ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ И РЕПАРАЦИИ СУСТАВНОГО ХРЯЩА СИНОВИАЛЬНЫХ СУСТАВОВ (Экспериментальное исследование)
При травме крупных суставов в большинстве случаев происходит повреждение суставного хряща мыщелков. Последствиями травматического повреждения суставного хряща и субхондральной кости является деформирующий остеоартроз, который протекает с быстрой сменой стадий вплоть до IV. Не смотря на использование в клинике целого ряд методов консервативного и оперативного лечения данной патологии, значимых… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. 1. Повреждения суставного хряща, классификация
- 1. 2. Существующие на сегодняшний день модели деструктивных и дегенеративных изменений суставных компонентов
- 1. 3. Моделирование деструктивных изменений хряща и субхондральной кости с использованием овцы в качестве экспериментального животного
- 1. 4. Использование перегрузки для моделирования дегенеративных изменений компонентов крупных суставов у овец
- 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
- 2. 1. Выбор овцы в качестве экспериментального животного
- 2. 2. Экспериментальные группы
- 2. 3. Методика проведения оперативных вмешательств
- 2. 4. Содержание и поведение экспериментальных животных после оперативного вмешательства
- 2. 5. Методы изучения полученного экспериментального материала
- 3. РЕЗУЛЬТАТЫ
- 3. 1. Анатомия тазобедренного и коленного суставов овец. Техника анатомически обоснованного малотравматичного оперативного доступа
- 3. 2. Результаты морфологического исследования мыщелков бедра коленного сустава овцы при моделировании посттравматических дегенеративных изменений
- 3. 2. 1. Группа № 1- не полнослойный дефект неминерализованной части гиалинового суставного хряща диаметром 5 мм на нагружаемой части внутреннего мыщелка бедра
3.2.2. Группа № 2 — полнослойный дефект неминерализованного суставного хряща с частичным повреждением его минерализованного слоя, но без повреждения субхондральной костной пластинки диаметром 5 мм на нагружаемой части внутреннего мыщелка бедра.
3.2.3. Группа № 3 — остеохондральный дефект диаметром 5 мм и глубиной 5 мм на нагружаемой части внутреннего мыщелка бедра.
3.2.4. Группа № 4 — полнослойный дефект неминерализованного суставного хряща с частичным повреждением его минерализованного слоя, но без повреждения субхондральной костной пластинки диаметром 5 мм на не нагружаемой части наружного мыщелка бедра под бедро-берцовой связкой.
3.2.5. Обсуждение результатов.
3.3. Морфология тканевых компонентов тазобедренных суставов у овец под действием перегрузки при моделировании дегенеративных изменений:
3.3.1. Морфометрическая и рентгенологическая характеристики компонентов тазобедренного сустава контрольной и опытных групп овец.
3.3.2. Морфологическая характеристика компонентов суставов контрольной и обеих опытных групп.
3.3.3. Обсуждение результатов.
Список литературы
- Акаевский. «Топографическая анатомия и хирургия сельскохозяйственных животных» Фрунзе, «Медтекст» 1971 г.
- Алиев А.А.О., «Экспериментальная хирургия» Учеб. Пособие — 2-е доп. и перераб. изд. — М. НИЦ «Инженер», 1998 г. — 50 а.л. — 180 ил.
- Арипов У.Х., Виноградова В. М., Воробьев П. А. И др. Овцеводство и козоводство.// М., Агропромиздат, 1990 г. 335 с. с ил.
- Аруин А.С., Зациорский В. М., Потемкин Б. А. Демпфирование динамических воздействий при локомоциях // Современные проблемы биомеханики. 1989. — Вып. 6. — С.63−78.
- Коваленко В.Н., Борткевич О. П. Остеоартроз. Практическое руководство. — 2-е изд. — К.: Морион, 2005 г. — с.с.57−82.
- Кузнецов А.Н., «Ветеринарная хирургия, ортопедия и офтальмология»
- Купчинов Б.И., Ермаков С. Ф., Белоенко Е. Д. Биотрибология синовиальных суставов. Минск: Веды, 1997. — 272 с.
- Лаврищева Г. И., Оноприенко Г. А. Морфологические и клинические аспекты репаративной регенерации опорных органов и тканей. М.: Медицина, 1996. — 208 с.
- Лебедев А.В., Лукьяновский В. А., Семенов Б. С. «Общая ветеринарная хирургия» М., Колос, 2000 г. -488 с.
- Лукьяновский В.А., Самошкин И. Б., Стекольников А. А., Тимофеев С. В. Местное и общее обезболивание животных. Учебное пособие. — М.-Сп.Б.Краснодар. 2004 г.
- Миронов С.П., Омельяненко Н. П., Орлецкий А. К., Марков Ю. А. Карпов И.Н. Остеоартроз: современное состояние проблемы // Вестник травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова, 2001. № 2. — С. 96−99.
- Никаноров В.А., Кузнецов А.К. «Ветеринарная хирургия и ортопедия»
- Павлова В.Н. Синовиальная среда сустава. М., 1980. 296с.
- Панков Е. Я., Фелдыш И., Дедух Н. В. и др. Сравнительное морфологическое изучение различных моделей деформирующего артроза //Ортопедия, травматология и протезирование. 1988. — № 6. — С. 61−70.
- Петраков С.А. «Оперативная хирургия с топографической анатомией животных»
- Слуцкий Л.И. Биохимия нормальной и патологически измененной соединительной ткани.- Л.: Медицина, 1969. — 375с.
- Цветкова Е.С. Остеоартроз. В кн.: Ревматические болезни. М.: Медицина, 1997: с. 385−396.
- Чекарева Г. А., Чернышева Е. С. Гистохимическая характеристика суставного хряща на экспериментальной модели деформирующего артроза. // Ортопед.травматол. — 1983. — С. 19−21.
- Adams ME, Brandt KD. Hypertrophic repair of canine articular cartilage in osteoarthritis after anterior cruciate ligament transection. J Rheumatol. 1991 Mar- 18(3):428−435.
- Alcens MK, von Rechenberg B, Bittmann P, Nadler D, Zlinszlcy K, Auer JA: Long term in-vivo studies of a photo-oxidized bovine osteochondral transplant in sheep. BMC MusculoskeletDisord 2001, 2:9−18.
- Akens К Margarete, Hurtig В Mark: Influence of species and anatomical location on chondrocyte expansion BMC Musculoskeletal Disorders 2005 № 6, 2331
- Altman R. D. Design and conduct of clinical trials in osteoarthrosis //Scand. J. Rheumatology. 1990. — (Suppl. 81) — P. 24−27.
- Annefeld M., Raiss R. Veranderungen in der Ultrastructur der Chondrocyten unter dem Einflub eines GAG-Peptid-Komplex //Alctuelle Rheumatologie.-1984. -S. 2, Bd. 9. S. 99−105.
- Arens D, Sigrist I, Alini M, Schawalder P, Schneider E, Egermann M. Seasonal changes in bone metabolism in sheep. Veterinary Journal 2006 Nov 30. 34−39.
- Armstrong SJ, Read RA, Price R: Topographical variation within the articular cartilage and subchondral bone of the normal ovine knee joint: a histological approach. Osteoarthritis Cartilage 1995, 3:25−33.
- Beeley N. Peptidomimetics and small-molecule drug design: towards improved bioavailability and in vivo stability. Trends Biotechnol. 1994 Jun-12(6):213−216.
- Bendele AM, White SL. Early histopathologic and ultrastructural alterations in femorotibial joints of partial medial meniscectomized guinea pigs. Vet Pathol. 1987 Sep-24(5):436−443.
- Bendele AM, Hulman JF. Spontaneous cartilage degeneration in guinea pigs. Arthritis Rheum. 1988 Apr-31(4):561−565.
- Bendele AM, White SL, Hulman JF. Osteoarthrosis in guinea pigs: histopathologic and scanning electron microscopic features. Lab Anim Sci. 1989 Mar-39(2):l 15−121.
- Bendele AM, Hulman JF. Effects of body weight restriction on the development and progression of spontaneous osteoarthritis in guinea pigs. Arthritis Rheum. 1991 Sep-34(9):l 180−1184.
- Boyd SK, Muller R, Leonard T, Herzog W. Long-term periarticular bone adaptation in a feline knee injury model for post-traumatic experimental osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2005 Mar-13(3):235−242.
- Brandt KD, Braunstein EM, Visco DM, O’Connor B, Heck D, Albrecht M. Anterior (cranial) cruciate ligament transection in the dog: a bona fide model of osteoarthritis, not merely of cartilage injury and repair. J Rheumatol. 1991 Mar-18(3):436−446.
- Brandt KD, Schauwecker DS, Dansereau S, Meyer J, O’Connor B, Myers SL. Bone scintigraphy in the canine cruciate deficiency model of osteoarthritis. Comparison of the unstable and contralateral knee. J Rheumatol. 1997 Jan-24(l): 140−145.
- Brandt K.D., Animal models of osteoarthritis/ In: Reginster J.-Y., Pelletier J.-P., Martel-Pelletier J., Henrotin Y. (eds) Osteoarthritis. Clinical and experimental aspects. Springer, 1999, p. 81−100.
- Brandt KD. Animal models of osteoarthritis. Biorheology. 2002- 39 (1−2): 221−235.
- Brittberg M. Sjogren-Jansson E, Lindahl A, Peterson L. Influence of fibrin sealant (Tisseel) on osteochondral defect repair in the rabbit knee. Biomaterials. 1997 Feb-18(3):235−242.
- Brittberg M. Peterson L. Introduction to an articular cartilage classification. ICRS Newsl. 1998- 1: 5−8.
- Browne JE, Branch TP. Surgical alternatives for treatment of articular cartilage lesions. J Am Acad Orthop Surg. 2000 May-Jun-8(3): 180−189.
- Buckwalter JA, Mankin HJ: Articular cartilage: degeneration and osteoarthritis, repair, regeneration, and transplantation. Instr. Course Lect 1998, 47:487−504
- Bywaters JH. The Hereditary and Environmental Portions of the Variance in Weaning Weights of Poland-China Pigs. Genetics. 1937 Sep-22(5):457−468.
- Calvo E, Palacios I, Delgado E, Ruiz-Cabello J, Hernandez P, Sanchez-Pernaute O, Egido J, Herrero-Beaumont G: High-resolution MR1 detects cartilage swelling at the early stages of experimental osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage 2001, 9:463−472.
- Campbell SE, Bennett D, Nasir L, Gault EA, Argyle DJ. Disease- and cell-type-specific transcriptional targeting of vectors for osteoarthritis gene therapy: further development of a clinical canine model. Rheumatology (Oxford). 2005 Jun-44(6):735−743.
- Carbone A, Howie DW, McGee M, Field J, Pearcy M, Smith N, Jones E. Aging performance of a compliant layer bearing acetabular prosthesis in an ovine hip arthroplasty model. J Arthroplasty. 2006 Sep-21(6):899−906.
- Carlson CS, Cullins LD, Meuten DJ. Osteochondrosis of the articular-epiphyseal cartilage complex in young horses: evidence for a defect in cartilage canal blood supply. Vet Pathol. 1995 Nov-32(6):641−647.
- Carlson CS, Loeser RF, Purser CB, Gardin JF, Jerome CP. Osteoarthritis in cynomolgus macaques. Ill: Effects of age, gender, and subchondral bone thickness on the severity of disease. J Bone Miner Res. 1996 Sep-ll (9):1209−1217.
- Chang D.G., Iverson E.P., Schinagl R.M., et al. Quantitation and localization of cartilage degeneration following the induction of osteoarthritis in the rabbit knee //Osteoarthritis Cartilage. 1997. -№ 5. — P. 357−372.
- Chateauvert J, Pritzlcer KP, Kessler MJ, Grynpas MD. Spontaneous osteoarthritis in rhesus macaques. I. Chemical and biochemical studies. J Rheumatol. 1989 Aug-16(8):1098−1104.
- Chu C.R., Dounchis JS, Yoshioka M, Sah RL, Coutts RD, Amiel D. Osteochondral repair using perichondral cells. A 1-year study in rabbits. Clin Orthop Relat Res. 1997 Jul-(340):P. 220−229.
- Collins C, Evans RG, Ponsford F, Miller P, Elson CJ. Chondro-osseous metaplasia, bone density and patellar cartilage proteoglycan content in the osteoarthritis of STR/ORT mice. Osteoarthritis Cartilage. 1994 Jun-2(2):l 11−118.
- Davis М.А. Sex differences in reporting osteoarthritic symptoms: a sociomedical approach. J Health Soc Behav. 1981 Sep-22(3):298−310.
- Davis M.A., Ettinger W.H., Neuhaus J.M., The role of metabolic factors and blood pressure in the association of obesity with osteoarthritis of the knee. J. Rheumatology, 1988, 15: 1827−1832.
- Davis M.A., Ettinger W.H., Neuhaus J.M., Cho S.A., Hauck W.W. Th association of knee injury and obesity with unilateral and bilateral osteoarthritis of th knee. Am. J. Epidemiol. 1989. 130: 278−288.
- DeRousseau CJ. Aging in the musculoskeletal system of rhesus monkeys: II. Degenerative joint disease. Am J Phys Anthropol. 1985 Jul-67(3): 177−184.
- Dorotka R, Bindreiter U, Vavken P, Nehrer S. Behavior of human articular chondrocytes derived from nonarthritic and osteoarthritic cartilage in a collagen matrix. Tissue Eng. 2005 May-Jun- 11(5−6):877−886.
- Evans RG, Collins C, Ponsford F, Miller P, Elson CJ. Chondro-osseous metaplasia, bone density and patellar cartilage proteoglycan content in the osteoarthritis of STR/ORT mice. Osteoarthritis Cartilage. 1994 Jun-2(2):l 11−1 18.
- Felson D.T. Epidemiology of hip and knee osteoarthritis. Epidemiol. Rev., 1988, 10: p.1−28.
- Felson D.T. Zhang Y., Antony J.M. et al. Weghit loss redused he risk for symptomatic knee osteoarthritis in women. Ann. Intern. Med, 1992, 116: 535−539.
- Felson D.T., Zhang Y., Hannan m.t. et al., Risk factors for incidensc X-ray OA (osteoarthritis) in the elderly. Arthritis Rheum., 1995, 38: 396.
- Freije JM, Munoz M, Lopez-Otin C, Vinuela E. A general method to cleave a known DNA sequence at any site. Biotechniques. 1991 Oct-l l (4):432−434, 436.
- Ganu V. Parker D., MacPherson L., Hu S.-I., Goldberg R., Raychaudhuri A. Et al. Biochemical and pharmacological profile of a non-peptidic orally active inhibitor of matrix metalloproteinases. Osteoarthritis Cart., 1994, 2 (Suppl. I): 34
- Ghosh P., Holbert C., Read R., Armstrong S. Hyaluronic acid (hyaluronan) in experimental osteoarthritis. J Rheumatol Suppl. 1995 Feb-43(2): 155−157.
- Gray R. G., Gottlieb N. L. Intra-articular corticosteroids. An Updated Assessment //Clin. Orthop. and Rel. Res. 1983 — N 177. — P. 235−263.
- Heliovaara M., Mkel M., Impivaara O. et al., Assosiation of overweight, trauma and workload with coxarthrosis: a health urvey of 7217 persons. Acta. Orthop. Scand., 1993, 64: 513−518.
- Hjertquist SO, Lemperg R. Microscopical and microchemical studies of osteochondral articular defects. Comparison of spontaneous healing and transplantation of autologous costal cartilage. Calcif Tissue Res. 1970: Suppl: 107 109.
- Hurtig MB, Novak K, McPherson R, McFadden S, McGann LE, Muldrew K, Schachar NS: Osteochondral dowel transplantation for repair of focal defects in the knee: an outcome study using an ovine model. Veterinary Surgery 1998,27:5−16.
- International Cartilage Repair Society Documentation and Classification System. Freiburg, Switzerland, Newsletter 1, March, 1998, 5−8.
- Kessler MJ, Turnquist JE, Pritzker KP, London WT. Reduction of passive extension and radiographic evidence of degenerative knee joint diseases in cage-raised and free-ranging aged rhesus monkeys (Macaca mulatta). J Med Primatol. L986-L5(l):l-9.
- Kessler S, Mayr-Wohlfart U, Ignatius A, Puhl W, Claes L, Gunther ICP. Histomorphological, histomorphometrical and biomechanical analysis of ceramic bone substitutes in a weight-bearing animal model. J Mater Sci Mater Med. 2002 Feb-13(2):191−195
- Lee TC, O’Brien FJ, Gunnlaugsson T, Parkesh R, Taylor D. Microdamage and bone mechanobiology. Technol Health Care. 2006−14(4−5):359−365.
- Lewandrowski KU, Ekkernkamp A, David A, Muhr G, Schollmaier G, Classification of articular cartilage lesions of the Knee at arthroscopy. Am J Knee Surg 1996- 9:121−128.
- Lipman JM, McDevitt CA, Sokoloff L. Xenografts of articular chondrocytes in the nude mouse. Calcif Tissue Int. 1983 Sep-35(6):767−772.
- Little C.B., Grosh P, Bellenger C.R. Topographic variation in biglycan and decorin synthesis by articular cartilage in the early stages of osteoarthritis: an' experimental study in sheep. J Orthop. Res. 1996 May-14(3):433−444.
- Lozada CJ, Altman RD: Animals Models of Cartilage Breakdown. In Bone and Cartilage Metabolism Edited by: Seibel MJ, Robins SP and Bilezikian JP. San Diego, Academic Press- 1999:339−352.
- MacAlinden T. Zhang Y., Hannan M.T. et al. Are risk factors for patellofemoral and tibiofemoral knee osteoarthritis different? J/ Rheumatol., 1996, 23: 332−337.
- Marshall JL, Olsson SE. Instability of the knee. A long-term experimental study in dogs. J Bone Joint Surg Am. 1971 Dec-53(8)-1561−1570.
- McDevitt CA. Biochemistry of articular cartilage. Nature of proteoglycans and collagen of articular cartilage and their role in ageing and in osteoarthrosis. Ann Rheum Dis., 1973, Jul- 32(4): 364−378.
- McDevitt CA, Muir H. Biochemical changes in the cartilage of the knee in experimental and natural osteoarthritis in the dog. J Bone Joint Surg Br. 1976 Feb-58(l):94−101.
- Meacock SC, Bodmer JL, Billingham ME. Experimental osteoarthritis in guinea-pigs. J Exp Pathol (Oxford). 1990 Apr-71(2):279−293.
- Mironov S.P., Omelyanenko N.P., Orletsky A.K. Ultrastructural analysis of intraarticular bodies //20th Symposium of European Society for Osteoarthrology. Italy, 1994.-P. 238−239.
- Mohanti R.C. Changes in articular cartilage following immobilisation and compression //Indian J. Surg. 1980. — Vol.42, № 7. — P. 345−355.
- Monizumi Т., Vainashita N., Olcada Y. Papain-induced changes in the guinea pig knee joint with special reference to cartilage healing //Virchows Arch. Cell Pathol. 1986. — Vol. 51. — P. 561−574.
- Moslcowitz P W. Davis I.V., Sammarco J. et al. Experimentally-induced degenerative joint lesions following partial meniscotomy in the rabbit //Arthritis Rheum. 1973.-N 16. — P. 397−405.
- Mow VC, Ratcliffe A, Rosenwasser MP, Buckwalter JA: Experimental studies on repair of large osteochondral defects at a high weight bearing area of the knee joint: a tissue engineering study. JBiomech Eng 1991, 113:198−207.
- O’Connor BL, Palmoslci MJ, Brandt KD. Neurogenic acceleration of degenerative joint lesions. J Bone Joint Surg Am. 1985 Apr-67(4):562−572.
- Outerbridge R.E. The etiology of chondromalacia patella. J. Bone Joint Surg. Br., 1961−43:752−757.
- Pomonis JD, Boulet JM, Gottshall SL, Phillips S, Sellers R, Bunton T, Walker K. Development and pharmacological characterization of a rat model of osteoarthritis pain. Pain. 2005 Apr-l 14(3):339−346.
- Pond M. J., Nulci G. Experimentally-induced ostheoarthntis in the dog//Ann. Rheum. 1973. — Vol. 32. — P. 387−388. 12. Schwarrz R. Animal models: a means to study the Pathogenesis of Osteoarthritis//!. Rheum. — 1987. — Vol. 14. P.101−103.
- Pritzker KP. Animal models for osteoarthritis: processes, problems and prospects. Ann Rheum Dis. 1994 Jun-53(6):406−420.
- Radin E.L., Parker H.G., Puqh J.W. et al. The response of joint to impact loading-Ill. Relationship between trabecular microfractures and cartilages degeneration //J.Biomech. 1973. -Vol. 6. -P.51−57.
- Rasanen T, Messner K. Regional variations of indentation stiffness and thickness of normal rabbit knee articular cartilage. J Biomed Mater Res. 1996 Aug-31(4):519−524
- Rogachefsky RA, Dean DD, Howell DS, Altman RD. Treatment of canine osteoarthritis with sodium pentosan polysulfate and insulin-like growth factor-1. Ann N Y Acad Sci. 1994 Sep 6−732:392−394.
- Russles M, Ruther P, Kurz B, Vindigni C, Ehlers E, Brohl C, Schumacher J, Behrens P. Histological and biomechanical results of 3 different cartilage repair technique in a sheep model. ISRS 2002. Toronto. Canada.
- Russlies M, Behrens P, Ehlers EM, Brohl C, Vindigni C, Spector M, Kurz B. Periosteum stimulates subhondral bone densification in autologous chondrocyte transplantation in a sheep model. 2004. Cell Tissue Res 319 (1): 133−142.
- Silberberg R, Hasler M. Response of articular cartilage of adult mice to administration of a cartilage-bone marrow extract. Exp Med Surg. 1968−26:235−48.
- Simon R.S., Radin E.L. The response of joint to impact loading-П. In vivo behavior of subchodral bone //J.Biomech. 1972. — Vol.5. — P. 276−272.
- Smith MM, Little CB, Rodgers K, Ghosh P: Animal models used for the evaluation of anti-osteoarthritis drugs. Pathol Biol (Paris) 1997, 45:313−320.
- Smith M.M., Cake MA, Ghosh P, Schiavinato A, Read RA, Little CB. Significant synovial pathology in a meniscectomy model of osteoarthritis: modification by intra-articular hyaluronan therapy. Rheumatology (Oxford). 2008 Aug-47(8):l 172−1178.
- Sokoloff L. Natural history of degenerative joint disease in small laboratory animals. I. Pathological anatomy of degenerative joint disease in mice. AMA Arch Pathol. 1956 Aug-62(2):l 18−128.
- Trumble T, Verheyden J Remodeling of articular defects in an animal model. Clin Orthop Relat Res. 2004 Jun-(423):59−63.
- Vignon E, Arlot M, Hartmann D, Moyen B, Ville G. Hypertrophic repair of articular cartilage in experimental osteoarthrosis. Ann Rheum Dis. 1983 Feb-42(l):82−88.
- Vilensky JA, O’Connor BL, Brandt KD, Dunn EA, Rogers PI. Serial kinematic analysis of the canine knee after L4-S1 dorsal root ganglionectomy: implications for the cruciate deficiency model of osteoarthritis. J Rheumatol. 1994 Nov-21(ll):2113−2127.
- Vilensky JA, O’Connor BL, Brandt KD, Dunn EA, Rogers PI. Serial kinematic analysis of the canine hindlimb joints after deafferentation and anterior cruciate ligament transection. Osteoarthritis Cartilage. 1997 May-5(3): 173−182.
- Wakitani S, Imoto K, Kimura T, Ochi T, Matsumoto K, Nakamura T. Hepatocyte growth factor facilitates cartilage repair. Full thickness articular cartilage defect studied in rabbit knees. Acta Orthop Scand. 1997 Oct-68(5):474
- Watson PJ, Flail LD, Malcolm A, Tyler JA. Degenerative joint disease in the guinea pig. Use of magnetic resonance imaging to monitor progression of bone pathology. Arthritis Rheum. 1996 Aug-39(8): 1327−1337.
- Zhang JX, Yan MQ, Li XH, Qiu LY, Li XD, Li XJ, Jin Y, Zhu KJ. Local delivery of indomethacin to arthritis-bearing rats through polymeric micelles based on amphiphilic polyphosphazenes. Pharm Res. 2007 Oct-24(10): 1944−1953.480.