Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

CHANGING THE RABBITS’ HEMATOLOGICAL VALUES AFTER INTRODUCING IMPLANTATION MATERIAS BASED ON THE HORSE BONE TISSUE XENOMATRIX INTO THE ARTIFICIALLY PRODUCED BONE DEFECT

Luneva S.N. 1 Shipitsyna I.V. 1 Chepeleva M.V. 1 Dyuryagina O.V. 1 Kovinka M.A. 1
1 FSBI Russian Ilizarov Scientific Center «Restorative Traumatology and Orthopaedics» of the RF Ministry of Health
Целью нашей работы было изучить гематологические показатели крови кроликов в динамике после замещения костного дефекта ксеноматериалами на основе костного матрикса лошади. Исследование выполнено на 18 кроликах-самцах породы Шиншилла в возрасте от 6 до 10 месяцев. Животные были поделены на три группы (I – без заполнения костного дефекта, II – заполнение дефекта материалом на основе ксеноматрикса лошади, III – заполнение дефекта ксеноматриксом лошади совместно с комплексом антибактериальных препаратов). Забор крови производили венепункцией краевой вены уха. Гематологические показатели крови определяли на соответствующих сроках эксперимента (дооперационный уровень, 3-и, 7-е, 14-е, 30-е сутки после операции). Согласно результатам проведенного исследования у экспериментальных животных наблюдали умеренную эритроцитопению 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. Результаты исследования показали, что воспалительный процесс при заполнении костных дефектов ксеноматриксом лошади не выходил за рамки общего адаптационного синдрома, развивающегося после оперативного вмешательства.
The aim of our work was to study the blood hematological values of rabbits dynamically after bone defect filling with xenomaterials based on the horse bone matrix. 18 male Chinchilla rabbits at the age of 6-10 months were used in the study. The animals were divided into three groups (I – without bone defect filling, II – the defect filling with the material based on the horse xenomatrix, III – the defect filling with the horse xenomatrix together with a complex of antibacterial preparations). Blood sampling was performed by venipuncture of the regional ear vein. Hematological blood values were determined at the appropriate periods of the experiment (pre-operatively, 3, 7, 14, 30 days after surgery). According to the results of the performed study, the experimental animals demonstrated moderate erythrocytopenia and leukocytosis, the decrease in hemoglobin concentration and the increase in blood platelet concentration. The identified insignificant shifts in peripheral blood values in the early postoperative period are associated with the organism’s response to surgical intervention. As the study results demonstrated, when bone defect filling with the horse xenomatrix the inflammatory process did not go beyond the general adaptation syndrome developing after surgical intervention.
implantation material
xenomaterial
bone defect
blood hematological values

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

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

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

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.