, но это возбуждает еще больший интерес к простагландинам у самых разных исследователей. Результаты Результаты гистологического исследования приведены в таблицах ниже. № животного По порядку Основная группа Диаметр кости, Диаметр мм костной мозоли, № животного по порядку Контрольная группа Диаметр Диаметр кости, мм костной мм мозоли, мм 1 8,7 16,5 1 8,6 15,2 2 8,8 19,4 2 8,3 15,3 3 8,2 16,7 3 8,7 15,2 4 9 17,4 4 8,8 15,1 5 7 16,4 5 Консолидации перелома не наступило 6 8,5 18,1 6 Тяжелое нагноение. Выведен из эксперимента на 20 день. Костной мозоли нет. 7 8,8 17,5 7 Тяжелое нагноение. Выведен из эксперимента на 20 день. Костной мозоли нет. Результаты № животного по порядку Основная группа Контрольная группа 1 1,9 1,77 2 2,2 1,84 3 2,04 1,75 4 1,93 1,72 5 2,34 Консолидации перелома не наступило 6 2,13 Появилось тяжелое нагноение. Выведен из эксперимента на 20 день. Костной мозоли нет. 7 1,99 Появилось тяжелое нагноение. Выведен из эксперимента на 20 день. Костной мозоли нет. Среднее значение 2,08 1,77