Экспериментальное моделирование остеонекроза нижней челюсти

Фосфорный некроз челюстей как специфическое заболевание рабочих, соприкасающихся с фосфором, известен с 1845 г., когда австрийским врачом Лоринсером впервые были описаны 22 случая некроза челюстей у женщин, занятых на производстве спичек в Вене. Однако активное использование в XXI веке лекарственных препаратов из группы бисфосфонатов для лечения некоторых злокачественных новообразование и остеопороза стало сопровождаться развитием некрозов челюстных костей. Известно что риск развития бисфосфатных остеонекрозов увеличивается при наличии очагов хронической одонтогенной инфекции у пациентов [2]. В литературе встречаются сведения о механизмах нарушения ремоделирования костной ткани под воздействием золендроновой кислоты [3].

В отечественной и зарубежной литературе имеются различные варианты моделирования данной патологии с помощью введения в терапевтических дозах золендроновой кислоты [5, 6]. Остеонекрозы нижней челюсти часто встречаются у лиц с наркотической зависимостью от дезоморфина, что может быть обусловлено воздействием различных соединений фосфора. Таким образом, экспериментальное моделирование остеонекроза челюстных костей с после- дующим гистологическим изучением патологических изменений позволит не только оптимизировать сроки эксперимента, но и выбрать наиболее эффективное вещество для его моделирования.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Оптимизировать методику моделирования остеонекроза челюстных костей.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальное исследование было одобрено этическим комитетом ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ (протокол № 4 от 29.08.2018 г.). Все манипуляции с животными проводили с соблюдением международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997). На момент проведения экспериментов животные были здоровыми, изменений поведения, аппетита, режима сна и бодрствования обнаружено не было.

Беспородные половозрелые белые крысы-самцы содержались в стандартных условиях вивария кафедры биологии ФГБОУ ВО ВолгГМУ МЗ РФ. Животные имели доступ к поилкам и кормушкам аd libitum и содержались в контролируемых условиях окружающей среды – тем- пература воздуха в пределах 20–26°C и 30– 70 % относительной влажности. В комнатах содержания животных поддерживался 12 часовой цикл освещения, в течение светового дня (совмещенный тип освещения – естественное и люминесцентное).

Животных распределялись по экспериментальным группам рандомизированно:

• 1.    Интактный контроль (n = 8), внутрибрюшинное введение физиологического раствора NaCl в объёме эквивалентном вводимому лекарственному препарату «Зомета» в течение 3 недель.

• 2.    Позитивный контроль (n = 12), внутрибрюшинное введение золендроновой кислоты (лекарственный препарат «Зомета»), в дозировке 66 мкг/кг в течение 3 недель.

• 3.    Экспериментальная группа 1 (n = 12), внутрибрюшинное введение йодида фосфора (PI 3 ), в дозировке 200 мкг/кг в течение 3 недель.

• 4.    Экспериментальная группа 2 (n = 12), внутрибрюшинное введение водной суспензии красного фосфора, в дозировке 15 мкг/кг в течение 3 недель.

На 4-й неделе эксперимента под хлорал-гидратным наркозом у животных удаляли первые правые нижние моляры. Затем животных, находящихся под хлоралгидратным наркозом, выводили из эксперимента с помощью цервикальной дислокации на 5, 6, и 7-й неделе. Ткань нижней челюсти, после фиксации в 10%-м растворе нейтрального забуференного формалина (рН 7,4) в течение 24 часов, подвергали бескислотной декальцинации в растворе ЭДТА (Трилон Б). Степень деминерализации контролировали еженедельно. После завершения декальцинации материал заливали парафином, изготавливали гистологические срезы и окрашивали их гематоксилином и эозином по общепринятым гистологическим методикам [1]. Светооптическую микроскопию проводили на микроскопе «Axio imager A2» (Карл Цейсс, Германия).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Во все сроки эксперимента (5, 6 и 7-я недели) в группе интактного контроля костная ткань сохраняла нормальное гистологическое строение и была представлена преимущественно хаотично расположенными зрелыми костными балками без признаков деструкции и воспаления (рис. 1 А).

При анализе микропрепаратов на 5 неделе у животных, получавших золендроновую кислоту, были выявлены множественные участки остеобластокластической резорбции костных балок и умеренная лейкоцитарная инфильтрация с преобладанием нейтрофильных сегментоядерных гранулоцитов. В экспериментальных группах 1 и 2 отмечались схожие патогистоло-гические изменения в виде очаговых деструктивных процессов и умеренной лейкоцитарной инфильтрации.

На 6-й неделе эксперимента в группе животных, получавших золендроновую кислоту, отмечались выраженные признаки деструкции костных балок и диффузная лейкоцитарная инфильтрация с преобладанием нейтрофильных сегментоядерных гранулоцитов. Присутствовали множественные очаги остеобластокластической резорбции костных балок (рис. 1 Б). В микропрепаратах из экспериментальной группы 1 отмечались очаговые изменения костной ткани в виде участков остеолиза, единичных лакун остеобластокластической резорбции и выраженной лейкоцитарной инфильтрацией с преобладанием нейтрофильных сегментоядерных гранулоцитов (рис. 1 В). У животных экспериментальной группы 2 при гистологическом исследовании отмечались единичные очаговые изменения костной ткани в виде участков активного ремоделирования костных балок с наличием незначительной очаговой лейкоцитарной инфильтрацией с примесью нейтрофильных сегментоядерных гранулоцитов (рис. 1 Г).

На 7-й неделе эксперимента степень выраженности деструктивных и воспалительных процессов значительно уменьшалась во всех экспериментальных группах.

В исследованиях in vitro было установлено, что золендроновая кислота снижает кровоток в косной ткани, наиболее выраженное воздействие оказывается на костную ткань в зонах, имеющих высокую скорость резорбции и регенерации [4, 7]. Известно, что бисфосфонаты тормозят резорбцию кости путем уменьшения активности и количества остеокластов за счет влияния на их способность к адгезии, подвижности, цитологической структуры, дифференциации длительности жизни. Так же бисфосфонаты оказывают влияние на остеобласты и макрофаги. Данные проведенного экспериментального исследования согласуются с данными экспериментов по моделированию остеонекрозов челюстных костей на животных [2, 3, 5].

А

Б

В

Рис. 1. А. Интактный контроль, 6 неделя. Гистологическая картина губчатой кости без признаков деструкции и воспаления. Ув. х400. Б. Позитивный контроль, 6-я неделя. Массивные участки деструкции костной ткани на фоне выраженной воспалительной инфильтрации. Ув. х100. В. Экспериментальная группа 1, введение PI 3 , 6-я неделя. Участок деструкции костных балок альвеолярного отростка нижней челюсти с очаговой лейкоцитарной инфильтрацией. Ув. х400. Г. Экспериментальная группа 2, введение водной суспензии красного фосфора, 6-я неделя. Единичные участки перестройки костных балок, очаговая лейкоцитарная инфильтрация. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х100

Г

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного эксперимента был выявлен оптимальный срок и способ моделирования остеонекроза.

Наиболее выраженные патогистологические изменения костных балок нижней челюсти отмечались в экспериментальной группе под воздействием золендроновой кислоты на 6-й неделе эксперимента.

Введение йодида фосфора (PI 3 ) на 6-й неделе эксперимента вызывает патогистологиче-ские изменения схожие при введении золенд-роновой кислоты.

Таким образом, для моделирования бис-фосфатных и дезоморфиновых остеонекрозов могут использоваться золендроновая кислота и йодид фосфора (PI 3 ).