zdorПроблемы здоровья и экологииHealth and Ecology Issues2220-09672708-6011Gomel State Medical University10.51523/2708-6011.2021-18-3-12zdor-2038Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА И БИОЛОГИЯEXPERIMENTAL MEDICINE AND BIOLOGYМорфологическая и рентгенологическая характеристика регенерации костной ткани в экспериментеMorphological and radiological characteristics of experimental bone tissue regenerationhttps://orcid.org/0000-0002-0896-5611НадыровЭ. А.NadyrovE. A.

Надыров Эльдар Аркадьевич, к.м.н., доцент, доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии 

Гомель

Eldar A. Nadyrov, PhD (Med), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Histology, Cytology and Embryology

Gomel

nadyrov2006@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9886-7216НиколаевВ. И.NikolaevV. I.

Николаев Владимир Иванович, к.м.н., доцент, доцент кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ 

Гомель

Vladimir I. Nikolaev, PhD (Med), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Traumatology, Orthopedics and Military Field Surgery 

Gomel

nikolaev.ggmu@tut.byhttps://orcid.org/0000-0003-2681-1533КириленкоС. И.KirilenkoS. I.

Кириленко Сергей Иванович, к.м.н., врач-нейрохирург (заведующий) нейрохирургического отделения № 2 

Гомель

Sergey I. Kirilenko, PhD (Med), neurosurgeon, Head of Neurosurgery Ward No. 2

Gomel

ortoped74@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3022-6129РожинВ. В.RozhinV. V.

Рожин Владимир Владимирович, врач-нейрохирург нейрохирургического отделения № 2 

Гомель

Vladimir V. Rozhin, neurosurgeon at Neurosurgery Ward No. 2

Gomel

dr.renovacio@yandex.byhttps://orcid.org/0000-0003-4946-7229МальцеваН. Г.MaltsevaN. G.

Мальцева Наталья Геннадьевна, к.б.н., доцент, доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии 

Гомель

Natalia G. Maltseva, PhD (Biol), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Histology, Cytology and Embryology 

Gomel

histology@gsmu.byhttps://orcid.org/0000-0001-5016-6664ВеялкинаН. Н.VeyalkinaN. N.

Веялкина Наталия Николаевна, к.б.н., заведующий лабораторией экспериментальных биологических моделей 

Гомель

Natalia N. Veyalkina, PhD (Biol), Head of the Laboratory of Experimental Biological Models

Gomel

veyalkina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3580-5533ВойсаровМ. С.VoisarovV. S.

Войсаров Максим Сергеевич, врач-интерн 

Гомель

Maxim S. Voisarov, medical intern

Gomel

maximvoisarov@yandex.byhttps://orcid.org/0000-0002-2440-3053ВойсароваИ. А.VoisarovaI. A.

Войсарова Ирина Александровна, врач-интерн 

Гомель

Irina A. Voisarova, medical intern

Gomel

maximvoisarov@yandex.byГомельский государственный медицинский университетGomel State Medical UniversityГомельская областная клиническая больницаGomel Regional Clinical HospitalИнститут радиобиологии НАН БеларусиInstitute of Radiobiology of the National Academy of Sciences of Belarus20210110202118394104Copyright © Надыров Э.А., Николаев В.И., Кириленко С.И., Рожин В.В., Мальцева Н.Г., Веялкина Н.Н., Войсаров М.С., Войсарова И.А., 20212021Надыров Э.А., Николаев В.И., Кириленко С.И., Рожин В.В., Мальцева Н.Г., Веялкина Н.Н., Войсаров М.С., Войсарова И.А.Nadyrov E.A., Nikolaev V.I., Kirilenko S.I., Rozhin V.V., Maltseva N.G., Veyalkina N.N., Voisarov V.S., Voisarova I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.gsmu.by/jour/article/view/2038Цель исследования

Цель исследования. Изучить динамику репаративной регенерации костной ткани у экспериментальных животных при использовании нативной трансплантационной аутосмеси (НТА).

Материалы и методы

Материалы и методы. Использованы самцы крыс линии Wistar массой 180–200 г, возрастом 6–7 мес. Дефект костной ткани моделировался с помощью фрезы диаметром 2 мм (опытная группа). Животным контрольной группы формировали аналогичный дефект средней трети правой большеберцовой кости без заполнения дефекта костной тканью. Животных выводили из эксперимента на 3-и, 7-е, 14-е, 30-е и 60-е сут эксперимента (по 6 животных на каждый срок наблюдения). В гистологических срезах определялись показатели заполняемости дефекта, некроз, площадь костных трабекул, площадь грануляционной ткани. Все показатели были представлены в процентах от тестовой площади. Остеобласты, остеоциты и остеокласты рассчитывали в абсолютных значениях на тестируемой площади.

Результаты

Результаты. Показана более высокая скорость формирования костной ткани в дефектах кости у экспериментальных животных после аутотрансплантации костной смеси. Восстановление кости в опытной группе имело более высокую скорость, что проявлялось более быстрой заполняемостью дефекта костной ткани, низким процентом площади некроза, более высокой площадью костных трабекул, ее быстрой трансформацией в пластинчатую костную ткань.

Заключение

Заключение. Остеогенез был практически завершен на 30-е сут эксперимента. В то же время в контрольной группе он был завершен к 60-м сут. Полученные результаты являются теоретической предпосылкой для дальнейших исследований в области костной аутопластики. Совершенствование разработки хирургических и малоинвазивных технологий применения костной смеси позволит повысить эффективность современной реконструктивной хирургии костей и суставов

Objective

Objective. To study the dynamics of reparative bone tissue regeneration in experimental animals using a native transplantation autosmix (NTA).

Materials and methods

Materials and methods. Male Wistar rats weighing 180–200 g and aged 6–7 months were used. Bone tissue defects were modelled using a cutter with a diameter of 2 mm (experimental group). A similar defect of the middle third of the right tibia was formed in the control group animals without flling the defects with bone tissue. The animals were removed from the experiment on days 3, 7, 14, 30 and 60 of the experiment (per 6 animals for each observation period). The indicators of defect occupancy, necrosis, the area of bone trabeculae, the area of granulation tissue were determined in the histological sections. All the indicators were presented as percentage of the tested area. Osteoblasts, osteocytes, and osteoclasts were calculated in absolute values on the tested area.

Results

Results. The study has showed a higher rate of bone tissue formation in the bone defects in the experimental animals after autotransplantation of the bone mixture. Bone recovery in the experimental group had a higher rate, which was manifested by faster flling of the bone tissue defect, a low percentage of the necrosis area, a higher area of bone trabeculae, its rapid transformation into lamellar bone tissue.

Conclusion

Conclusion. Osteogenesis had practically completed by day 30 of the experiment. At the same time, in the control group it had completed by day 60. The results obtained are a theoretical precondition for further research in the feld of bone autoplasty. Advanced development of surgical and minimally invasive technologies of bone mixture application will increase the effciency of modern reconstructive surgery of bones and joints.

трансплантациякостная тканьрегенерациялабораторные животныеэкспериментtransplantationbone tissueregenerationlaboratory animalsexperimentРабота выполнена при поддержке инновационного фонда Гомельского областного исполнительного комитета, № госрегистрации 20192873 от 30.10.2019 гThe work was supported by the Innovation Fund of the Gomel Regional Executive Committee, State Registration No.20192873 dated 30.10.2019.ReferencesJorgenson SS, Lowe TG, France J, Sabin J. A prospective analysis of autograft versus allograft in posterolateral lumbar fusion in the same patient. A minimum of 1-year follow-up in 144 patients. Spine. 1994;19:2048-2053. DOI: https://doi.org/10.1097/00007632-199409150-00005Jorgenson SS, Lowe TG, France J, Sabin J. A prospective analysis of autograft versus allograft in posterolateral lumbar fusion in the same patient. A minimum of 1-year follow-up in 144 patients. Spine. 1994;19:2048-2053. DOI: https://doi.org/10.1097/00007632-199409150-00005Fröhlich M, Grayson WL, Wan LQ, Marolt D, Drobnic M, Vunjak-Novakovic G. Tissue engineered bone grafts: biological requirements, tissue culture and clinical relevance. Curr Stem Cell Res Ther. 2008;3:254-264.Fröhlich M, Grayson WL, Wan LQ, Marolt D, Drobnic M, Vunjak-Novakovic G. Tissue engineered bone grafts: biological requirements, tissue culture and clinical relevance. Curr Stem Cell Res Ther. 2008;3:254-264.Ардашев ИП, Григорук АА, Плотников ГА. Возможные осложнения после взятия аутотрансплантата из крыла подвздошной кости. В: Современные технологии в травматологии и ортопедии. Москва, 1999. с. 191-192.Ardashev IP, Grigoruk AA, Plotnikov GA. Possible complications after taking an autograft from the iliac wing. V: Modern technologies in traumatology and orthopedics. Moskov, 1999. p. 191-192. (In Russ.).Кирилова ИА. Костная ткань как основа остеопластических материалов для восстановления костной структуры. Хирургия позвоночника. 2011;(1):68-74. DOI: https://www.spinesurgery.ru/jour/article/view/1355?locale=ru_RUKirilova IA. Bone tissue as the basis of osteoplastic materials for the restoration of bone structure. Spinal surgery. 2011;(1):68-74. (In Russ.). DOI: https://www.spinesurgery.ru/jour/article/view/1355?locale=ru_RUAshman A. Autogenous bone and cell flter trap. Patent. US6299763B1.1999. [Electronic resource]. [date of access 2021 Apr 27]. Available from: https://patents.google.com/patent/US6299763Ashman A. Autogenous bone and cell flter trap. Patent. US6299763B1.1999. [Electronic resource]. [date of access 2021 Apr 27]. Available from: https://patents.google.com/patent/US6299763Shikinami Y, Okuno M. Mechanical evaluation of novel spinal interbody fusion cages made of bioactive, resorbable composites. Biomaterials. 2003 Aug;24(18):3161-3170. DOI: https://doi.org/10.1016/s0142-9612(03)00155-8Shikinami Y, Okuno M. Mechanical evaluation of novel spinal interbody fusion cages made of bioactive, resorbable composites. Biomaterials. 2003 Aug;24(18):3161-3170. DOI: https://doi.org/10.1016/s0142-9612(03)00155-8Мазуренко АН, Космачева СМ. Биологические основы спондилодеза поясничного отдела позвоночника и материалы для его осуществления. Медицинские новости. 2012;(7):20-26.Mazurenko AN, Kosmacheva SM. Biological bases of spinal fusion of the lumbar spine and materials for its implementation. Medical news.2012;(7):20-26. (In Russ.).Мигулева ИЮ, Савотченко АМ, Петухова МН, Папанинов АС, Клюквин ИЮ, Кислицына ОС, Сластинин ВВ. Две новые модели экспериментального дефекта кости на голени крысы для исследования регенерации костной ткани после пластики различными материалами. Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. 2015;53(2):34-45.Miguleva IU, Savotchenko AM, Petukhova MN, Papaninov AS, Klyukvin IU, Kislitsyna OS, Slastinin BB. Two new models of an experimental bone defect on the rat’s lower leg for the study of bone tissue regeneration after plastic surgery with various materials. Questions of reconstructive and plastic surgery. 2015;53(2):34-45. (In Russ.).Надыров ЭА, Николаев ВИ, Кириленко СИ, Рожин ВВ, Мальцева НГ, Кравцова ИЛ. Регенерация кости с использованием нативной трансплантационной костной аутосмеси. В: сборнике трудов конференции Современная морфология: проблемы и перспективы развит; 2019, 3-4 окт; Минск, 2019;2:9-11. [дата обращения 2021 Апрель 12]. Режим доступа: http://rep.bsmu.by/handle/BSMU/26049?show=fullNadyrov EA, Nikolaev VI, Kirilenko S. I., Rozhin VV, Maltseva NG, Kravtsova IL. Bone regeneration using native bone transplantation autosmesis. Modern morphology: problems and prospects of development. Minsk, 2019;2:9-11. [date of access 2021 Apr 12]. Available from: http://rep.bsmu.by/handle/BSMU/26049?show=full (In Russ.).Надыров ЭА, Николаев ВИ. Кириленко СИ, Рожин ВВ, Мальцева НГ, Ачинович СЛ, Добыш АА. Морфологическая характеристика регенерации костной ткани при использовании трансплантационной костной аутосмеси. Проблемы здоровья и экологии. 2019;(4):57-62. [дата обращения 2021 Апрель 12]. Режим доступа: https://journal.gsmu.by/jour/article/view/156Osipov BB, Lyzikov AN, Skuratov AG, Prizentsov AA. The Assessment of the Effciency of Cell Therapy of Experimental Liver Cirrhosis by Means of Ultrasound Examination. Health and Ecology Issues. 2019;(4):52-57. [date of access 2021 Apr 12]. Available from: https://journal.gsmu.by/jour/article/view/156 (In Russ.).Кириленко СИ, Рожин ВВ, Надыров ЭА. Николаев ВИ, Мазуренко АН, Добыш АА. Устройство для фильтрации костной стружки. Ортопедия, травматология и протезирование. 2020;2:75-79. DOI: http://dx.doi.org/10.15674/0030-59872020275-79Kirilenko SI, Rozhin VV., Nadyrov EA. Nikolaev VI, Mazurenko AN, Dobysh AA. A device for fltering bone chips. Orthopedics, traumatology and prosthetics.2020;2:75-79. (In Russ.). DOI: http://dx.doi.org/10.15674/0030-59872020275-79.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.