Динамика уровня эндогенной интоксикации при стимуляции остеогенеза постоянным электрическим током

Цель исследования: изучить динамику изменения продуктов эндогенной интоксикации в сыворотке крови кроликов при удлинении голени по Илизарову в условиях воздействия на зону регенерата постоянного электрического тока.

Материалы и методы. Исследование выполнено на 49 кроликах-самцах, которым проводили удлинение большеберцовой кости по Илизарову. В обеих опытных группах процедуру электровоздействия на кость осуществляли шесть раз, повторяя ее через 48 часов. Сила тока составляла 150 мкА. Время воздействия – 60 секунд. В первой группе анод (+) прибора присоединяли к спицам-электродам дистальнее зоны остеотомии, катод (-) – проксимальнее остеотомии. Во второй группе анод (+) присоединяли к спицам-электродам проксимальнее остеотомии, катод (-) – дистальнее зоны остеотомии. Внутри групп животные были разделены на подгруппы в зависимости от времени начала электровоздействия: сразу после операции (подгруппа 1.1, n = 11; подгруппа 2.1, n = 9) и с 10 суток после операции (подгруппа 1.2, n = 10; подгруппа 2.2, n = 8). В контрольной группе (n = 11) электровоздействие не проводили. Эндогенную интоксикацию оценивали по уровню олигопептидов и веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНСММ) в сыворотке крови.

Результаты. Достоверный рост ВНСММ в ходе эксперимента обнаружен только у кроликов контрольной группы. Процент катаболического пула среди ВНСММ в ходе эксперимента был значимо повышен у животных группы 1.1 на 5-е сутки дистракции, для группы 1.2 – с 15-х по 20-е сутки дистракции; в группе 2.1 – на 10-е сутки дистракции; в группе 2.2 – в конце фиксации. Во всех группах с электровоздействием, в отличие от контроля, отмечалось снижение уровня олигипептидов в период фиксации и до 30 суток после снятия аппарата.

Заключение. Воздействие на дистракционный регенерат постоянного электрического тока не вызывало существенного роста продуктов эндогенной интоксикации в крови лабораторных животных при изученных режимах применения.

1. Aifantis I.D., Ampadiotaki M.M., Pallis D., et al. Biophysical Enhancement in Fracture Healing: A Review of the Literature. Cureus. 2023. 15 (4). e37704. doi: 10.7759/cureus.37704.

2. Ding N., Zhou F., Li G., et al. Quantum dots for bone tissue engineering. Mater Today Bio. 2024. 28. 101167. doi: 10.1016/j.mtbio.2024.101167.

3. Ibrahim A., Gupton M., Schroeder F. Regenerative Medicine in Orthopedic Surgery: Expanding Our Toolbox. Cureus. 2024. 16 (9). e68487. doi: 10.7759/cureus.68487.

4. Овчинников Е.Н., Стогов М.В. Стимуляция остеогенеза постоянным электрическим током (обзор литературы). Травматология и ортопедия России. 2019. 3. 185–191. doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-3-185-191.

5. Flatscher J., Pavez Loriè E., Mittermayr R., et al. Pulsed Electromagnetic Fields (PEMF)-Physiological Response and Its Potential in Trauma Treatment. Int J Mol Sci. 2023. 24 (14). 11239. doi: 10.3390/ijms241411239.

6. Luo S., Zhang C., Xiong W., et al. Advances in electroactive biomaterials: Through the lens of electrical stimulation promoting bone regeneration strategy. J Orthop Translat. 2024. 47. 191–206. doi: 10.1016/j.jot.2024.06.009.

7. Klinder A., Möws F., Ziebart J., et al. Effects of electrical stimulation with alternating fields on the osseointegration of titanium implants in the rabbit tibia – a pilot study. Front Bioeng Biotechnol. 2024. 12. 1395715. doi: 10.3389/fbioe.2024.1395715.

8. Wang A., Ma X., Bian J., et al. Signalling pathways underlying pulsed electromagnetic fields in bone repair. Front Bioeng Biotechnol. 2024. 12. 1333566. doi: 10.3389/fbioe.2024.1333566.

9. Pettersen E., Anderson J., Ortiz-Catalan M. Electrical stimulation to promote osseointegration of bone anchoring implants: a topical review. J Neuroeng Rehabil. 2022. 19 (1). 31. doi: 10.1186/s12984-022-01005-7.

10. Dechent D., Emonds T., Stunder D., et al. Direct current electrical injuries: A systematic review of case reports and case series. Burns. 2020. 46 (2). 267-278. doi: 10.1016/j.burns.2018.11.020.

11. Ganse B. Methods to accelerate fracture healing – a narrative review from a clinical perspective. Front Immunol. 2024. 15. 1384783. doi: 10.3389/fimmu.2024.1384783.

12. Овчинников Е.Н., Филимонова Г.Н., Дюрягина О.В., Тушина Н.В., Киреева Е.А. Влияние различных режимов электровоздействия на скелетные мышцы удлиняемого сегмента при дистракции голени по Илизарову. Казанский медицинский журнал. 2024. 1. 73–83. doi: 10.17816/KMJ465709.

13. Справочник по лабораторным методам исследования. под ред. Л.А. Даниловой. СПб. Питер. 2003. 736 с.

14. Хрулев А.Е., Григорьева В.Н., Хрулев С.Е. Механизмы поражения и морфологические изменения нервной системы при электрической травме. Саратовский научно-медицинский журнал. 2010. 2. 374–377.

15. Рябых С.О., Силантьева Т.А., Дюрягина О.В., и соавт. Разработка пористых титановых имплантатов для межтелового спондилодеза. Гений ортопедии. 2021. 6. 773–781. doi: 10.18019/1028-4427-2021-27-6-773-781.