На сегодняшний день в области реконструктивной хирургии для восстановления целостности кости применяются остеопластические материалы различного происхождения (аутогенные, аллогенные, ксеногенные и аллопластические). Критерием выбора костно-пластических материалов в зависимости от вида костной пластики является наличие таких свойств, как моделируемость; резорбируемость, остеокондуктивность; остеоиндуктивность и др. [1–3]. Так, например, аутогенные материалы, обладая хорошими остеоиндуктивными свойствами, подвержены быстрой резорбции в условиях организма [4, 5]. Аллогенные препараты характеризуется низкой способностью к остеоинтеграции, не участвуют в процессах остеогенеза, обладают слабыми остеоиндуктивными свойствами [6, 7]. Ксеногенные материалы обладают как остеоиндуктивными, так и остеокондуктивными свойствами, однако их применение требует использования защитной мембраны [8, 9]. Аллопластические материалы в основном используются в качестве биологических наполнителей при недостатке аутогенной кости [10].
В то же время имплантация любого чужеродного агента влечет за собой воспалительный ответ, интенсивность которого будет зависеть от иммунологической совместимости остеопластических материалов. Несмотря на широкий спектр исследований, связанных с применением костно-пластических материалов, наблюдается дефицит работ, посвященных изучению гематологических и биохимических показателей крови пациентов, отражающих физиологическое состояние пациента после установки импланта.
В связи со сказанным актуальными являются накопление и анализ клинических данных, позволяющих судить о течении репаративных процессов после замещения костных дефектов имплантами различного происхождения.
Цель исследования: изучить гематологические показатели крови кроликов в динамике после замещения костного дефекта ксеноматериалами на основе костного матрикса лошади.
Материалы и методы исследования. Исследование выполнено на 18 кроликах-самцах порода Шиншилла в возрасте от 6 до 10 месяцев, средний вес 3,6±0,1 кг.
Цилиндрический костный дефект, сформированный на медиальной поверхности дистального метафиза большеберцовой кости при помощи стоматологической фрезы размером 2х6 мм в соответствии с ГОСТ Р ИСО 10993-1-2009, заполняли имплантационным материалом на основе ксеноматрикса лошади. В I (контрольную) группу вошли животные без заполнения костного дефекта имплантационным материалом (n=6), во II (n=6) – костный дефект заполняли ксеноматриксом костной ткани лошади; в III (n=6) – ксеноматриксом лошади совместно с комплексом антибактериальных препаратов. В течение 3 суток после оперативного вмешательства проводилась стандартная антибактериальная терапия: инъекция раствора энроксила 10% в дозе 0,5 мл в сутки и обезболивание инъекцией диклофенака в дозе 0,5 мл в сутки. Забор крови производили венепункцией краевой вены уха. Гематологические показатели крови определяли на полуавтоматическом геманализаторе ABX PENTRA 60 (Horiba ABX, Франция – Япония) на соответствующих сроках эксперимента (дооперационный уровень, 3-и, 7-е, 14-е, 30-е сутки после операции). Анализировали следующие гематологические показатели: количество эритроцитов (RBC), количество лейкоцитов (WBC), гемоглобин (HGB), гематокрит (HCT), средний объем эритроцита (MCV), среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH), среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците (MCHC), коэффициент анизотропии (RDW), тромбоциты (PLT), средний объем тромбоцита (MPV), ширину распределения тромбоцитов (PDW).
Статистическая обработка полученных данных выполнена с помощью программного обеспечения AtteStat Версия 13.0. Цифровые данные представлены в виде медианы (Ме), 25% и 75% квартилей (Q25 – Q75); для принятия или отклонения нулевой гипотезы при сравнении групп использовали непараметрический критерий Манна–Уитни. Различия между группами наблюдений считали статистически значимыми при p˂0,05.
Для исследования получено одобрение этического комитета. Эксперимент проведен при соблюдении принципов гуманного обращения с лабораторными животными в соответствии с требованиями Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментов и других научных целей; «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приложение к приказу Минздрава СССР от 12.08.1977 № 755); требованиями инструкции № 12/313 Министерства здравоохранения РСФСР «Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию экспериментальных биологических клиник» от 06.01.1973 г.
Результаты исследования и обсуждение
В ранний послеоперационный период в зонах оперативного вмешательства наблюдали асептическое воспаление: гиперемию краев раны, умеренный послеоперационный отек, наличие серозного отделяемого. Температура тела животных повышалась на 0,2–0,3°С, потеря в весе составила не более 350 г. Аппетит восстанавливался к 5–7-м суткам. На 7-е сутки исчезали признаки асептического воспаления. К 10-м суткам наблюдали заживление ран.
Содержание лейкоцитов, эритроцитов, гемоглобина, гематокрита и тромбоцитов в дооперационном периоде не имело статистически значимых межгрупповых отличий (таблица).
Гематологические показатели крови кроликов
|
Гематоло-гические показатели |
Группы
|
Срок эксперимента, сутки |
||||
|
До операции |
3-и сутки |
7-е сутки |
14-е сутки |
30-е сутки |
||
|
Лейкоциты (WBC), х109/л |
I (n=6) |
8,4 (7,2; 9,6) |
12,9* (11,9; 13,0) |
13,1* (12,8; 14,0) |
7,8 (6,2; 7,6) |
9,6 (8,9;10,2) |
|
II (n=6) |
8,4 (7,9; 9,4) |
12,8* (11,9; 13,4) |
10,4 (9,9; 11,2) |
8,8 (8,5; 9,7) |
9,4 (8,7; 9,9) |
|
|
III (n=6) |
8,5 (8,0; 9,8) |
12,8* (11,0; 12,9) |
11,0 (9,8; 11,4) |
8,6 (7,2; 10,2) |
9,2 (8,9; 10,1) |
|
|
Эритроциты (RBC), х1012/л |
I (n=6) |
6,8 (6,7; 7,2) |
5,2* (4,6; 6,3) |
5,9* (5,6; 6,1) |
6,6 (6,4; 6,9) |
6,9 (6,7; 7,0) |
|
II (n=6) |
6,9 (6,6; 7,1) |
6,1 (5,9; 6,3) |
6,1 (5,7;6,2) |
6,4 (6,3;6,7) |
7,2 (6,9; 7,3) |
|
|
III (n=6) |
6,9 (6,6;7,2) |
6,2 (5,9; 6,4) |
6,1 (5,7;6,2) |
6,5 (6,3;6,8) |
6,9 (6,8; 7,1) |
|
|
Гемоглобин (HGB), г/л |
I (n=6) |
155,7 (144,1; 159,9) |
126,8* (120,4; 145,1) |
119,5* (118,6; 124,9) |
141,5 (139,9; 143,5) |
142,5 (141,4; 144,6) |
|
II (n=6) |
152,1 (149,0; 154,3) |
130,6 (121,2; 136,1) |
135,1 (132,1; 136,0) |
135,1 (129,4; 136,8) |
147,7 (145,5; 151,2) |
|
|
III (n=6) |
153,3 (148;1;156,0) |
133,2 (129,1; 130,0) |
131,5 (129,8; 134,6) |
134,5 (132,2; 138,9) |
146,8 (142,4; 148,0) |
|
|
Гематокрит (HCT), % |
I (n=6) |
42,4 (41,2; 43,3) |
35,9* (39,8; 41,2) |
34,8* (32,9; 41,1) |
42,1 (41,4; 43,2) |
43,4 (42,2; 43,9) |
|
II (n=6) |
45,9 (44,6; 46,2) |
39,3 (38,9; 40,1) |
40,8 (40,1; 41,2) |
40,7 (39,8; 41,2) |
45,1 (44,6; 47,4) |
|
|
III (n=6) |
44,5 (43,8; 45,1) |
37,8 (37,0; 39,1) |
40,6 (40,0; 42,2) |
45,1 (44,8; 46,2) |
43,7 (42,6; 44,1) |
|
|
Средний объем эритроцита (MCV), фл |
I (n=6) |
63,6 (62,8; 64,5) |
63,0 (62,6; 63,6) |
62,9 (62,4; 63,6) |
63,4 (63,1; 64,2) |
63,0 (62,2; 64,0) |
|
II (n=6) |
63,8 (63,0; 65,4) |
65,2 (64,9; 66,3) |
64,2 (63,8; 65,3) |
64,2 (63,7; 65,6) |
62,7 (61,9; 63,2) |
|
|
III (n=6) |
64,4 (63,9; 65,4) |
63,9 (62,8; 64,1) |
63,5 (63,1; 66,2) |
65,1 (63,5; 66,2) |
63,4 (63,1; 64,1) |
|
|
Среднее содержание гемоглобина (MCH), пг. |
I (n=6) |
21,6 (21,5; 21,8) |
19,9* (19,6; 20,2) |
21,1 (21,0; 21,4) |
21,4 (21,0; 21,9) |
20,7 (20,5; 20,9) |
|
II (n=6) |
21,8 (21,6; 22,0) |
21,6 (21,2; 22,0) |
21,2 (21,1; 21,4) |
21,2 (21,0; 21,6) |
20,5 (20,1; 20,8) |
|
|
III (n=6) |
22,1 (22,0; 22,4) |
21,7 (21,6; 21,8) |
21,4 (21,0; 21,5) |
20,9 (20,7; 21,2) |
20,4 (20,0; 21,1) |
|
|
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците (MCHC), г/л |
I (n=6) |
344 (315,2; 351,1) |
321,2* (319,4; 332,5) |
321,9* (308,8; 364,6) |
335,7 (305,5; 340,8) |
327,6 (315,6; 366,6) |
|
II (n=6) |
338 (329,1; 344,0) |
331,1 (321,6; 342,4) |
331,1 (325,5; 349,8) |
331,1 (325,5; 345,9) |
329,7 (300,9; 340,6) |
|
|
III (n=6) |
342,2 (332,2; 354,0) |
338,8 (328,8; 354,2) |
327,7 (309,9; 336,9) |
329,2 (325,4; 333,3) |
332,2 (315,8; 338,9) |
|
|
Коэффициент анизотропии эритроцитов (RDW), % |
I (n=6) |
12,7 (12,5; 12,9) |
12,9 (12,8; 13,3) |
12,8 (12,4; 12,9) |
12,7 (12,4: 13,0) |
12,8 (12,3; 13,1) |
|
II (n=6) |
12,8 (12,4; 12,9) |
13,0 (12,9; 13,1) |
12,8 (12,2; 12,9) |
12,7 (12,2; 12,9) |
12,6 (12,1; 12,8) |
|
|
III (n=6) |
12,6 (12,2; 12,8) |
12,8 (12,5; 12,9) |
12,8 (12,3; 13,2) |
12,8 (12,6; 13,1) |
12,4 (11,9; 12,7) |
|
|
Тромбоциты (PLT), х109/л |
I (n=6) |
458,8 (397,9; 500,7) |
546,7 (490,8; 580,9) |
479,6 (388,9; 504,5) |
533,6 (460,1; 580,6) |
460,5 (430,0; 510,5) |
|
II (n=6) |
427,6 (388,9; 450,9) |
463,0 (390,6; 550,0) |
421,9 (344,4; 500,4) |
421,9 (360,2; 468,4) |
438,1 (395,9; 470,8) |
|
|
III (n=6) |
462,2 (390,9; 510,4) |
645,2* (534,4; 680,8) |
639,7* (578,8; 640,4) |
627,3 (580,4; 655,3) |
534,8 (490,4; 560,3) |
|
|
Средний объем тромбоцита (MPV), фл |
I (n=6) |
6,3 (5,9; 6,6) |
6,4 (6,3; 6,6) |
6,2 (6,0; 6,4) |
6,2 (5,9; 6,3) |
6,3 (6,0; 6,5) |
|
II (n=6) |
6,6 (6,3; 6,8) |
6,5 (6,3; 6,6) |
6,3 (5,9; 6,4) |
6,3 (6,0; 6,5) |
6,5 (6,4; 6,8) |
|
|
III (n=6) |
5,9 (5,7; 6,1) |
6,5 (6,3; 6,6) |
5,7 (5,6; 5,9) |
5,7 (5,4; 5,9) |
5,8 (5,4; 5,9) |
|
|
Ширина распреде-ления тромбоцитов (PDW), % |
I (n=6) |
11,6 (11,2; 12,0) |
14,2* (13,6; 15,1) |
13,6 (12,5; 13,9) |
13,5 (11,9; 14,2) |
13,8 (12,0; 14,1) |
|
II (n=6) |
11,8 (11,0; 12,8) |
13,1 (12,4; 13,9) |
12,4 (12,0;13,2) |
12,8 (11,9; 13,4) |
13,4 (12,8; 14,1) |
|
|
III (n=6) |
12,3 (11,9; 12,4) |
14,5* (14,3; 15,6) |
14,8* (163,7; 15,8) |
14,0 (13,8; 14,7) |
13,9 (13,5; 14,0) |
|
Примечание*: уровень значимости различий по сравнению с дооперационными значениями при p˂0,05
По данным различных авторов, референтные значения лейкоцитов у кроликов колеблются от 3,8х10 9 до 12,0х10 9 в 1 л, эритроцитов – от 6,4х1012 до 8,9х1012 в 1 л, гемоглобина – от 72 до 160 г/л, тромбоцитов – от 126х106 до 330х106 в 1 л (иногда до 990 х106/л). В нашем исследовании дооперационные значения эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина крови соответствовали референтным интервалам, принятым в качестве физиологической нормы. Количество тромбоцитов в дооперационном периоде колебалось от 388х106 до 510х106 в 1 л.
В послеоперационном периоде в контрольной группе наблюдали снижение числа эритроцитов, что приводило к значимому снижению концентрации гемоглобина и гематокрита. Также в течение первых двух недель происходило снижение показателей MCH и MCHC (содержание и концентрация гемоглобина в эритроците соответственно). В течение всего эксперимента незначительно изменялись размеры эритроцитов, увеличивалась ширина распределения их по объему. Содержание лейкоцитов значимо увеличивалось на 3-и и 7-е сутки после операции. Изменения количества тромбоцитов, их среднего объема и ширины были незначительны. К концу эксперимента исследуемые гематологические показатели значимо не отличались от дооперационных.
В опытных группах в раннем послеоперационном периоде наблюдали лейкоцитоз, незначительную эритроцитопению, снижение гемоглобина и гематокрита с нормализацией показателей к 14-м суткам. В ходе эксперимента наблюдали умеренные колебания эритроцитарных индексов. В группе с трансплантацией ксеноматрикса лошади совместно с комплексом антибактериальных препаратов (III группа) на 3-и, 7-е сутки наблюдали значимое повышение количества тромбоцитов относительно дооперационных значений, увеличивалась ширина распределения их по объему. Во II опытной группе количество тромбоцитов в течение всего исследования было в пределах дооперационных значений.
В работе по изучению динамики показателей лейкограммы в процессе применения имплантационных материалов различного происхождения, созданных на основе внеклеточного матрикса ксенокости, установлено, что наиболее благоприятные изменения показателей белой крови отмечаются в группе с трансплантацией ксеноматрикса костной ткани лошади [11]. В другой работе авторы в сформированный дефект большеберцовой кости вводили препарат, содержащий ионы лантаноидов и кальция. При этом наблюдали незначительные изменения гематологических параметров, характерных для воспалительного процесса, сопровождающего репаративную регенерацию мягких и костных тканей [12].
Согласно проведенному нами исследованию у животных после заполнения костного дефекта ксеноматриксом лошади в ранний послеоперационный период наблюдаются умеренная эритроцитопения и лейкоцитоз, снижение концентрации гемоглобина и повышение концентрации тромбоцитов относительно дооперационных значений. Выявленные незначительные сдвиги в показателях периферической крови в раннем послеоперационном периоде связаны с ответной реакцией организма на оперативное вмешательство. Отсутствие выраженных изменений со стороны гематологических показателей крови в ответ на заполнение костного дефекта ксеноматриксом лошади свидетельствует о благоприятном течении восстановительного периода. Менее выраженные изменения клеточного состава периферической крови после использования ксеноматериалов могут быть обусловлены биологической инертностью и антисептическими свойствами ксеногенной кости.
Заключение. Результаты исследования показали, что воспалительный процесс при заполнении костных дефектов ксеноматриксом лошади не выходил за рамки общего адаптационного синдрома, развивающегося после оперативного вмешательства.