Сравнительная характеристика химического состава костной ткани мыщелков бедренной кости в норме и при деформирующем артрозе


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлен сравнительный анализ химического состава медиального и латерального мыщелков бедренной кости в норме и при деформирующем артрозе III степени. Установлено, что при деградации костной ткани бедренной кости от поверхности в глубину наблюдаются снижение кристалличности, количественное и качественное изменения органического костного матрикса, в частности снижение доли белковой составляющей, изменение фазового неорганического состава, повышенная степень замещения кальция в гидроксиапатите на ионы других металлов. Причем наиболее резкие изменения наблюдаются в костной ткани, расположенной вблизи патологически деформированных участков. Показано, что данные для нормальной костной ткани латерального и медиального мыщелков одного образца отличаются, что может быть вызвано разной степенью нагрузки на сами мыщелки в процессе жизнедеятельности организма, обусловленной несимметричностью и различной формой их суставных поверхностей. При деформирующем артрозе в поверхностном слое костной ткани возрастает концентрация кальция и ряда других металлов, в то время как доля белковой составляющей снижается. Выявлено, что в поражённой кости происходит замещение фосфатных тетраэдров карбонат-ионами, а также замещение катионов двухвалентного кальция ионами других металлов, таких как медь и марганец, и особенно катионами трехвалентного железа. Это нарушает общую структуру кристаллической решётки гидроксиапатита и влияет на биомеханические свойства поверхности, в частности снижение трофики и упругости поверхности. В остеофитных пробах происходит частичная замена фосфатных групп на карбонатные группы. Изоморфные структурные замещения, вызванные отложением кристаллических примесей, приводят к изменению соотношения концентраций кальция и фосфора. Чрезмерное отложение солей кальция приводит к образованию остеофитов.

Об авторах

Е С Ихалайнен

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

И В Гайворонский

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова; Санкт-Петербургский государственный университет

В В Хоминец

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

А А Семенов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

semfeodosia82@mail.ru

О М Фандеева

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Список литературы

  1. Брик, А.Б. Биоминералогические подходы к изучению изо- морфных замещений и мест локализации примесей в наноразмерных подсистемах эмали и дентина зубов / А.Б. Брик [и др.] // Минералогич. журн. - 2008. - Т. 30. - С. 13-25.
  2. Гайворонский, И.В. Вариантная анатомия и морфометриче- ская характеристика мыщелков большеберцовой кости взрослого человека / И.В. Гайворонский [и др.] // Морфолог. науки и клин. мед. - СПб., 2015. - С. 44-47.
  3. Лемешева, С.А. Состав и структура костных тканей человека как отражение процессов патогенной минерализации при коксартрозе / С.А. Лемешева [и др.] // Вестн. Ом. ун-та. - 2010. - № 2. - С. 106-112.
  4. Накоскин, А.Н. Изменения биохимического состава бедренной кости у людей разного возраста / А.Н. Накоскин [и др.] // Проблемы старения и долголетия. - 2008. - Т. 17. - С. 21-26.
  5. Старостенко, Н.В. Замещение кальция и фосфора на пра- зеодим и кремний в структуре гидроксиапатита / Н.В. Старостенко [и др.] // Журн. неорган. химии. - 2012. - Т. 57. - С. 1274-1277.
  6. Chappard, С. Analysis of hydroxyapatite crystallites in subchondral bone by Fourier transform infrared spectroscopy and powder neutron diffraction methods / C. Chappard [at al.] // Comptes Rendus Chimie. - 2015. - Vol. 19. - P. 1625-1630.
  7. Cardoso, D.A. Synthesis and application of nanostructured calcium phosphate ceramics for bone regeneration / D.A. Cardoso [at al.] // J. Biomed. Mater. Res. Part B. - 2012. - P. 2316-2326.
  8. Chandramohan, D. Contribution of Biomaterials to Orthopaedics as Bone Implants - A Review / D. Chandramohan [at al.] // International Journal of Materials Science. - 2010. - Vol. 5. - P. 399-409.
  9. Dorozhkin, S.V. Biological and Medical Significance of Calcium Phosphates / S.V. Dorozhkin [at al.] // Angew. Chem. Int. Ed. - 2002. - Vol. 41. - P. 3130-3146.
  10. Jenssen, H. Antimicrobial peptides on calcium phosphate-coated titanium for the prevention of implant-associated infections / H. Jenssen [at al.] // Biomaterials. - 2010. - Vol. 31. - P. 9519-9526. 180 2 (62) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Экспериментальные исследования
  11. Kay, M.I. Crystal structure of hydroxyapatite / M.I. Kay [at al.] // Nature. - 1964. - Vol. 204. - P. 1050-1052.
  12. Nacarino-Meneses, С. Multidisciplinary characterization of the long-bone cortex growth patterns through sheep’s ontogeny / C. Nacarino-Meneses [at al.] // Journal of Structural Biology. - 2015. - Vol. 191. - P. 1-9.
  13. Rao, D.V. Synchrotron-based XRD from rat bone of different age groups / D.V. Rao [at al.] // Materials Science and Engineering C. - 2017. - № 74. - P. 207-218.
  14. Schaffler, M.B. Age-related changes in physicochemical properties of mineral crystals are related to impaired mechanical function of cortical bone / M.B. Schaffler [at al.] // Bone. - 2004. - Vol. 34. - P. 443-453.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Ихалайнен Е.С., Гайворонский И.В., Хоминец В.В., Семенов А.А., Фандеева О.М., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».