Способ регенерации костной ткани в зоне перелома Российский патент 2025 года по МПК A61K38/22 A61P19/08 

Изобретение относится к медицине, а именно к способу лечения переломов костей.

Проблема лечения переломов костей весьма актуальна, количество травматических повреждений сохраняется на стабильно высоком уровне. В Российской Федерации, в структуре общей смертности взрослого населения внешние причины (травмы) составляют около 9% и занимают третье место после заболевании сердечно-сосудистой системы и онкологических заболеваний [1-5].

В настоящее время за медицинской помощью по поводу травматических повреждений обращается каждый 12 больной, в абсолютных цифрах это около полутора миллионов только переломов костей конечностей. Показатель травматизма у городского населения превышает в два раза количество случаев в сельских регионах. В расчете на 100 тысяч населения количество переломов составляет 1055,3 из них переломов костей нижних конечностей - 711,6 [4-7].

Существует большое количество способов и методик лечения переломов, несмотря на все достижения медицинской науки, остаются нерешенными многие вопросы, в частности, сроки заживления травмированных костей [6-10]. Средние сроки нетрудоспособности на сегодня составляют от 50 до 200 дней. Сроки заживления костной травмы во многом зависят от кровотока в зоне перелома, и методика стимуляции кровотока с помощью препарата "Неоваскулген" представляется весьма перспективной [8, 9].

В результате проведенных поисковых исследований по стимуляции неоангиогенеза в зоне перелома костей, выявлена актуальная проблема современной медицины [3, 11-14]. По имеющимся ранее научным заделам в разработке лекарственных препаратов широкого спектра действия и экспериментальным исследованиям на лабораторных животных, разрабатываем способ улучшения кровоснабжения зоны перелома трубчатых костей методом стимуляции ангиогенеза с использованием отечественного препарата «Неоваскулген».

Травматизм является не только медицинской проблемой, но и имеет значительную социально-экономическую значимость, а также оказывает влияние на демографические факторы [4, 9, 11, 1 5, 16].

Известно, что восстановление костей требует согласованной активности нескольких различных клеточных механизмов. Хотя выздоровление переломов может произойти без каких-либо рубцов, значительный процент переломов не заживает должным образом [12, 17-19]. Среди прочего, ангиогенез, стимулируемый сосудистым эндотелиальным фактором роста (VEGF), является основным ангиогенным фактором, который играет важную роль в хрящевой костной мозоли, а также перекрывает щель перелома и минерализованное образование кости во время эндохондральной оссификации в развитии кости. Различные исследования in vitro подтвердили способность VEGF стимулировать развитие эндотелиальных клеток сосудов, происходящих из артерий, вен и лимфатических сосудов. Его ингибирование обработкой растворимым рецептором VEGF снимает ангиогенез, а также образование и восстановление трабекулярной кости [8, 9, 20, 21, 22, 23].

Список иллюстраций

Рис. 1. Этапы операции по созданию дефекта кости;

Рис. 2. Рыхлое расположение костных пластин. Группа №1. Гематоксилин-эозин. 400х;

Рис. 3. Единичный сосуд микроциркуляторного русла. Группа №1. Гематоксилин-эозин. 400х;

Рис. 4. Сформированная структура костной ткани. Группа №2. Гематоксилин-эозин. 400х;

Рис. 5. Множественные сосуды микроциркуляторного русла. Группа №2. Гематоксилин-эозин. 400х;

Рис. 6. Срез костной ткани с большим количеством сосудов микроциркуляторного русла. Группа исследования. Гематоксилин-эозин. 100х;

Рис. 7. Срез костной ткани на большом увеличении. Видны сосуды микроциркуляторного русла. Группа исследования. Гематоксилин-эозин. 400х;

Рис. 8. Продолжающийся остеосинтез. Группа №3. Гематоксилин-эозин. 400х;

Рис. 9. Рыхло расположенные неупорядоченные волокна костной ткани. Сосуды в данном поле зрения отсутствуют. Группа №3. Гематоксилин-эозин. 400х.

Описание осуществления изобретения

Препарат «Неоваскулген» представляет собой высокоочищенную сверхскрученную форму плазмиды pCMV-VEGF165, кодирующей эндотелиальный фактор роста сосудов (VEGF-vascular endothelial growth factor) под контролем промотора (управляющего участка ДНК), создан в качестве лечебного средства для больных с ХИНК с целью улучшения качества их жизни за счет значительного увеличения возможности самообслуживания, улучшения возможности передвижения. В 2011 году препарат с торговым названием «Неоваскулген» внесен в Государственный реестр лекарственных средств; регистрационный номер ЛП-000671.

Несмотря на то, что анализ периодических изданий показывает, что за рубежом имеется опыт использования препаратов данной группы для стимуляции васкулогенеза при переломе трубчатых костей [1-23], в отечественной литературе подобные исследования отсутствуют, а препарат «Неоваскулген» в лечении переломов костей не используется.

Препарата «Неоваскулген» в количестве 1,2 мг растворяют в воде для инъекций в необходимом количестве (от 3 мл). Введение препарата «Неоваскулген» осуществляют в течение 3 дней ежедневно в разовой дозе 1,2 мг в мышцы в область перелома, верифицированного визуально или рентгенологически, дробно, по 1 мл раствора в мышцы, через пять вколов по ходу каждой из артерий, на расстоянии 1-1,5 см друг от друга, под углом 90 градусов к коже.

Такое целевое введение препарата рядом с зоной перелома, позволяет контролировать попадание препарата непосредственно в необходимую зону лечения, позволяет сформировать большое количество мелких межсосудистых сообщений (анастомозов) как в костной, так и в окружающей мышечной ткани, что приводит к значительному улучшению их кровоснабжения и повышает эффективность лечения. Эффект от лечения достигается в сроки от 2 до 3 месяцев и в дальнейшем не требуется оперативного вмешательства.

Пример выполнения способа

Цель. Разработка способа регенерации костной ткани в зоне перелома за счет улучшения кровоснабжения зоны перелома трубчатых костей методом стимуляции ангиогенеза с использованием отечественного препарата «Неоваскулген» для ускорения сроков заживления костной ткани и улучшения качества костной мозоли.

Задачи:

1. проведение экспериментальных исследований на животных: создание дефекта бедренной кости; введение в зону перелома препарата, стимулирующего неоангиогенез; выведение из эксперимента; забор препарата (бедренной кости).

2. исследование костной ткани зоны дефекта на предмет возникновения неоваскулогенеза по сравнению с контрольной группой.

3. разработка рекомендаций по применению полученных результатов в практической медицине.

Схема эксперимента

Для проведения эксперимента были использованы крысы линии Wistar, белые, массой 320-350 г, мужского пола, возраст 70-75 дней. 4 группы экспериментальных животных по 10 особей в каждой группе.

Экспериментальные животные содержались в соответствии с требованиями постановления Правительства Российской Федерации от 13 июня 2020 года №855.

Техника операции

Крысы находились в положении на левом боку, под ингаляционным наркозом. В проекции средней трети левого бедра по наружной поверхности выполнялся линейный доступ до 15 мм, выделялась наружная поверхность бедренной кости. Фрезой размером 10×0,8 мм, выполнялся продольный линейный пропил наружного кортикального слоя бедренной кости. Рана послойно ушивалась (Рис. 1).

Введение препарата осуществлялась по схеме:

Препарат вводился двукратно внутримышечно в зону операционного вмешательства - первая доза через 1 час после операции, а вторая доза через 24 часа после операции.

1-я группа (10 крыс) - доза 5,15 мкг (эквивалентна человеческой).

2-я группа (10 крыс) - доза 60 мкг.

3-я группа (10 крыс) - доза 120 мкг.

4-я группа (10 крыс) - контрольная (без препарата).

Выведение из эксперимента через 4 недели. Проводилось исследование бедренных костей крыс. Полученные фрагменты костной ткани подвергались декальцинации, стандартной гистологической проводке и заливались в парафиновые блоки. С каждой кости было получено два блока. С блока нарезали по три микропрепарата. После нарезки микропрепараты окрашивались гематоксилин-эозином. Светооптическое исследование окрашенных срезов проводилось с помощью микроскопа фирмы «Carl Zeiss» под увеличением от 40 до 400 раз. Для проведения морфометрического исследования с каждого препарата были сделаны микрофотографии с использованием фотографической насадки на микроскоп «Axioskop». На микрофотографиях проводился подсчет средней площади сечения сосудов микроциркуляторного русла в поле зрения. Данный показатель определяли средствами программы «Axiovision» Результаты подсчетов обрабатывали вариационно-статистическими методами с помощью программного пакета «Micromed Statistical Для каждого показателя вычисляли минимальное (Min) и максимальное (Мах) значения, среднюю арифметическую (М) и ошибку средней (m).

1-я группа

Макроскопически в препаратах данной группы следы повреждения на кости удается обнаружить не во всех препаратах. Под микроскопом в зоне повреждения следы воспалительных изменений отсутствуют, видна сформированная пластинчатая, либо, ближе к эпифизу губчатая костная ткань. Строение пластин костной ткани нормальное, однако расположены они в отдельных участках беспорядочно, в таком случае пластинчатая костная ткань выглядит рыхлой. Остеоны, как структурно-функциональные единицы костной ткани присутствуют не во всех полях зрения. Клеточный компонент представлен остеобластами, остеоцитами и остеокластами. Сосудистое русло сформировано без особенностей, средняя площадь сечения сосудов микроциркуляторного русла составила 655,5±1,2 мкм² в поле зрения (Рис. 2, Рис. 3).

2-я группа

Макроскопически в препаратах данной группы повреждения на поверхности кости не определялись.

В исследуемых микропрепаратах видна полноценная пластинчатая кость с большим количеством остеобластов и остеоцитов. Воспалительные элементы не определяются ни в одном поле зрения. Структура костной ткани упорядочена, остеоны хорошо сформированы. Сосуды микроциркуляторного русла содержатся в ткани в большом количестве, значительно превышающем их число в других исследуемых группах. Наибольшее их число наблюдается в поднадкостничной зоне. Средняя площадь сечения сосудов микроциркуляторного русла в данной группе составила 773,5±1,2 мкм² в поле зрения (Рис. 4, Рис. 5).

3-я группа

В исследуемых микропрепаратах определяется полноценная пластинчатая кость с большим количеством остеобластов и остеоцитов. Воспалительных элементов не наблюдается. Сосуды микроциркуляторного русла содержатся в ткани в большом количестве. Наибольшее их число наблюдается в поднадкостничной зоне. При увеличении 400х в поле зрения встречается по два-три сосуда одновременно (Рис. 6, Рис. 7).

4-я группа

В контрольной группе во всех макропрепаратах были видны следы повреждающего воздействия. В одном случае сформировалась костная мозоль, деформирующая бедренную кость.

На большинстве микропрепаратов видна пластинчатая костная ткань с нормальным содержанием клеток остеопластического дифферона. При этом встречаются участки с незавершенным остеосинтезом. Пластины расположены неупорядоченно, остеоны сформированы не полностью. Сосудистое русло развито в умеренной степени. Средняя площадь сечения микроциркуляторных сосудов составляет 628,5±1,2 мкм² в поле зрения (Рис. 8, Рис. 9).

Таким образом, в 3-й группе с наибольшей дозой препарата «Неоваскулген» (120 мкг) площадь сечения сосудов микроциркуляторного русла в поле зрения при увеличении ×100 была максимальной и составила 817,8±2,8 мкм².

Площадь сечения сосудов во 2-й группе (доза 60 мкг) составила 773,5±1,2 мкм² в поле зрения. Структура кости упорядочена, микроциркуляторное русло хорошо сформировано. Степень пролиферации костных клеток высокий и незначительно отличается от 3-й группы.

В группе с дозой препарата 5,15 мкг (эквивалентной человеческой дозе) костная ткань сформировалась правильно, хотя костные клетки имеют признаки незрелости. Сосудистое русло зрительно не отличается от контрольной группы, площадь сечения сосудов 655,5±1,2 мкм² в поле зрения, достоверность отличий от группы контроля статистически не подтверждается.

В контрольной группе видны признаки незавершенного остеосинтеза, площадь сечения сосудистого русла 628,5±1,2 мкм² в поле зрения.

Способ малотравматичен, не требует оперативного вмешательства, т.е. лечение переводится в разряд консервативного, но со значительно большей эффективностью и продолжительностью действия.

Заявленная терапия позволяет улучшить качество жизни больных с переломами костей за счет более быстрого и качественного восстановления костной ткани.

Предлагаемый способ легко воспроизводим в условиях поликлиники и стационара с помощью имеющегося оборудования имеющимися техническими средствами.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии. Крысам моделируют перелом кости. Затем в зону операционного вмешательства двукратно внутримышечно вводят препарат «Неоваскулген» в разовой дозе 120 мкг: первая доза через 1 час после операции, вторая доза через 24 часа после операции. Способ позволяет улучшить качество жизни больных с переломами костей за счет более быстрого и качественного восстановления костной ткани. 9 ил.

Способ регенерации костной ткани в зоне перелома кости в эксперименте, заключающийся в том, что крысам моделируют перелом кости, затем в зону операционного вмешательства двукратно внутримышечно вводят препарат «Неоваскулген» в разовой дозе 120 мкг: первая доза через 1 час после операции, вторая доза через 24 часа после операции.