Ультраструктурные изменения костной ткани при огнестрельных ранениях и пути их коррекции
Диссертация - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие диссертации по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
цевых мембран
По данным микротвердометрии прочность наружной кортикальной пластинки на сроке регенерации 2 месяца составляет 47 кг/мм2 , что достоверно отстает от нормы (в контроле прочность наружной кортикальной пластинки диафиза бедренной кости колеблется в пределах 58-62 кг/мм2).
По данным рентгендифрактометрии доля аморфной фазы в костном матриксе в зоне регенерации кости колеблется в пределах 15%, что остается значительно выше, чем в контроле.
Под влиянием стронция ранелата в регенерирующей кости увеличивается толщина костных балок и мембран канальцев, подвергаются гипертрофии складки наружной поверхности канальцев, утолщаются поперечные шторки и увеличивается высота гребней спайновых линий (рис. 53).
Рис. 53. Сканирующая электронная микроскопия костного образца зоны регенерата огнестрельного перелома диафиза бедренной кости барана на 60-е сутки лечения с добавлением стронция ранелата. Демонстрируется восстановление тонкой структуры костного матрикса
Поверхность сколов костного матрикса имеет мелкозернистый вид, что свидетельствует о равномерности слияния частиц гидроксиапатита. В целом на всем протяжении компактное вещество кости в зоне регенерации представлено плотным матриксом, образованным минерализованными коллагеновыми волокнами. В режиме фазового контраста (COMPO) видно, что зернистая структура костного матрикса состоит из сферических гранул, плотно прилежащих друг к другу (рис. 54).
Рис. 54. Сканирующая электронная микроскопия костного образца зоны регенерата огнестрельного перелома диафиза бедренной кости барана на 60-е сутки лечения с добавлением стронция ранелата. Демонстрируется мелкозернистая структура костного матрикса
Это указывает на то, что стронций не оказывает гиперминерализующего воздействия на структуру гидроксиапатита, и слияние их частиц происходит достаточно равномерно. По-видимому, эти обстоятельства создают предпосылки для упрочнения кости, на что указывает восстановление показателей твердости до 55,22,1кг/мм2 (в контроле - 62,15,6 кг/мм2 ).
По данным спектроскопии комбинационного рассеяния через 2 недели регенерации кости с применением стронция ранелата наблюдается достоверная (P<0,05) стабилизация концентрации ГАП до 49,25,1 об.% (в контроле 47,84,1об.%). Рост количества ГАП наблюдается на протяжении 1 месяца и достигает 65,26,1 об.%. Однако далее концентрация ГАП в костях стабилизируется и через 2 месяца содержание ГАП снижается до 52,05,1 об.%.
Такую же динамику имеют и карбонатные группы в решеточных структурах ГАП, относительное содержание которых через 1 месяц достоверно (для P<0,05) увеличивается до 11,10,8 об.%, (в контроле 8,10,7 об.%), а через 2 месяца наблюдается снижение до исходного уровня - 8,80,7 об.%. Увеличение количества карбонатов в решетке ГАП (мелование кости) можно объяснить ощелачиванием плазмы крови, рН которой повышается до 7,52 (в норме 7,34), что, вероятно, обусловлено химическими свойствами катионов стронция. Как известно, в гидроксиапатитовых системах с относительно высоким содержанием кальция (модуль Ca/P практически в 2 раза выше, чем в контроле, составляя 3,5 и 1,6 соответственно) при увеличении pH образуются апатиты так называемого щелочного типа. Это минералы с дефектной структурой и широким спектром замещений в анионной подрешетке, где замещение фосфата карбонатом происходит по типу [CO3]2- [HPO4]2- и [CO2F]- [H2PO4]- . В результате костный гидроксиапатит превращается в более кислый карбонат гидроксиапатит со свойствами, которые близки к природному минералу даллиту, являющемуся кислотоустойчивой формой континентального апатита. Подобные апатиты образуют вытянутые кристаллы с игольчатыми оконечностями, решетка которых при механических нагрузках более подвержена деформационным, нежели диффузионным преобразованиям (Чайкина М.В., 2002).
По данным локального энергодисперсионного анализа EDAX (значения концентраций химических элементов приведены в единицах экстиниации EDAX), в костях регистрируется достоверное (P<0,05) увеличение концентраций кальция до 15,000,05 (в контроле 11,100,02), кремния до 0,4000,004 (в контроле 0,2000,002) и фосфора до 10,60,4 (в контроле 8,20,2), стронция до 11,2000,002 (в контроле 0,2000,001). Результаты химического анализа свидетельствует о гиперминерализованном состоянии костного матрикса. Это обстоятельство следует иметь в виду при сверхдлительном введении препаратов стронция, так как это может привести к минеральной облитерации нанопористой структуры костного матрикса.
При этом отметим, что накопление кремния создает предпосылки для замещений в анионной подрешетке ГАП с участием [SiO4]n- и делает кристаллы гидроксиапатита более эластичными. В целом же увеличение количества кристаллов такого типа, вероятно, способствует сохранению глубинной структуры кости, на что указывает удержание модуля упругости в пределах 38,40,6 ГПа (в контроле 34,60,9 ГПа).
Таким образом, под влиянием стронция ускоряются процессы восстановления тонкой структуры костного матрикса в ходе посттравматической регенерации кости. Структурной основой данного эффекта являются:
увеличение толщины костных балок,
увеличение высоты гребней спайновых линий,
сохранение структуры мембран костных канальцев в виде гипертрофии складок наружной поверхности канальцев и утолщения поперечных шторок.
В целом, под влиянием стронция ранелата костный матрикс формирующейся костной мозоли упрочняется быстрее, че