Experimental modeling of deforming osteoarthrosis of the knee in small rodents


Cite item

Full Text

Abstract

The results of experimental work on modeling deforming osteoarthrosis of the knee joint in small rodents are presented. The pathogenetic basis of this process is a violation of the blood supply and the distribution of physiological load in the joint. Variants of rigid and non-rigid limb immobilization systems are proposed. The results of morphofunctional assessment are given, indicating a violation of the anatomical and histological structure of the metaphysis, pineal gland and metaepiphysis of the femur and tibia. The leading role in the development of deforming osteoarthritis of the knee belongs to the violation of the physiological distribution of the dynamic load on the joint, and the most vulnerable to the progression of this process are subchondral structures. Violation of regional blood circulation of the lower limb of the animal was achieved by crossing the femoral artery. Limb immobilization was carried out for 4 weeks. The results were evaluated by the severity of changes in the morphological structure of the operated joints and radiographic examination. The high mitotic activity of cellular elements, revealed as a result of histological examination in all groups of animals, indicates the rapid formation of vascular collaterals in rats. It was noted that with non-rigid immobilization of the joint with a plaster cast, the cartilaginous tissue of the articular surface becomes thinner, while the subchondral structures change slightly. With severe immobilization of the joint in the external fixation apparatus, significant changes are revealed precisely in the structure of subchondral structures. In animals subjected to a two-week rehabilitation period after dismantling the external fixation apparatus, a further progression of the pathological process was noted. Thus, with severe immobilization of the limb in the experiment, it was possible to obtain a stable joint deformation corresponding to the 3rd clinical and radiological stage of osteoarthritis.

About the authors

M O Sokolova

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

A V Komarov

Филиал № 2 425-го Военного госпиталя

Красноярск

A A Kokorina

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

D A Shakun

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

References

  1. Белевитин, А.Б. Использование аутологичных стволовых клеток для стимуляции артериогенеза при критической ишемии конечностей / А.Б. Белевитин [и др.] // Вестн. Росс. воен.-мед. акад. - 2008. - № 3 (23). - С. 176-179.
  2. Волотовский, А.И. Регенерация костной ткани в норме и при патологии: метод. рекомендации / А.И. Волотовский, Е.Р. Макаревич, В.Э. Чирак. - Минск: БГМУ, 2010. - 24 с.
  3. Захаров, К.И. Бихевиоральная терапия и цитофлавин в лечении деформирующего коксартроза у пациентов пожилого и старческого возраста / К.И. Захаров // Успехи геронтологии. - 2016. - Т. 29, № 5. - С.816- 821.
  4. Корнилов, Н.Н. Гонартроз и сходные с ним клинические состояния. Клинические рекомендации / Н.Н. Корнилов // Всеросс. конф. «Вреденовские чтения», 2013. - 31 с.
  5. Косинская, Н.С. Дегенеративно-дистрофические поражения костно-суставного аппарата (клиническая диагностика и экспертиза трудоспособности) / Н.С. Косинская. - Л.: Медгиз, 1961. - 245 с.
  6. Макушин, В.Д. Экспериментальное моделирование остеоартроза коленного сустава у собак. / В.Д. Макушин [и др.] // Биомедицина. - 2012. - № 3. - С. 108-115.
  7. Мухин, Н.А. Внутренние болезни / Н.А. Мухин, В.С. Моисеев, А.И. Мартынов. - М.: Гэотар-Медиа. - Т.1. - 2004. - 648 c.
  8. Пелешок, С.А. Основные направления создания искусственного хряща / С.А. Пелешок [и др.] // Клин. патофизиол. - 2018. - № 1 (24). - С. 29-38.
  9. Советников, Н.Н. Клеточные технологии и тканевая инженерия в лечении дефектов суставной поверхности / Н.Н. Советников [и др.] // Клин. практ. - 2013. - № 1. - С. 52-66.
  10. Соколова, Т.В. Роль гемодинамических факторов в формировании остеоартроза коленных и тазобедренных суставов: автореф. дис.. канд. мед. наук / Т.В. Соколова. - Ярославль: ЯГМА, 1999. - 27 с.
  11. Струков, А.И. Патологическая анатомия: учебник / А.И. Струков, В.В. Серов. - М.: Литтерра, 2010. - 848 с.
  12. Хоминец, В.В. Результаты ортотопической имплантации тканеинженерного эквивалента костной ткани на основе полилактидного матрикса и мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток / В.В. Хоминец [и др.] // Вестн. Росс. воен.-мед. акад. - 2016. - № 3 (55). - С. 105-112.
  13. Цурко, В.В. Остеоартроз: патогенез, клиника, лечение / В.В. Цурко [и др.] // Лечащий врач. - 2000. - № 11. - С. 6.
  14. Arden, N. Atlas of osteoarthritis. Second edition / N. Arden [et al.] // Springer Healthcare, a part of Springer Nature. - 2018. - 112 p.
  15. Davatchi, F. Mesenchymal stem cell therapy for knee osteoarthritis: 5 years follow-up of three patients / F. Davatchi [et al.] // Int. J. Rheum. Dis. - 2016. - № 19. - P. 219-225.
  16. European Convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposed from 18 march 1986 / EST № 123 // Strasbourg, 1986. - P. 13.
  17. Goldring, S.R. Clinical aspects, pathology and pathophysiology of osteoarthritis / S.R. Goldring [et al.] // Journal of musculoskeletal & neuronal interactions. - 2006. - № 6 (4). - P. 376-378.
  18. Gürer, B. A novel strategy for cartilage tissue engineering: Collagenase-loaded cryogel scaffolds in a sheep model / B. Gürer [et al.] // International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials. - 2018. - № 67. - P. 1-34.
  19. Jagodzinski, M. General principles for the regeneration of bone and cartilage / M. Jagodzinski [et al.] // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. - 2013. - № 130. - P. 69-88.
  20. Jo, C.H. Intra-articular injection of mesenchymal stem cells for the treatment of osteoarthritis of the knee: A proof-on-concept clinical trial / C.H. Jo [et al.] // Stem Cells. - 2014. - № 32. - P. 1254-1266.
  21. Lin, T.-H. Osteochondral Tissue Regeneration Using a Tyramine- Modified Bilayered PLGA Scaffold Combined with Articular Chondrocytes in a Porcine Model / T.-H. Lin [et al.] // Int. J. Mol. Sci. - 2019. - № 20. - P. 326.
  22. Moran, C.J. Restoration of Articular Cartilage / C.J. Moran [et al.] // The Journal of Bone & Joint Surgery. - 2014. - № 96 (4). - P. 336-344.
  23. Shimomura, K. Next Generation Mesenchymal Stem Cell (MSC) - Based Cartilage Repair Using Scaffold-Free Tissue Engineered Constructs Generated with Synovial Mesenchymal Stem Cells / K. Shimomura [et al.] // Cartilage. - 2015. - № 6 (2). - P. 13-29.
  24. Stockwell, R.A. Chondrocytes / R.A. Stockwell // Journal of clinical Pathology. - 1978. - № 12. - P. 7-13.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Sokolova M.O., Komarov A.V., Kokorina A.A., Shakun D.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a 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».