Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ АРГОНОПЛАЗМЕННОЙ КОАГУЛЯЦИИ НА СКОРОСТЬ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ НА КРЫСАХ

Бердюгин К.А. 1 Котомцев В.В. 2 Кононова К.Ю. 1 Казанцев Н.А. 2 Бердюгина О.В. 2 Кудрявцева И.П. 1
1 ФГБУ «Уральский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. В.Д.Чаклина Минздрава России»
2 ФГБУ «Уральский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии Минздрава России»
Статья посвящена изучению влияния аргоноплазменной коагуляции на скорость регенерации костной ткани в экспериментальных условиях. Известно, что аргоноплазменная коагуляция дает за¬метные клинические преимущества — возможность полного гемостаза на большой поверхности с созданием тонкого (около 1–2 мм) надежного струпа с минимальным риском возник¬новения повторных кровотечений. Именно поэтому после воздействия аргонусиленного коагулятора разруше¬ние и некроз ткани меньше, чем при классической электрохирургии, итогом чего является более быстрое заживление костной и кожной ран. Для проведения эксперимента были подобраны две группы беспородных крыс-самцов в возрасте 5-6 месяцев, содержащихся в одинаковых клеточных условиях и получающих одинаковый рацион на протяжении всего опыта (всего 30 животных). У опытных крыс место перфорации кости обрабатывали аргоноплазмой при помощи аппарата ФОТЕК ЕА 141с в течение 4 с, не нагревая ткань выше 50 °С, после чего проводили лабораторное исследование.
эксперимент
крысы
регенерация костной ткани
аргоноплазменная коагуляция
1. Воздействие плазменных потоков аргона на возбудителей раневой инфекции in vitro / С.В. Кирюшенкова [и др.] // Математическая морфология: электронный математический и медико-биологический журнал. - 2007. - Т. 6. - Вып. 4. - С. 225-229.
2. Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. - М.: Медицина, 2000. - 540 с.
3. Оленева М.А, Есипова Л.Н., Вученович Ю.Д. Аргоноплазменная коагуляция тканей при кесаревом сечении // StatusPraesens. - 2011. - № 61. - С. 86-87.
4. Самошкин И.Б., Слесаренко Н.А. Реконструктивно-восстановительная хирургия опорно-двигательного аппарата у собак: Руководство для ветеринарных врачей. - М.: Советский спорт, 2008. - 200 с.
5. Финкельштейн Д.Н. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы.- Изд. 2-е.- М.: Наука, 1979.- Гл. IV. - С. 76-110.

Введение

Плазма - это полностью или ча­стично ионизированный газ [5]. В этом состоянии от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделен, по крайней мере, один электрон. При этом, несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов), суммарный электрический заряд плазмы приблизительно равен нулю [3]. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обусловливает ее заметно большее взаимодействие с магнитным и электрическим по­лями. Поэтому аргоновая плазма становится отличным проводником электрического тока от активного электрода к тканям. Как известно, электрический ток - направленное движение заряженных частиц. При переменном токе направление этого движения меняется с огромной скоростью - к обычной электрической розетке подве­ден переменный ток с частотой 50 Гц, т.е. заряженные 50 раз/с диаметрально противоположно меняют направление своего движения, по сути - колеблются и «толкают» лежащие вокруг молекулы. От скорости колебания молекул зависит температура: чем выше ско­рость таких колебаний, тем больше активность нагрева, что напрямую зависит от сопротивления ткани. У живых тканей сопротивление движению электронов в десятки и даже сотни раз превосходит сопротивление внутри медной проволоки. Так как сопротивление повышается, то неми­нуемым следствием становится нагрев тканей [3]. Именно свойство электрического тока нагревать живые ткани и используют в электрохирургии. Точеч­ное подведение электрического тока приводит к мгновенному вскипанию жидкости, содержащейся в ткани, и разрыву (разрезу) ткани. Здесь крайне важно, чтобы активный электрод был достаточно тонким в точке его соприкосновения с тканями. Это позволяет обеспечить нужную «плотность» тока, так как чем больше заряжен­ных частиц, движущихся в одном направлении в единицу времени, ударится о молекулу вещества, тем больше вы­делится тепла. Под воздействием традиционной электрохирургической энергии формируется система (сеть) дугообразных тоннелей. При исполь­зовании аргонусиленного коагулятора эти дугообразные тоннели расположе­ны равномернее, имеют меньшие раз­меры, более многочисленны и одинако­вы по диаметру и глубине. Дуговые тоннели создают ретикулярный ма­трикс в самом верхнем слое, благодаря чему и образуется более тонкий гомо­генный струп, быстрее останавливаются кровотечения, меньше повреждают­ся ткани и усиливаются способности ткани к заживлению.

Благодаря инертным свойствам ар­гона доступ кислорода и азота к поверх­ности ограничен [1]. Поскольку аргон не поддерживает горение, происходит мень­шее обугливание, а запах и дым практи­чески отсутствуют. Более того, аргонуси­ленный коагулятор - безопасный инструмент, т.к. пучок аргона в нем име­ет комнатную температуру, а лен, хирургическая марля, хирургические перчатки, синтетический шовный материл из-за невысокой температуры не воспламеняют­ся. Газ не разрезает ткань и не вспыхива­ет при контакте с жировой тканью [5].

Цель эксперимента - определить влияние аргоноплазменной коагуляции на скорость регенерации костной ткани у крыс в эксперименте.

Материал и методы. Для проведения эксперимента были подобраны две группы беспородных крыс-самцов в возрасте 5-6 месяцев, содержащихся в одинаковых клеточных условиях и получающих одинаковый рацион на протяжении всего опыта (всего 30 животных). У контрольных животных после анестезиологического обеспечения проводили перфорацию средней трети бедренной кости стоматологическим буром диаметром 2 мм, после чего закрывали рану узловатым прерывистым швом, используя не рассасывающийся шовный материал.

У опытных крыс место перфорации кости обрабатывали аргоноплазменной коагуляцией при помощи аппарата ФОТЕК ЕА 141с течение 4 с, не нагревая ткань выше 50 °С.

Для получения биообразцов животных выводили из эксперимента на 10-й, 20, 30 и 45-й день опыта по 3 гол. из каждой группы.

В крови животных [2, 4] определяли маркеры резорбции и регенерации костной ткани. Через каждые 10 дней проводили рентгенологическое исследование бедренной кости, при выведении животных из эксперимента исследовали макропрепарат и брали костную ткань по месту перфорации для гистологического исследования.

Результаты исследований. При всех заболеваниях скелета происходят нарушения процессов ремоделирования кости, что сопровождается возникновением отклонений в уровне биохимических маркеров. Поскольку для большинства заболеваний скелета характерно ускорение ремоделирования с усилением резорбции, для контроля лечения используют, главным образом, маркеры резорбции кости. Основными биохимическими показателями, используемыми в клинической практике в качестве критерия резорбции костной ткани, служат пиридиновые связи коллагена, продукты деградации коллагена I типа - N- и С-телопептиды, тартрат-резистентная кислая фосфатаза. Во время обновления костной ткани коллаген I типа, который составляет более 90% органического матрикса кости и синтезируется непосредственно в костях, деградирует, а небольшие пептидные фрагменты попадают в кровь или выделяются почками. Продукты деградации коллагена можно определять как в моче, так и в сыворотке с использованием тест-систем CrossLaps.

Одним из маркеров восстановления кости является остеокальцин (так называемый костный глутаминовый белок - BGP) - это небольшой витамин К - зависимый неколлагеновый белок, присутствующий в костной и зубной тканях. Остеокальцин синтезируется остеобластами и включается во внеклеточное пространство кости. Но часть синтезированного остеокальцина попадает в кровоток, где и может быть проанализирована (таблица 1). Высокий уровень паратгормона (ПТГ) в крови оказывает ингибирующее действие на активность остеобластов, продуцирующих остеокальцин, и снижает его содержание в костной ткани и крови. Измерение сывороточного остеокальцина позволяет определять риск развития остеопороза; проводить мониторинг костного метаболизма; помогает в диагностике патологий, связанных с дефицитом гормона роста, гипо- и гипертиреоидизмом, хронической почечной недостаточностью.

Таблица 1

Изменения остеогенных показателей крови у крыс контрольной группы и крыс, подвергнутых обработке аргоноплазмой (n = 30)

Метаболит

Единица измере­ния

Срок эксперимента

До опыта

10 дней

20 дней

30 дней

45 дней

контр.

опыт

контр.

опыт

контр.

опыт

контр.

опыт

контр.

опыт

С-телопептиды коллагена І типа

нг/мл

0,01

0,01

0,05

0,04

0,06

0,01

0,05

0,02

0,06

0,06

Остеокальцин

нг/мл

19,0

19,9

13,1

14,8

18,9

13,2

13,6

14,3

15,7

15,9

Иммунологические показатели крови крыс проявляют динамику к увеличению иммуноглобулинов фракций А и G без каких-либо значительных изменений со стороны IgM (табл. 2). Иммуноглобулины фракции А находятся в основном в сыворотке крови и препятствуют проникновению микроорганизмов в ткани. Однако иммуноглобулины этой фракции обеспечивают и местный иммунитет, синтезируясь плазматическими клетками, образующимися из мигрирующих по крови В-клеток. В нашем эксперименте концентрация этих белков увеличивалась в обеих группах с максимальным подъемом к периоду с 20-го по 30-й день эксперимента и затем имела тенденцию к снижению, однако, так и не достигала первоначальных значений. Иммуноглобулины фракции G являются основными показателями гуморального иммунитета, являясь циркулирующими белками. Они проникают в экстраваскулярное пространство, где выполняют бактерицидную, антитоксическую и другие защитные функции. При проведении хирургического вмешательства к 10-му дню опыта их содержание увеличивалось с 1,36 до 1,96 г/л в контрольной группе (на 44%) и с 1,32 до 2,03 г/л в опытной группе (на 53,8%). Данное увеличение можно расценивать как активную реакцию гуморального звена иммунной системы на травму, которая более ярко проявлялась у опытных крыс. В последующие сроки концентрация IgG в циркулирующей крови снижалась в обеих группах, но у опытных крыс она была всегда ниже, чем в контрольной. По-видимому, менее выраженная воспалительная реакция по месту травмы приводила к меньшей активности плазматических клеток в очаге воспаления и количество IgG снижалось. С-реактивный белок является тестом на воспалительные и некротические процессы, протекающие в организме. Повышение этого белка в эксперименте обусловлено травмой и распадом тканей в процессе операции и апоптозом в постоперационный период. Так, к 10-му дню опыта концентрация этого белка в крови контрольных крыс увеличивалась в 3,75 раза, в крови опытных животных - в 2,5 раза. На протяжении 45 дней наблюдений уровень этого белка в крови опытных крыс был всегда ниже, чем в крови контрольных крыс.

Таблица 2

Изменения некоторых иммунологических показателей крови у крыс контрольной группы и крыс, подвергнутых обработке аргоноплазмой (n = 30)

Метаболит

Единица измерения

Сроки эксперимента

До опыта

10 дней

20 дней

30 дней

45 дней

контр.

опыт

контр.

опыт

контр.

опыт

контр.

опыт

контр.

опыт

С-реактивный белок

мг/л

0,04

0,04

0,15

0,10

0,12

0,07

0,07

0,03

0,08

0,03

Ig A

г/л

0,30

0,31

0,39

0,39

0,41

0,40

0,41

0,41

0,39

0,39

Ig G

г/л

1,36

1,32

1,96

2,03

1,98

1,71

1,96

1,69

1,95

1,69

Ig M

г/л

0,37

0,39

0,39

0,39

0,40

0,39

0,40

0,39

0,41

0,39

Выводы. Динамика остеогенных показателей крови крыс в эксперименте привела к выводу о возможности ускорения регенеративных процессов костной ткани после аргоноплазменного воздействия.

Рецензенты:

Герасимов А.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой медицины катастроф ГБОУ ВПО «Уральская государственная медицинская академия Минздрава РФ», г. Екатеринбург.

Борзунов И.В., д.м.н., зам. декана лечебно-профилактического факультета ГБОУ ВПО «Уральская государственная медицинская академия Минздрава РФ», г. Екатеринбург.


Библиографическая ссылка

Бердюгин К.А., Котомцев В.В., Кононова К.Ю., Казанцев Н.А., Бердюгина О.В., Кудрявцева И.П. ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ АРГОНОПЛАЗМЕННОЙ КОАГУЛЯЦИИ НА СКОРОСТЬ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ НА КРЫСАХ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 1. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=12106 (дата обращения: 17.06.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674