Сравнительная характеристика химического состава костной ткани мыщелков бедренной кости в норме и при деформирующем артрозе
- Авторы: Ихалайнен ЕС1, Гайворонский ИВ1,2, Хоминец ВВ1, Семенов АА1, Фандеева ОМ1
-
Учреждения:
- Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
- Санкт-Петербургский государственный университет
- Выпуск: Том 20, № 2 (2018)
- Страницы: 177-181
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1682-7392/article/view/12318
- DOI: https://doi.org/10.17816/brmma12318
- ID: 12318
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.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб 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. Кироваsemfeodosia82@mail.ru
О М Фандеева
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Список литературы
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- Kay, M.I. Crystal structure of hydroxyapatite / M.I. Kay [at al.] // Nature. - 1964. - Vol. 204. - P. 1050-1052.
- 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.
- 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.
- 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.