СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ Российский патент 2005 года по МПК A61K33/24 A61K33/14 A61K31/663 A61K31/662 A61P19/08 

Изобретение относится к области лечения различных травм кости, в частности переломов и трещин, и может быть реализовано в медицинской и ветеринарной хирургии.

Известен способ регенерации костной ткани в эксперименте посредством ее фиксации гипсовой повязкой с окнами в ней на уровне перелома для установки электродов, наложения бинта, смоченного раствором хлорида кальция, фланелевой прокладки и воздействия на место перелома слабым (~ 5 mA) электрическим током в течение 15 мин, осуществляемое за весь период лечения 12-20 раз [1]. Недостатком данного технического решения является весьма длительный процесс регенерации костной ткани.

Известен также способ регенерации костной ткани в эксперименте, в рамках которого перед наложением гипсовой повязки в зону перелома вводят раствор, содержащий 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, хлорид кальция, нитрат гадолиния (III) и воду [2]. Данный способ по совокупности признаков и достигаемому техническому эффекту является наиболее близким к заявляемому нами объекту и потому может быть выбран в качестве прототипа. Недостатком данного известного способа также является относительно длительный процесс регенерации костной ткани.

Целью настоящего изобретения является дополнительное сокращение продолжительности процесса регенерации костной ткани в месте ее повреждения или дефекта, а также времени восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости.

Декларируемая цель достигается тем, что в известном способе [2] регенерации костной ткани, в рамках которого перед наложением гипсовой повязки в зону перелома вводят раствор, содержащий 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, хлорид кальция, нитрат гадолиния (III) и воду, в этот раствор дополнительно вводят хлорид диспрозия (III) при следующем соотношении ингредиентов, г/л:

1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,80-2,06;

Хлорид кальция 1,44-2,22;

Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,30-0,40;

Хлорид диспрозия (III) пентагидрат 0,038-0,076;

рН 7,3-7,8.

В результате использования предлагаемого изобретения процесс регенерации костной ткани существенно ускоряется и время восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости может быть сокращено по сравнению с таковым для способа-прототипа [2] на 30-40%.

Ранее в литературе не описывался раствор для регенерации костной ткани, который по качественному и количественному составу совпадал бы с раствором, используемым в заявляемом нами объекте. Сказанное дает нам основание утверждать, что заявляемый объект соответствует первому критериальному признаку изобретения, оговоренному в Патентном Законе РФ, - новизна. Сопоставление же известных характеристик способа-прототипа [2] и характеристик вносимых в него изменений, а именно - использование в составе раствора для инъекции, упоминаемого в [2], хлорида диспрозия (III), не позволяет предсказать наблюдаемого нами в эксперименте существенного сокращения продолжительности восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости в месте повреждения или дефекта по сравнению с таковым для известного способа [2]. Сказанное позволяет нам сделать заключение, что заявляемое техническое решение не вытекает явным образом из известного в соответствующей отрасли техники уровня, и, следовательно, ему присущ второй критериальный признак изобретения в рамках Патентного Закона РФ, а именно изобретательский уровень. Наконец, заявляемый нами способ не требует какого-либо специального оборудования и без труда может быть реализован даже в амбулаторных условиях. В связи с этим мы вправе констатировать, что заявляемый нами объект удовлетворяет и третьему критериальному признаку изобретения в рамках вышеуказанного Закона - промышленная применимость.

Заявляемый на предмет изобретения способ регенерации костной ткани может быть проиллюстрирован нижеследующими примерами.

Пример 1

(приготовление заявляемого раствора)

В мерную колбу на 1000 мл вводят перечисленные выше вещества: 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, хлорид кальция безводный, нитрат гадолиния (III) гексагидрат и хлорид диспрозия (III) гексагидрат - в количествах, соответствующих указанным выше концентрациям. Затем разбавляют примерно до 950 мл дистиллированной водой. После этого в образовавшуюся смесь добавляют концентрированный раствор щелочи (например, 10% водный раствор едкого натра) до достижения необходимой кислотности среды (рН - 7,3-7,8). В заключение образовавшуюся композицию доводят дистиллированной водой до объема 1000 мл. Полученный раствор может быть тотчас же использован для реализации заявляемого способа; при необходимости он может быть длительное время (не менее 1 года) сохранен в закрытом сосуде без потери заявляемых свойств.

Пример 2

Готовят раствор с рН 7,5 следующего состава:

1 - Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,80 г/л;

Хлорид кальция безводный 1,44 г/л;

Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,30 г/л;

Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,038 г/л.

Приготовленный таким образом раствор вводят под наркозом домашней кошке североевропейской породы, у которой искусственным образом осуществлен перелом костей голени задней конечности, спустя 1 час после нанесения ей травмы, в количестве 2,0 мл в течение 2 мин в место повреждения костей. После инъекции места перелома костей заключают в фиксированную гипсовую повязку, в которой травмированные сегменты конечности выдерживают до восстановления опорно-двигательной функции. Процесс регенерации травмированной костной ткани контролируется рентгенографическим методом (в ряде случаев использовали рентгенопрозрачный синтетический бинт ЦЕЛЛАКАСТ Xtra фирмы Lohmaim&Rausher, в других случаях для рентгенографирования в гипсовой повязке вырезали окна в месте травмы).

Некоторые характеристики процесса регенерации поврежденной костной ткани для данного конкретного случая представлены в таблице 1.

Пример 3

Выполняют, как и пример 2, но для инъекции используют раствор в количестве 2,0 мл с рН 7,8 следующего состава:

1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,90 г/л;

Хлорид кальция безводный 1,70 г/л;

Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,35 г/л;

Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,038 г/л.

Пример 4

Выполняют, как и пример 2, но для инъекции используют раствор в количестве 2,0 мл с pH 7,8 следующего состава:

1-Гидроксиэтилидендифосфоновая 2,06 г/л;

Хлорид кальция безводный 2,20 г/л;

Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,40 г/л;

Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,038 г/л.

Пример 5 (по аналогу [1])

Выполняют, как и пример 2, но раствор указанного там состава в места повреждения кости перед наложением фиксированной гипсовой повязки не вводят, а в гипсовой повязке вырезают "окна" на уровне места повреждения кости для электродов, к коже животного в месте повреждения накладывают кусочек бинта, смоченного 5% водным раствором хлорида кальция, затем фланелевую прокладку и активный "+" электрод, на противоположную поверхность - индифферентный электрод ("-") с прокладкой, смоченной водой, после чего присоединяют электроды к гальваническому аппарату "Поток-1" и пропускают ток силой 5 мA в течение 15 мин. Описанную процедуру (т.н. "электрофорез") в течение периода регенерации костной ткани периодически повторяют (число таких сеансов на весь курс лечения - до 20). Некоторые характеристики процесса регенерации поврежденной костной ткани для данного случая также представлены в таблице 1.

Пример 6 (по прототипу [2])

Выполняют, как и пример 2, но для инъекции используют раствор в количестве 2,0 мл с рН 7,8 следующего состава:

1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 2,00 г/л;

Хлорид кальция безводный 1,78 г/л;

Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,40 г/л.

Характеристики процесса регенерации поврежденной костной ткани для данного случая таюке представлены в таблице 1.

Пример 7

Готовят раствор состава, указанного в примере 2, после чего вводят его под наркозом собаке - дворняге (неопределенной породы), у которой искусственным путем вызывают перелом плечевой кости правой передней лапы со значительным смещением, спустя 6 час после нанесения ей травмы. Препарат вводят в количестве 2,5 мл в течение 2 мин, после чего травмированное место заключают в гипсовую оболочку. Процесс регенерации костной ткани контролируют рентгенографическим методом.

Некоторые характеристики процесса регенерации поврежденной костной ткани для этого случая приведены в таблице 1.

Пример 8

Производят действия, используя общую схему примера 7, но для инъекции применяют раствор, состав которого указан в примере 3, в количестве 2,5 мл.

Пример 9

Осуществляют, как и пример 7, но для инъекции применяют раствор, состав которого дан в примере 4, в количестве 2,5 мл.

Пример 10 (по аналогу [1])

Выполняют по схеме примера 5, но для лечения перелома, характер которого указан в примере 7.

Пример 11 (по прототипу [2])

Выполняют по схеме примера 6, но для лечения перелома, характер которого указан в примере 7.

Пример 12 (сравнительный)

Выполняют, используя общую схему примера 7, но для инъекции применяют раствор с рН 8,3 следующего состава:

1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,50 г/л;

Хлорид кальция безводный 1,28 г/л;

Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,50;

Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,020 г/л.

Пример 13 (сравнительный)

Проводят, используя ту же схему, что и в примере 7, но для инъекции используют раствор с рН 7,1 следующего состава:

1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 2,31 г/л;

Хлорид кальция безводный 2,50 г/л;

Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,59 г/л;

Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,116 г/л.

Пример 14 (сравнительный)

Действуют так же, как в примере 12, но рН раствора равен 7,1.

Пример 15 (сравнительный)

Проводят аналогично примеру 13, но рН раствора равен 8,2.

Пример 16

Готовят раствор состава, который приведен в примере 3, после чего вводят его под наркозом собаке (порода - шотландская овчарка, колли), которая была доставлена в клинику с естественным образом полученной травмой (диагноз: закрытый перелом плечевой кости правой передней лапы со значительным смещением) спустя 12 час после травмирования. Вышеуказанный раствор вводят после репозиции костных обломков в количестве 2,5 мл в течение 2 мин и затем заключают поврежденный участок кости в фиксированную гипсовую оболочку. Процесс регенерации костной ткани контролируют рентгенографическим методом.

Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для этого случая также представлены в таблице 1.

Пример 17

Готовят раствор состава, указанного в примере 3, после чего вводят его под наркозом собаке (порода - эрдельтерьер), которая была сбита автомобилем и доставлена в клинику с диагнозом "закрытый перелом обеих бедренных костей" спустя 2 суток после травмы, в количестве 2×2,5 мл в течение 2 мин в соответствующие поврежденные места обеих конечностей. Затем поврежденные места заключают в гипсовую повязку. Процесс регенерации костной ткани контролируют рентгенографическим методом. Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для указанного случая представлены в таблице 1.

Пример 18

Приготавливают раствор состава, указанного в примере 2, после чего вводят его под наркозом кролику, у которого искусственным путем вызывают целенаправленную травму обеих бедренных костей посредством их сверления под общим наркозом электродрелью с диаметром сверла 5 мм. При этом введение вышеуказанного раствора в количестве 1,0 мл (время введения - 2 мин) осуществляют в травмированное место только одной из травмированных костей (другую оставляют как контрольную). После этого все травмированные места заключают в фиксированную гипсовую повязку. Контроль за процессом регенерации костной ткани осуществляют рентгенографическим способом.

Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для данного случая показаны в таблице 1.

Пример 19

Проводят по описанной в примере 18 схеме, но для инъекции применяют раствор, состав которого указан в примере 3, в количестве 1,0 мл.

Пример 20

Выполняют как и пример 18, но для инъекции применяют раствор, состав которого указан в примере 4, в количестве 1,0 мл.

Пример 21 (сравнительный)

Выполняют по общей схеме примера 18, но для инъекции используют раствор, состав которого указан в примере 12, в количестве 1,0 мл.

Пример 22 (сравнительный)

Проводят как и пример 18, но для инъекции применяют раствор, состав которого дан в примере 13, в количестве 1,0 мл.

Пример 23 (по аналогу [1])

Осуществляют как и пример 16, но раствор указанного там состава в место травмы какой-либо из травмированных костей не вводят, а действуют как в примере 5. Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для отмеченного случая предоставлены в таблице 1.

Пример 22 (по прототипу [2])

Приготовляют раствор как в примере 6, но для лечения повреждения кости, характер которого указан в примере 18.

Некоторые характеристики процесса регенерации костной ткани для отмеченного случая также приведены в таблице 1.

Из приведенных в таблице 1 данных хорошо видно, что использование заявляемого нами способа позволяет по сравнению со способом-прототипом [2] весьма существенно (на 30-40%) сократить продолжительность процесса регенерации костной ткани в месте травмирования, причем это явление отмечается независимо от вида подвергшихся травмированию животных. В то же время следует отметить, что заявляемые нами количества хлорида диспрозия (III), входящего в используемый в данном способе раствор, являются существенными и снижение его количества ниже нижнего заявляемого предела, как и повышение выше верхнего заявляемого предела, сопровождается увеличением продолжительности процесса регенерации костной ткани. Отметим также, что проведенные нами измерения прочности регенерированных с использованием способов [1, 2] и с использованием заявляемого нами способа регенерации костных тканей показали отсутствие сколько-нибудь заметных различий между ними. II, наконец, заявляемый нами раствор, согласно данным клинической картины крови процесса регенерации травмированной костной ткани, а также наблюдениям за субъективным состоянием травмированных животных в процессе их лечения (аппетит, реактивность и т.п.), не обладает сколько-нибудь выраженной токсичностью; кроме того, каждый из входящих в этот раствор ингредиентов, согласно [3-4], также не является токсичным соединением.

ЛИТЕРАТУРА

1. Специальная физиотерапия /Под ред. Л.Николовой. София, 1983. 350 с.

2. Патент РФ № 2061402. Способ регенерации костной ткани в эксперименте / Девятов Ф.В., Холмогорцев Е.А., Латыпов А.Л. //Изобретения № 16 (10.06.96).

3. Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV групп /Под ред. В.А.Филова. Л.: Химия, 1988. С.111, 248-263.

4. Дятлова Н.М., Темкина В.Я., Попов К.И. Комплексоны и комплексонаты металлов. М.: Химия, 1988. С.496-501.

Таблица 1№ примераТравмированное животноеСрок восстановления полноценной опорно-двигательной функции травмированного костного сегмента, сутки2Кошка (северо-европейской породы)63Кошка (северо-европейской породы)64Кошка (северо-европейской породы)65 (аналог)Кошка (северо-европейской породы)516 (прототип)Кошка (северо-европейской породы)97Собака (неопределенной породы)108Собака (неопределенной породы)99Собака (неопределенной породы)1110 (аналог)Собака (неопределенной породы)6011 (прототип)Собака (неопределенной породы)1512 (сравнит.)Собака (неопределенной породы)2013 (сравнит.)Собака (неопределенной породы)1614 (сравнит.)Собака (неопределенной породы)1815 (сравнит.)Собака (неопределенной породы)2116Собака (шотландская овчарка)1117Собака (эрдельтерьер)1018Кролик5(18)19Кролик6(18)20Кролик5(18)21 (сравнит.)Кролик5(18)22 (сравнит.)Кролик6(18)23 (аналог)Кролик15(18)24 (прототип)Кролик9(16)Примечание: Цифры в скобках для примеров 18-24 обозначают соответствующие характеристики процесса регенерации травмированной кости, не подвергшейся перед гипсовой фиксацией инъекции заявляемого раствора.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для регенерации костной ткани. Вводят в зону перелома раствор при следующем соотношении ингредиентов в г/л: 1-гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,80-2,06, хлорид кальция безводный - 1,44-2,22, нитрат гадолиния (III) гексагидрат - 0,30-0,40, хлорид диспрозия (III) гексагидрат - 0,038-0,076, при этом рН раствора - 7,3-7,8. Данное изобретение способствует сокращению продолжительности процесса регенерации костной ткани в месте ее повреждения или дефекта, а также сокращению времени восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости. 1 табл.

Способ регенерации костной ткани в эксперименте путем фиксации фрагментов гипсовой повязкой с последующим введением в зону перелома раствора, содержащего 1- гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, хлорид кальция, нитрат гадолиния (III) и воду, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса регенерации костной ткани в месте ее повреждения или дефекта, а также - времени восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости, в раствор дополнительно вводят хлорид диспрозия (III) при следующем соотношении ингредиентов, г/л:

1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота 1,80-2,06

Хлорид кальция безводный 1,44-2,22

Нитрат гадолиния (III) гексагидрат 0,30-0,40

Хлорид диспрозия (III) гексагидрат 0,038-0,076

pH 7,3-7,8