Влияние инфракрасного лазерного излучения на репаративное костеобразование при заживлении перелома

Tibial fracture was modeled and transosseous osteosynthesis surgery was made in the control and experimental groups of Wistar line rats. The animals of experimental group were subjected to low-energy infrared laser radiation locally - both in occipitoparietal zone and in fracture one for 5 minutes each. At 7 and 14 days after surgery the bones operated were studied by the methods of roentgenography, light microscopy, scanning electron microscopy and roentgen electron probe microanalysis. Laser radiation has been established to have a stimulating effect on reparative osteogenesis, as well as to accelerate bone fracture healing under the conditions of transosseous osteosynthesis. The data obtained can be used to develop the clinical recommendations on application of the progenitor cells of bone marrow granulation tissue for reparative angiogenesis and osteogenesis stimulation.


Цель работы.

Изучение действия низкоэнергетического инфракрасного лазерного излучения на репаративное костеобразование в процессе заживления перелома большеберцовой кости в условиях чрескостного остеосинтеза.

Материалы и методы.

Эксперименты выполнены на 16 половозрелых крысах линии Вистар в контрольной и опытной группах, по 8 животных в каждой группе. Под общей анестезией закрытым способом у животных моделировали перелом в средней трети диафиза большеберцовых костей и проводили операцию чрескостного остеосинтеза, используя разработанный нами минификсатор и спицы для остеосинтеза (Патенты 87899, 87900). Оперированных животных опытной группы подвергали воздействию лазерного излучения на терапевтическом аппарате «Узор-А-2К» (длина волны 0,89 мкм, частота импульсов 150 Гц, мощность импульса не менее 2 Вт). Сеансы облучения проводили через день, локально на затылочно-теменную область и зону перелома по 5 мин на каждый участок. Через 7 и 14 суток после операции животных эвтаназировали согласно общепринятым этическим нормам, проводили рентгенологическое исследование оперированных костей, заливали их в парафин и аралдит. Парафиновые срезы костей окрашивали гематоксилин и эозином, по Ван-Гизону и альциановым синим на сульфатированные гликозаминогликаны. Часть образцов в зоне перелома исследовали при помощи сканирующего электронного микроскопа и рентгеновского электронно-зондового микроанализатора.

Результаты.

Проведенными исследованиями установлено, что у контрольных животных через 7 суток после операции в костной ране отмечается выраженная воспалительная реакция, проявляющаяся в расширении и тромбозе сосудов, отеке и инфильтрации грануляционной ткани лимфоцитами и макрофагами. В интермедиарном и медуллярном пространствах регенерата локализуется обширная гематома. Через 14 суток в зоне перелома выявляется эндостальное костеобразование, которое в виде мелкопетлистой сети трабекул распространяется в диастаз. На периостальной поверхности оперированных костей образуется небольшая по объему костная мозоль. Интермедиарное сращение отсутствует. В опытной группе через 7 суток (3 сеанса облучения) после операции в результате интенсивной пролиферации и дифференцировки камбиальных остеогенных клеток периоста и эндоста образуется костно-хрящевой периостальный и соединительнотканный интермедиарный регенераты, а в костномозговой полости формируется обширная капиллярная сеть и эндостальное костное сращение. Под действием лазерного излучения активизируется пролиферация эндотелиоцитов и перицитов, которые образуют сосудистые почки роста, эндотелиальные выросты и эндовазальные разрастания в медуллярном пространстве регенерата. Через 14 суток (6 сеансов облучения) в опытной группе животных участки гематомы и периостального хряща интенсивно кальцифицируются, эндостальные трабекулы заполняют костномозговую полость отломков на значительном протяжении, при этом заживление перелома осуществляется по типу первичного заживления костных ран.

Заключение.

Таким образом, установлено, что низкоэнергетическое инфракрасное лазерное излучение оказывает стимулирующий эффект на репаративное костеобразование и ускоряет заживление перелома кости в условиях чрескостного остеосинтеза. Полученные данные являются основанием для проведения дальнейших исследований с целью разработки клинических рекомендаций по использованию прогениторных клеток грануляционной ткани костного мозга для стимуляции репаративного ангиогенеза и костеобразования методами клеточной трансплантологии и тканевой инженерии.


Ирьянов Ю.М., Ирьянова Т.Ю., Дюрягина О.В.
ФГУ «Российский научный центр «Восстановительной травматологии и ортопедии» им. академика Г.А. Илизарова Росмедтехнологий», г. Курган