Клинико-патогенетическое значение микрососудистого компонента костной ткани
- Авторы: Агафонова А.А.1, Крупаткин А.И.1, Дорохин А.И.1
-
Учреждения:
- НМИЦ травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова
- Выпуск: Том 30, № 3 (2023)
- Страницы: 357-366
- Раздел: Научные обзоры
- URL: https://journals.rcsi.science/0869-8678/article/view/218174
- DOI: https://doi.org/10.17816/vto466576
- ID: 218174
Цитировать
Аннотация
Кровообращение и микроциркуляция костной ткани являются неотъемлемыми компонентами поддержания её обменных и репаративных процессов. Газообмен, транспорт питательных веществ и выведение продуктов метаболизма невозможны без участия костной микроциркуляторно-тканевой системы. Для регенерации костной ткани характерна спаренность ангиогенеза и остеогенеза, что позволяет применять показатели микроциркуляции в качестве дополнительных критериев состояния репаративных процессов. В клинике наиболее целесообразно использование неинвазивных методов диагностики состояния периферического кровообращения и микроциркуляции, которые позволяют оценить динамику сосудистого фактора при патологии кости, в том числе после переломов.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Анастасия Александровна Агафонова
НМИЦ травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова
Автор, ответственный за переписку.
Email: nastyaloseva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4675-4313
SPIN-код: 8341-0713
аспирант, врач травматолог-ортопед, врач ультразвуковой диагностики
Россия, МоскваАлександр Ильич Крупаткин
НМИЦ травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова
Email: ale.ale02@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5582-5200
SPIN-код: 3671-5540
д.м.н., профессор, врач-невролог
Россия, МоскваАлександр Иванович Дорохин
НМИЦ травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова
Email: a.i.dorokhin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3263-0755
SPIN-код: 1306-1729
д.м.н., врач травматолог-ортопед
Россия, МоскваСписок литературы
- Prisby R.D. Bone Marrow Microvasculature // Compr Physiol. 2020. Vol. 10, № 3. Р. 1009–1046. doi: 10.1002/cphy.c190009
- Abboud C. Human bone marrow microvascular endothelial cells: Elusive cells with unique structural and functional properties // Exp Hematol. 1995. Vol. 23, № 1. Р. 1–3.
- Morikawa T., Tamaki S., Fujita S., Suematsu M., Takubo K. Identification and local manipulation of bone marrow vasculature during intravital imaging // Scientific Reports. 2020. Vol. 10, № 1. Р. 6422. doi: 10.1038/s41598-020-63533-3
- Acar M., Kocherlakota K.S., Murphy M.M., Peyer J.G., Oguro H., Inra C.N., Zhao Z., Luby-Phelps K., Morrison S.J. Deep imaging of bone marrow shows non-dividing stem cells are mainly perisinusoidal // Nature. 2015. Vol. 526, № 7571. Р. 126–130. doi: 10.1038/nature15250
- De Saint-Georges L., Miller S.C. The microcirculation of bone and marrow in the diaphysis of the rat hemopoietic long bones // Anat Rec. 1992. Vol. 233, № 2. Р. 169–177. doi: 10.1002/ar.1092330202
- Kusumbe A.P., Ramasamy S.K., Adams R.H. Coupling of angiogenesis and osteogenesis by a specific vessel subtype in bone // Nature. 2014. Vol. 507, № 7492. Р. 323–328. doi: 10.1038/nature13145
- Asghar A., Kumar A., Narayan R.K., Naaz S. Is the cortical capillary renamed as the transcortical vessel in diaphyseal vascularity? // Anat Rec (Hoboken). 2020. Vol. 303, № 11. Р. 2774–2784. doi: 10.1002/ar.24461
- Xu Z., Kusumbe A.P., Cai H., Wan Q., Chen J. Type H blood vessels in coupling angiogenesis-osteogenesis and its application in bone tissue engineering // Theranostics. 2020. Vol. 10, № 1. Р. 426–436. doi: 10.7150/thno.34126.eCollection 2020
- Ramasamy S.K., Kusumbe A.P., Itkin T., Gur-Cohen S., Lapidot T., Adams R.H. Regulation of hematopoiesis and osteogenesis by blood vessel-derivedsignals // Annu Rev Cell Dev Biol. 2016. № 32. Р. 649–675. doi: 10.1146/annurev-cellbio-111315-124936
- Grüneboom A., Hawwari I., Weidner D., Culemann S., Müller S., Henneberg S., Gunzer M. A network of trans-cortical capillaries as mainstay for blood circulation in long bones // Nat Metab. 2019. Vol. 1, № 2. Р. 236–250. doi: 10.1038/s42255-018-0016-5
- Qin Q., Lee S., Patel N., Walden K., Gomes-Salazar M., Levi B., James A.W. Neurovascular coupling in bone regeneration // Exp Mol Med. 2022. Vol. 54, № 11. Р. 1844–1849. doi: 10.1038/s12276-022-00899-6
- Панин М.А., Загородний Н.В., Абакиров М.Д., Бойко А.В., Ананьин Д.А. Декомпрессия очага некроза головки бедренной кости. Обзор литературы // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2021. Т. 28, № 1. С. 65−76. doi: 10.17816/vto59746
- Stegen S., Carmeliet G. The skeletal vascular system — Breathing life into bone tissue // Bone. 2018. № 115. Р. 50–58. doi: 10.1016/j.bone.2017.08.022
- Schindeler A., McDonald M.M., Bokko P., Little D.G. Bone remodeling during fracture repair: the cellular picture // Semin Cell Dev Biol. 2008. Vol. 19, № 5. Р. 459–466. doi: 10.1016/j.semcdb.2008.07.004
- Street J., Winter D., Wang J.H., Wakai A., McGuinness A., Redmond H.P. Is human fracture hematoma inherently angiogenic? // Clin Orthop Relat Res. 2000. № 378. Р. 224–237. doi: 10.1097/00003086-200009000-00033
- Sivaraj K.K., Adams R.H. Blood vessel formation and function in bone // Development. 2016. Vol. 143, № 15. Р. 2706–2715. doi: 10.1242/dev.136861
- Chim S.M., Tickner J., Chow S.T., Kuek V., Guo B., Zhang G., Xu J. Angiogenic factors in bone local environment // Cytokine and Growth Factor Reviews. 2013. Vol. 24, № 3. Р. 297–310. doi: 10.1016/j.cytogfr.2013.03.008
- Street J., Bao M., Guzman L., Bunting S., Peale F.V., Ferrara N. Vascular endothelial growth factor stimulates bone repair by promoting angiogenesis and bone turnover // Proc Natl Acad Sci U. S. A. 2002. Vol. 99, № 15. Р. 9656–9661. doi: 10.1073/pnas.152324099
- Maes C., Carmeliet G., Schipani E. Hypoxia-driven pathways in bone development, regeneration and disease // Nat Rev Rheumatol. 2012. Vol. 8, № 6. Р. 358–366. doi: 10.1038/nrrheum.2012.3
- Meertens R., Casanova F., Knapp K.M., Thorn C., Strain W.D. Use of near-infrared systems for investigations of hemodynamics in human in vivo bone tissue: A systematic review // J Orthop Res. 2018. Vol. 36. № 10. Р. 2595–2603. doi: 10.1002/jor.24035
- Peng H., Wright V., Usas A., Gearhart B., Shen H., Cummin J., Huard J. Synergistic enhancement of bone formation and healing by stem cell-expressed VEGF and bone morphogenetic protein-4 // J Clin Invest. 2002. Vol. 110, № 6. Р. 751–759. doi: 10.1172/JCI15153
- Батпенов Н.Д., Рахимов С.К., Степанов А.А., Оразбаев Д.А., Манекенова К.Б., Смайлова Г.К. Морфофункциональная перестройка костной ткани при перипротезных переломах в зоне бедренного компонента эндопротеза // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2020. Т. 27, № 2. С. 24–29. doi: 10.17816/vto202027224-29
- Миронов С.П., Еськин Н.А., Крупаткин А.И., Кесян Г.А., Уразгильдеев Р.З., Арсеньев И.Г. Патофизиологические аспекты микрогемоциркуляции мягких тканей в проекции ложных суставов длинных костей // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2012. № 4. С. 22–26.
- Патент РФ на изобретение № 2501526/20.12.2013. Миронов С.П., Еськин Н.А., Крупаткин А.И., Кесян Г.А., Уразгильдеев Р.З., Арсеньев И.Г. Способ прогнозирования течения репаративного остеогенеза при хирургическом лечении ложных суставов длинных трубчатых костей. Режим доступа: http://allpatents.ru/patent/2501526.html?ysclid=lloy82reqc265613020
- Щуров В.А. Динамика скорости кровотока по артериям костного регенерата конечностей и мозгового кровотока при выполнении функциональных проб и изменении режима лечения // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2018. Т. 17, № 4. С. 51–56. doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-4-51-56
- Писарев В.В., Львов С.Е., Васин И.В. Показатели регионарной гемодинамики раннего послеоперационного периода при остеосинтезе переломов костей голени // Вестник Ивановской медицинской академии. 2012. Т. 17, № 4. С. 34–37.
- Aziz S.M., Khambatta F., Vaithianathan T., Thomas J.C., Clark J.M., Marshall R. A near infrared instrument to monitor relative hemoglobin concentrations of human bone tissue in vitro and in vivo // Rev Sci Instrum. 2010. Vol. 81, № 4. Р. 043111. doi: 10.1063/1.3398450
- Ganse B., Bohle F., Pastor T., Gueorguiev B., Altgassen S., Gradl G., Kim B., Modabber A., Nebelung S. Hildebrand F., Knobe M. Microcirculation after trochanteric femur fractures: a prospective cohort study using non-invasive laser-doppler spectrophotometry // Front Physiol. 2019. № 10. Р. 236. doi: 10.3389/fphys.2019.00236
- Hughes S.S., Cammarata A., Steinmann S.P., Pellegrini V.D. Effect of standard total knee arthroplasty surgical dissection on human patellar blood flow in vivo: an investigation using laser doppler flowmetry // J South Orthop Assoc. 1998. Vol. 7, № 3. Р. 198–204.
- Nicholls R.L., Green D., Kuster M.S. Patella intraosseous blood flow disturbance during a medial or lateral arthrotomy in total knee arthroplasty: a laser Doppler flowmetry study // Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2006. Vol. 14, № 5. Р. 411–416. doi: 10.1007/s00167-005-0703-0
- Cai Z.G., Zhang J., Zhang J.G., Zhao F.Y., Yu G.Y., Li Y., Ding H.S. Evaluation of near infrared spectroscopy in monitoring postoperative regional tissue oxygen saturation for fibular flaps // J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2008. Vol. 61, № 3. Р. 289–96. doi: 10.1016/j.bjps.2007.10.047
- Duwelius P.J., Schmidt A.H. Assessment of bone viability in patients with osteomyelitis: preliminary clinical experience with laser Doppler flowmetry // J Orthop Trauma. 1992. Vol. 6, № 3. Р. 327–332. doi: 10.1097/00005131-199209000-00010
- Beaule P.E., Campbell P., Shim P. Femoral head blood flow during hip resurfacing // Clin Orthop Relat Res. 2007. № 456. Р. 148–152. doi: 10.1097/01.blo.0000238865.77109.af
- Bassett G.S., Barton K.L., Skaggs D.L. Laser Doppler flowmetry during open reduction for developmental dysplasia of the hip // Clin Orthop Relat Res. 1997. № 340. Р. 158–164. doi: 10.1097/00003086-199707000-00020
- Meertens R., Knapp K., Strain D., Casanova F., Ball S., Fulford J., Thorn C. In vivo Measurement of Intraosseous Vascular Haemodynamic Markers in Human Bone Tissue Utilising Near Infrared Spectroscopy // Front Physiol. 2021. № 12. Р. 738239. doi: 10.3389/fphys.2021.738239
- Крупаткин А.И. Колебательные процессы и диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2018. Т. 17, № 3. С. 4.
- Крупаткин А.И. Колебания кровотока — новый диагностический язык в исследовании микроциркуляции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2014. Т. 13, № 1. С. 83–99. doi: 10.24884/1682-6655-2014-13-1-83-99
- Патент РФ на изобретение № 2514110/27.04.2014. Миронов С.П., Крупаткин А.И., Кесян Г.А., Уразгильдеев Р.З., Дан И.М., Арсеньев И.Г. Способ определения степени метаболической зрелости гетеротопических оссификатов перед их хирургическим лечением. Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2514110C1_20140427?ysclid=lloz22zi55248599167
- Вековцев А.А., Тохириён Б., Слизовский Г.В., Позняковский В.М. Клинические испытания витаминно-минерального комплекса для лечения детей с травматологическим профилем // Вестник ВГУИТ. 2019. Т. 81, № 2. С. 147–153. doi: 10.20914/2310-1202-2019-2-147-153
- Дорохин А.И., Крупаткин А.И., Адрианова А.А., Худик В.И., Сорокин Д.С., Курышев Д.А., Букчин Л.Б. Закрытые переломы дистального отдела костей голени. Разнообразие форм и лечения (на примере старших возрастных групп). Ближайшие результаты // Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. 2021. Т. 3, № 1. С. 11–23. doi: 10.36425/rehab63615
- Baker W.B., Parthasarathy A.B., Busch D.R., Mesquita R.C., Greenberg J.H., Yodh A.G. Modified Beer-Lambert law for blood flow // Biomed Opt Express. 2014. Vol. 5, № 11. Р. 4053–75. doi: 10.1364/BOE.5.004053
- Bläsius F.M., Link B.C., Beeres F.J., Iselin L.D., Leu B.M., Gueorguiev B., Knobe M. Impact of surgical procedures on soft tissue microcirculation in calcaneal fractures: a prospective longitudinal cohort study // Injury. 2019. Vol. 50, № 12. Р. 2332–2338. doi: 10.1016/j.injury.2019.10.004
- Becker R.L., Siamwala J.H., Macias B.R., Hargens A.R. Tibia Bone Microvascular Flow Dynamics as Compared to Anterior Tibial Artery Flow During Body Tilt // Aerospace Medicine and Human Performance. 2018. Vol. 89, № 4. Р. 357–364. doi: 10.3357/amhp.4928.2018
- Pifferi A., Torricelli A., Taroni P., Bassi A., Chikoidze E., Giambattistelli E., Cubeddu R. Optical biopsy of bone tissue: a step toward the diagnosis of bone pathologies // J Biomed Opt. 2004. Vol. 9, № 3. Р. 474–80. doi: 10.1117/1.1691029
- Sekar S.V., Pagliazzi M., Negredo E., Martelli F., Farina A., Dalla Mora A., Lindner C., Farzam P., Perez-Alvarez N., Puig J., Taroni P., Pifferi A., Durduran T. In vivo, non-invasive characterization of human bone by hybrid broadband (600–1200 nm) diffuse optical and correlation spectroscopies // PLoS One. 2016. Vol. 11, № 12. Р. e0168426. doi: 10.1371/journal.pone.0168426
- Naslund J., Pettersson J., Lundeberg T., Linnarsson D., Lindberg L.G. Noninvasive continuous estimation of blood flow changes in human patellar bone // Med Biol Eng Comput. 2006. Vol. 44, № 6. Р. 501–9. doi: 10.1007/s11517-006-0070-0
- Siamwala J.H., Lee P.C., Macias B.R., Hargens A.R. Lower-body negative pressure restores leg bone microvascular flow to supine levels during head-down tilt // J Appl Physiol. 2015. Vol. 119, № 2. Р. 101–9. doi: 10.1152/japplphysiol.00028.2015
- Mateus J., Hargens A.R. Photoplethysmography for non-invasive in vivo measurement of bone hemodynamics // Physiol Meas. 2012. Vol. 33, № 6. Р. 1027–1042. doi: 10.1088/0967-3334/33/6/1027