916

Голованова О.А., Лемешева С.А. , Городилов Р. В., Блинов В. И.
Исследование состава костной ткани при коксартрозе

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ КОКСАРТРОЗЕ

RESEARCH OF THE COMPOSITION OF A BONE TISSUE AT KOXARTHROS

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      О.А. Голованова1, С.А. Лемешева 1, Р. В. Городилов2, В. И. Блинов1

A. Golovanova1,S.A.Lemesheva1, Р. V. Gorodilov2, V. I. Blinov1

 

1Department of Chemistry, Omsk State University, Omsk, Russia;

Golovanoa2000@mail.ru, s_lemesheva@mail.ru

2Оmsk State Medical Academy, Omsk, Russia; ogmapath@mail.ru

 

The question on structure of a bone tissue of the person and mechanisms of its mineralization is still debatable. The given research is devoted to the study of structure of a bone tissue at koxarthros. By methods X-ray and Infrared spectroscopy it is established that the crystal phase of a bone is presented by the hydroxyapatatite of the bad crystallization and collagen which performs an important role in its formation. The degree of crystallization of the investigated samples is various and is determined by a number of factors. The mineral’s stochiometrie composihion decreases at koxarthros.

 

В настоящее время ведутся комплексные исследования по изучению минерализации, протекающей в живых организмах. Особенно актуальным является изучение особенностей состава минералов физиогенной природы (кости и зубы), которые выполняют важную роль в поддержании жизнедеятельности организма. Так, нарушение функционирования и механизмов костеобразования приводит к развитию различных костно-суставных заболеваний, патологической кальцификации органов и тканей. Кроме того, результаты таких работ очень важны при разработке биосовместимых материалов – керамики, цементов, нанокомпозитов [1].

Среди ортопедических заболеваний, приводящих человека к длительной нетрудоспособности (7-8% случаев – данные 2002 г. [2]) или ее утрате является артроз тазобедренного сустава (коксартроз) – дегенеративное поражение структуры гиалинового хряща, костной ткани сустава, следствием которого является его полная деформация. В последующем такой «безжизненный» сустав заменяют иплатантом.

Целью настоящего исследования является изучение особенностей кристаллической фазы костной ткани человека при деформирующем коксартрозе.

Материалом для исследований послужила ткань головки бедренной кости (суставной головки) больных коксартрозом людей разного пола в возрасте 40-70 лет, проживающих в  г. Омске. Суставы удалены при тотальном эндопротезировании на III стадии заболевания. На этапе пробоподготовки  осуществлялась визуальная оценка степени пораженности хряща и костной ткани суставной головки, получение горизонтальных или фронтальных срезов, их измельчение и высушивание (при комнатной температуре, при 100 0С – 60, 120 и 180 мин).   Следует отметить, что для артрозных костей характерна высокая твердость, поэтому для получения срезов применялась пила по металлу.

Изучение структуры костных образцов проводилось методами РФА (ДРОН-3) и ИК-спектроскопии  (Фурье-спектрометр «Perkin»).

Рентгенофазовый анализ проб, высушенных в комнатных условиях показал, что кристаллическую структуру костной ткани составляет плохоокристаллизованный карбонатсодержащий гидроксилапатит (Са10-х-у/2(НРО4)х(СО3)у(РО4)6-х-у(ОН)2-х [3]). Кроме того, дифрактограммы образцов прокаленных при 100 0С отличаются от предыдущих, наличием более четких рефлексов, что свидетельствует о потере кристаллизационной воды (достаточно 60 минут), а, следовательно большей окристаллизованности минерала. Аморфная компонента, определяющая низкую кристалличность апатита, дает широтную полосу на дифрактограмме в области от 10.8 до 16.8 Q. Следует отметить, что соотношение рассматриваемых фаз (степень кристалличности) для разных образцов различно и зависит от многих факторов (стадии заболевания, сопутствующих патологий, возраста пациента, характера его питаний и образа жизни и т.д.).

Результаты ИК-спектроскопии  подтверждают описанный выше состав костной ткани. Так, на наличие РО43- и СО32- указывают полосы их поглощений, а белковой компоненты – четкие пики С=О и N-Н-связей. Кроме того, при сравнении ИК-спектров проб одного образца, предположительно можно утверждать, что стехиометричность гидроксилатита при коксартрозе понижается. Так в верхней, более поврежденной пластинке отношение интенсивностей поглощений СО32-/РО43- = 3:1, РО43-/N-H = 1,5:1; в средней пластике – 1:9, РО43-/N-H = 1:2, по литературным данным это отношение СО32-: РО43- имеет постоянную величину и равно 1:7 [4].

Таким образом,  на основании данных РФА и ИК-спектроскопии можно сделать вывод, что в патогенезе рассматриваемого заболевания происходит изменение состава костной ткани суставной головки: большая часть фосфатных ионов замещается карбонат-ионами, наблюдается уменьшение содержания белковой составляющей.

  1. TenHuisen K.S., Martin R.I. // Biomed. Mater. Res., 1995, 29, 803-810.
  2. Сидоренко О.А. Социально-гигиенические особенности заболеваемости и оценка эффективности больных с патологией крупных суставов. Авт. дис. канд. мед. наук – Новосибирск, 2002, 23 с.
  3. Suchanek W., Yoshimura M.J. Mater/ Res., 1998, 13, 94-117.
  4. Русаков А.В. Патологическая анатомия болезней костной системы М.: Медгиз, 1959.