Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу

Наиболее значимым фактором, который способен влиять на механическую прочность кости есть переломы. Травма приводит к нарушению целостности кровеносных сосудов, мышц, кожных покровов. Последовательность процессов, приводящих к восстановлению кости условно разделен на стадии, переходя друг в друга пр...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2013
Hauptverfasser:	Буштрук, А.М., Ткач, Г.Ф., Погорєлов, М.В., Сікора, В.З., Дейнека, В.М., Бумейстер, В.І.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Кримський науковий центр НАН України і МОН України 2013
Schriftenreihe:	Таврический медико-биологический вестник
Schlagworte:	Оригинальные статьи
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74278
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу / А.М. Буштрук, Г.Ф. Ткач, М.В. Погорєлов, В.З.Сікора, В.М. Дейнека, В.І. Бумейстер // Таврический медико-биологический вестник. — 2013. — Т. 16, № 1, ч. 1 (61). — С. 40-45. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-74278
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-742782025-02-09T22:50:21Z Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу Механические свойства костей животных молодого возраста в динамике репаративного остеогенеза Mechanical characteristics of young animals’bones in dynamics of reparative Буштрук, А.М. Ткач, Г.Ф. Погорєлов, М.В. Сікора, В.З. Дейнека, В.М. Бумейстер, В.І. Оригинальные статьи Наиболее значимым фактором, который способен влиять на механическую прочность кости есть переломы. Травма приводит к нарушению целостности кровеносных сосудов, мышц, кожных покровов. Последовательность процессов, приводящих к восстановлению кости условно разделен на стадии, переходя друг в друга приводят к образованию функционально полноценной ткани, которая замещает утраченную. При этом прочность кости меняется в зависимости от срока репаративного остеогенеза, однако даже при гистологическом восстановлении строения органа, его прочность остается менее в нетравмированных участках. Поэтому целью нашей работы было комплексное изучение параметров прочности большеберцовых костей животных подсосного, инфантильного и ювенильного возрастов. В результате проведенного эксперимента установлено, что травма приводит к значительной потере параметров прочности большеберцовых костей животных раннего возраста. Наиболее выраженные изменения наблюдаются для показателей прочности на сжатие и изгиб в латеральном направлении. Прочность на растяжение и модуль Юнга имеют менее выраженную реакцию на травму органа. При этом образование регенерата приводит к постепенному восстановлению свойств большеберцовых костей, однако даже при гистологическом восстановлении строения органа, параметры прочности значительно отличаются от контрольных показателей. The most significant factor among those affectingthe mechanical strength of the bone is fractures. A fracture causes raptures of the continuity of blood vessels, muscles and skin. These quence of the bone regeneration processes is conventionally divided into particular periods that step by step lead to full-functional tissue formation and replacement of the damaged tissue. Therefore, the bone strength varies depending on the reparative osteois period. However, even in case of histologic reparation of the organ structure, the bone strength is lower comparing to the undamaged surfaces. Our goal was a comprehensive research of the shinbonestrength in sucking, infantine and juvenile animals. The research results have shown that any fracture causes a significant reduction of the shinbone strength in young animals. The most obvious changes are observed in the strength data at crush and bend inthe lateral direction. The strength parameters on bend and Young’s modulus are less dependent on the organ trauma. Here, the reclaim formation leads to gradual reparation of the strength of shin bones, but even in case of histologic reparation of the organ structure the strength levels are significantly different from the control figures. 2013 Article Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу / А.М. Буштрук, Г.Ф. Ткач, М.В. Погорєлов, В.З.Сікора, В.М. Дейнека, В.І. Бумейстер // Таврический медико-биологический вестник. — 2013. — Т. 16, № 1, ч. 1 (61). — С. 40-45. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. 2070-8092 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74278 611.018.4:612.753-053 uk Таврический медико-биологический вестник application/pdf Кримський науковий центр НАН України і МОН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Оригинальные статьи Оригинальные статьи
spellingShingle	Оригинальные статьи Оригинальные статьи Буштрук, А.М. Ткач, Г.Ф. Погорєлов, М.В. Сікора, В.З. Дейнека, В.М. Бумейстер, В.І. Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу Таврический медико-биологический вестник
description	Наиболее значимым фактором, который способен влиять на механическую прочность кости есть переломы. Травма приводит к нарушению целостности кровеносных сосудов, мышц, кожных покровов. Последовательность процессов, приводящих к восстановлению кости условно разделен на стадии, переходя друг в друга приводят к образованию функционально полноценной ткани, которая замещает утраченную. При этом прочность кости меняется в зависимости от срока репаративного остеогенеза, однако даже при гистологическом восстановлении строения органа, его прочность остается менее в нетравмированных участках. Поэтому целью нашей работы было комплексное изучение параметров прочности большеберцовых костей животных подсосного, инфантильного и ювенильного возрастов. В результате проведенного эксперимента установлено, что травма приводит к значительной потере параметров прочности большеберцовых костей животных раннего возраста. Наиболее выраженные изменения наблюдаются для показателей прочности на сжатие и изгиб в латеральном направлении. Прочность на растяжение и модуль Юнга имеют менее выраженную реакцию на травму органа. При этом образование регенерата приводит к постепенному восстановлению свойств большеберцовых костей, однако даже при гистологическом восстановлении строения органа, параметры прочности значительно отличаются от контрольных показателей.
format	Article
author	Буштрук, А.М. Ткач, Г.Ф. Погорєлов, М.В. Сікора, В.З. Дейнека, В.М. Бумейстер, В.І.
author_facet	Буштрук, А.М. Ткач, Г.Ф. Погорєлов, М.В. Сікора, В.З. Дейнека, В.М. Бумейстер, В.І.
author_sort	Буштрук, А.М.
title	Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу
title_short	Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу
title_full	Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу
title_fullStr	Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу
title_full_unstemmed	Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу
title_sort	механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу
publisher	Кримський науковий центр НАН України і МОН України
publishDate	2013
topic_facet	Оригинальные статьи
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74278
citation_txt	Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу / А.М. Буштрук, Г.Ф. Ткач, М.В. Погорєлов, В.З.Сікора, В.М. Дейнека, В.І. Бумейстер // Таврический медико-биологический вестник. — 2013. — Т. 16, № 1, ч. 1 (61). — С. 40-45. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.
series	Таврический медико-биологический вестник
work_keys_str_mv	AT buštrukam mehaníčnívlastivostíkístoktvarinmolodogovíkuvdinamícíreparativnogoosteogenezu AT tkačgf mehaníčnívlastivostíkístoktvarinmolodogovíkuvdinamícíreparativnogoosteogenezu AT pogorêlovmv mehaníčnívlastivostíkístoktvarinmolodogovíkuvdinamícíreparativnogoosteogenezu AT síkoravz mehaníčnívlastivostíkístoktvarinmolodogovíkuvdinamícíreparativnogoosteogenezu AT deinekavm mehaníčnívlastivostíkístoktvarinmolodogovíkuvdinamícíreparativnogoosteogenezu AT bumeisterví mehaníčnívlastivostíkístoktvarinmolodogovíkuvdinamícíreparativnogoosteogenezu AT buštrukam mehaničeskiesvoistvakosteiživotnyhmolodogovozrastavdinamikereparativnogoosteogeneza AT tkačgf mehaničeskiesvoistvakosteiživotnyhmolodogovozrastavdinamikereparativnogoosteogeneza AT pogorêlovmv mehaničeskiesvoistvakosteiživotnyhmolodogovozrastavdinamikereparativnogoosteogeneza AT síkoravz mehaničeskiesvoistvakosteiživotnyhmolodogovozrastavdinamikereparativnogoosteogeneza AT deinekavm mehaničeskiesvoistvakosteiživotnyhmolodogovozrastavdinamikereparativnogoosteogeneza AT bumeisterví mehaničeskiesvoistvakosteiživotnyhmolodogovozrastavdinamikereparativnogoosteogeneza AT buštrukam mechanicalcharacteristicsofyounganimalsbonesindynamicsofreparative AT tkačgf mechanicalcharacteristicsofyounganimalsbonesindynamicsofreparative AT pogorêlovmv mechanicalcharacteristicsofyounganimalsbonesindynamicsofreparative AT síkoravz mechanicalcharacteristicsofyounganimalsbonesindynamicsofreparative AT deinekavm mechanicalcharacteristicsofyounganimalsbonesindynamicsofreparative AT bumeisterví mechanicalcharacteristicsofyounganimalsbonesindynamicsofreparative
first_indexed	2025-12-01T13:49:54Z
last_indexed	2025-12-01T13:49:54Z
_version_	1850314059211079680
fulltext	ТАВРИЧЕСКИЙ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК2013, том 16, №1, ч.1 (61) УДК 611.018.4:612.753–053 © Колектив авторів, 2013. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КІСТОК ТВАРИН МОЛОДОГО ВІКУ В ДИНАМІцІ РЕПАРАТИВНОГО ОСТЕОГЕНЕЗУ А. м. буштрук, Г. ф. Ткач, м. В. погорєлов, В. З. Сікора, В. м. Дейнека, В. і. бумейстер Кафедра анатомії людини (зав. — д. мед. н., проф.. Сікора В. З.), Сумський державний університет, 40007, Україна, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2. E-mail: pogorelov_max@mail.ru Mechanical characTerisTics oF yoUng aniMals’ Bones in dynaMics oF reparaTive osTeogenesis a. M. Bushtruk, g. F. Tkach, M. v. pogoryelov, v. z. sikora, v. M. deineka, v. i. Bumeister SUMMARy The most significant factor among those affectingthe mechanical strength of the bone is fractures. A fracture causes raptures of the continuity of blood vessels, muscles and skin. These quence of the bone regeneration processes is conventionally divided into particular periods that step by step lead to full-functional tissue formation and replacement of the damaged tissue. Therefore, the bone strength varies depending on the reparative osteois period. However, even in case of histologic reparation of the organ structure, the bone strength is lower comparing to the undamaged surfaces. Our goal was a comprehensive research of the shinbonestrength in sucking, infantine and juvenile animals. The research results have shown that any fracture causes a significant reduction of the shinbone strength in young animals. The most obvious changes are observed in the strength data at crush and bend inthe lateral direction. The strength parameters on bend and young’s modulus are less dependent on the organ trauma. Here, the reclaim formation leads to gradual reparation of the strength of shin bones, but even in case of histologic reparation of the organ structure the strength levels are significantly different from the control figures. мЕхАНИчЕСКИЕ СВОЙСТВА КОСТЕЙ ЖИВОТНЫх мОЛОДОГО ВОЗРАСТА В ДИНАмИКЕ РЕпАРАТИВНОГО ОСТЕОГЕНЕЗА А. м. буштрук, Г. ф. Ткач, м. В. погорелов, В. З. Сикора, В. м. Дейнека, В. И. бумейстер РЕЗюМЕ Наиболее значимым фактором, который способен влиять на механическую прочность кости есть переломы. Травма приводит к нарушению целостности кровеносных сосудов, мышц, кожных покровов. Последовательность процессов, приводящих к восстановлению кости условно разделен на стадии, переходя друг в друга приводят к образованию функционально полноценной ткани, которая замещает утраченную. При этом прочность кости меняется в зависимости от срока репаративного остеогенеза, однако даже при гистологическом восстановлении строения органа, его прочность остается менее в нетравмированных участках. Поэтому целью нашей работы было комплексное изучение параметров прочности большеберцовых костей животных подсосного, инфантильного и ювенильного возрастов. В результате проведенного эксперимента установлено, что травма приводит к значительной потере параметров прочности большеберцовых костей животных раннего возраста. Наиболее выраженные изменения наблюдаются для показателей прочности на сжатие и изгиб в латеральном направлении. Прочность на растяжение и модуль юнга имеют менее выраженную реакцию на травму органа. При этом образование регенерата приводит к постепенному восстановлению свойств большеберцовых костей, однако даже при гистологическом восстановлении строения органа, параметры прочности значительно отличаются от контрольных показателей. Ключові слова: репаративний остеогенез, вік, міцність кісток. Скелет є важливою частиною тіла та є важ- ливою складовою як з метаболічному, так і в біо- механічному плані. Кісткова тканина відноситься до сполучних тканин та відрізняється від останьої меншою регідністю та більшою механічною стій- кістю. Дані характеристики кістки забезпечуються за рахунок імпрегнації колагенового матриксу міне- ральними солями та залежать від функціонування неколагенових протеїнів. Завдяки високій міцності кістки скелета забезпечують підтримку тіла в про- сторі та його форму, захищають м’які тканини від механічних ушкоджень, є вмістилищем червоного кісткового мозку та забезпечують переміщення тіла в просторі [4]. Завдяки процесам ремоделювання, кістка є самовідновлюючою системою, що змінює форму, масу та біомеханічні властивості у відпо- відності до зовнішніх механічних навантаженнь протягом всього періоду життя [1]. Разом з цим відмічається зміна хімічного складу, особливо іонів кальцію та фосфору та колегену, як органічної осно- ви кісткового матриксу. Всі ці зміни обумовлюють механічні властивості кістяка, дослідженню яких у віковому аспекті присвячена значна кількість робіт [11, 14]. На даний час недостатньо даних щодо міцності кісток скелета плода. Проте McPherson та співавто- ри встановили, що модуль Юнга плода становить біля 4 ГПа, в той час як при народженні — 28,8 ГПа, що становить лише третину відповідного показника кортикальної пластинки стегнової кістки дитини віком 12 років. Відмінності будови кісток черепа новонароджених дозволяє уникнути переломів та 40 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ тріщин під час проходження головки через родові шляхи. При цьому мінеральна насиченість кісток черепа новонародженого відповідає такій у віці 5 років [12]. Рядом авторів проводилось визначення модуля пружності кортикальної пластинки стегнової кіст- ки плодів віком 19 та 26 тижнів. Використовуючи метод наноіндентометрії, автори встановили, що внутрішня поверхня кістки має більший модуль пружності, ніж зовнішня. При цьому даний по- казник у 4–8 разів менший, ніж у кістковій тканині дорослої людини [12]. Currey та співавтори провели дослідження міцності на згин стегнових кісток людей у віці 2–48 років. Авторами проведене визначення модуля пружності, міцності на згин та вигин зразка перед руйнацією. Встановлено, що модуль пружності різко зростає з віком, при цьому тривкість на згин зростає повільно в перші роки життя. З іншого боку, вигин зразка перед руйнацією значно зменшується з віком. Дані зміни зумовлені головним чином зміною міне- ралізації кісток — зростання ступеню кальцифікації призводить до зменшення поглинання енергії та зростанню тривкісних властивостей органу. Подібні дані отримані також для кісток лабораторних щурів та собак [8, 9, 10]. Дослідження McCalden показали, що у віці від 20 до 95 років значно зменшується міцність на розрив — від 120 Мпа до 65 Мпа, межа де- формації — від 3,5 % до 1 %. При цьому модуль Юнга досліджуваних зразків коливався в межах від 11 до 20 Гпа та не мав відмінностей в різні вікові періоди [7]. Currey та співавтори показали при цьому суттєве зменшення поглинання енергії удару на зразках стегнових кісток особин у віці від 2 до 96 років. Автори пояснюють даний феномен зростанням пористості кісток у людей похилого віку та зменшення відсотку органічної складової. Автором також доведено що робота руйнування при статистичних та димамічних навантаженням змен- шується в однаковій мірі з віком. ZiouposandCurrey, вивчаючи механічні властивості колагена, довели, що з віком тривкість ланцюгів формоутворюючого білка кістки зменшується [13]. Загалом, за даними більшості досліджень, кіст- ки дорослої людини мають більш значну тривкість при вигині у порівнянні з молодоми особинами. У людей похилого віку відбувається зменшення міцності на розрив та понижується ударна в’язкість кісткової тканини. Загалом, міцність кістки має пряму залежність від її мінералізації. При цьому, модуль Юнга та еластичність кістки залежать в біль- шій мірі від стану колегенових білків органа [5, 6]. Проте, найбільш значущим чинником, який здатний впливати на механічну тривкість кістки є переломи. Травма призводить до порушення цілісності кровоносних судин, м'язів, шкірних покривів. Послідовність процесів, що призводять до відновлення кістки умовно поділено на стадії, які переходячи одна в одну призводять до утво- рення функціонально повноцінної тканини, яка заміщує втрачену [3]. При цьому тривкість кістки змінюється в залежності від терміну репаративного остеогенеза, проте навіть за умов гістологічного відновлення будови органа, її міцність залишається меншою ніж у нетравмованих ділянках. За даними Дєдух Н. В. та співавторів, повне відновлення міц- ності травмованої кістки спостерігається лише черз 18–24 місяці після нанесення травми [2]. При цьому, в літературі відсутні дані щодо динаміки змін параметрів міцності кісток скелета у тварин різних вікових груп, особливо молодого віку в динаміці репаративного остеогенезу. Тому метою нашої роботи було комплексне вивчення параметрів міцності великогомілкових кісток тварин підсосного, інфантильного та юве- нільного віку. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ Вивченняособливостеймеханічних параметрів було проведено на 72 білих лабораторних щу- рах самцях підсосного (15 днів), інфантильного (30 днів) та ювенільного віку (80 днів). Всі тварини були поділені на 2 серії — контр- ольну та експериментальну.Контрольну серію тва- рин склали інтактні щурі зазначених вікових груп по 6 тварин в кожній. Тваринам експериментальної серії (54 щура трьох вікових груп) в умовах стерильної опера- ційної наносився дірчастий дефект з медіальної поверхні тіла середньої третини великогомілкової кістки. Травма була виконана в місці, де відсутні м`язи та магістральні судини, для зменшення за- гального травматизму. Дефект наносився стомато- логічним бором діаметром 1 мм під кетаміновим наркозом (10 мг/кг). Операційну рану зашивали, тварин виводили з наркозу та утримували в стаці- онарних умовах віварію. Щурів експериментальної серії виводили з екс- перименту через 10, 15 та 24 доби після перелому, що відповідає стадіям диференціювання клітин, ре- організації тканинних структур та ремоделювання за Корж А. А., Дєдух Н. В. Для дослідження тривкісних властивостей виділяли великогомілкову кістку з дефектом та проводили визначення тривкості на розрив, згин і стиск. Визначення механічних властивостей кісток проводили в усі терміни спостереження в експери- ментальній серії тварин (10, 15 та 24 доба). РЕЗУЛЬТАТИ ТА Їх ОбГОВОРЕННЯ Вивчаючи параметри міцності кістки тварин підсосного віку відмічається значне зменшення межі тривкості на стискання. Різниця з контролем через 10 днів складає 26,75 % (р≤0,05), що харак- 41 ТАВРИЧЕСКИЙ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК2013, том 16, №1, ч.1 (61) теризує низьку стійкість кістки до навантажень у вертикальному напрямі. При цьому формування тканиноспецифічних структур та початок кальцифі- кації на 15 добу призводять до зменшення різниці з контролем, яка складає 18,54 % (р≤0,05). На 24 добу спостереження різниця з контролем становить лише 9,66 % (р≤0,05), що свідчить про початок відновлен- ня дефекту кістки та заміщення грубоволокнистої кістки на пластинчасту у відповідності до векторів діючих навантажень. Висока еластичність молодої кістки, а також наявність сполучнотканинної складової ново- сформованого регенерату обумовлює незначне зменшення тривкості на розтягнення. Відповідно строкам спостереження різниця з контролем складає лише 19,65 % (р≤0,05), 12,34 % (р≤0,05) та 11,59 % (р≤0,05). При цьому видно значне покращання механічної стійкості кістки через 15 та 24 доби, що свідчить про швидке формування регенерату у тварин підсосного віку. Еластичний компонент кісткової тканини обу- мовлює незначне зменшення міцності на згин. При цьому згин у передньо-задньому напрямі призво- дить до незначної деформації кістки. Межа міцності при цьому зменшується через 15 днів на 11,75 % (р≤0,05). В наступні терміни спостереження різниця з контролем зменшується та становить лише 9,55 % (р≤0,05) та 7,47 % (р≤0,05). При цьому навантажен- ня на кістку в латеральному напрямі призводить до більш значної втрати міцності під час проті- кання репаративного остеогенезу. Через 10 днів після травми відбувається зменшення межі міцності на згин на 14,81 % (р≤0,05). На відміну від наван- таження у передньо-задньому напрямі, через 15 та 24 дні спостереження не відбувається швидкого відновлення межі міцності на згин у латеральному напрямі, що підтверджує гіпотезу про особливості мікроскопічної будови кісткової тканини, направ- леної на стійкість до горизонтального вектору сил (рис. 1). Різниця з контролем при цьому становить відповідно 13,87 % (р≤0,05) та 10,66 % (р≤0,05). Модуль Юнга та жорсткість поперечного перети- ну є теоретичними величинами, які характеризують стійкість матеріалу до дії зовнішніх сил, а саме здат- ність до деформації. Модуль Юнга тварин підсосного віку значно менший за контроль через 10 днів після травми. Різниця при цьому складає 14,87 % (р≤0,05). Проте через 15 та 24 доби після нанесення перелому модуль Юнга поступово відновлюється, але залиша- ється меншим за контрольні показники відповідно на 11,29 % (р≤0,05) та 9,12 % (р≤0,05). Жорсткість поперечного перетину зменшується у меншій мірі, ніж модуль Юнга, проте різниця з контролем через 10 днів після травми складає 12,77 % (р≤0,05). Через 15 та 24 доби різниця зменшується та складає лише 9,42 % (р≤0,05) та 7,64 % (р≤0,05). Динаміка змін параметрів міцності кісток тва- рин інфантильного віку відповідає таким для щурів підсосного віку. Так, межа міцності на стискання зменшується через 10 днів після травми на 25,19 % (р≤0,05). Проте через 15 днів від початку експери- менту різниця з контролем складає лише 17,29 % (р≤0,05), що свідчить про початок формування кісткової тканини в місці травми. Не зважаючи на завершення терміну відновлення втраченої тка- нини, через 24 доби після нанесення травми межа Рис. 1 Динаміка межі міцності великогомілкової кістки тварин підсосного віку різні терміни репа- ративного остеогенезу (згин п/з н — згин у передньо-задньому напрямі; згин б. н. — згин у бічному напрямі) 42 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ міцності на стискання є меншою за контрольні по- казники на 11,73 % (р≤0,05). Як і в попередній віковій групі, межа тривкос- ті на розтягення зменшується в меншій мірі, ніж на стискання. При цьому відмічається достатньо швидке відновлення досліджуваного параметру наприкінці експерименту. Так, різниця з контролем складає через 10 днів 17,33 % (р≤0,05), через 15– 13,09 % (р≤0,05) та через 24 — лише 10,62 % (р≤0,05). Тривкість на згин у передньо-задньому напрямі через 10 днів після травми менша за тривкість не- ушкодженої кістки на 13,75 % (р≤0,05) та достатньо швидко відновлюється. Вже через 15 днів після на- несення дефекту різниця з контролем складає лише 10,24 % (р≤0,05), а через 24 доби — 6,92 % (р≤0,05), що свідчить про значну роль еластичного компо- ненту у формуванні механізмів тривкості на згин. Аналогічний показник з бічним навантаженням змінюється у більш значній мірі, проте різниця з контролем є меншою, ніж для тривкості на стискан- ня та розтягнення. Через 10 днів після травми трив- кість на згин у бічному напрямі менша за контроль на 15,01 %, через 15 — на 13,89 % (р≤0,05) та через 24 доби — на 11,27 % (р≤0,05). При цьому звертає на себе увагу низька швидкість відновлення трив- кості на згин у бічному напрямі у порівнянні з дією сил у передньо-задньому напрямі. Модуль Юнга кісткової тканини тварин інфан- тильного віку значно змінюється при нанесенні механічної травми (рис. 2). Так, через 10 днів після початку процесів регенерації дана величина менша за контроль на 16,09 % (р≤0,05). Відновлення вели- чини модуля Юнга пошкоджених кісток відбува- ється поступово і на 15 день регенерації різниця з контролем становить 13,25 % (р≤0,05). В подальшому відбувається більш стрімке змен- шення різниці з контролем і на 24 добу вона складає лише 9,33 % (р≤0,05). Жорсткість поперечного пере- тину, на відміну від попереднього показника змен- шується незначно, проте відновлення відбувається значно повільніше (рис. 2). Так, різниця з контролем відповідно термінам спостереження складає 12,55 % (р≤0,05), 11,49 % (р≤0,05) та 9,17 % (р≤0,05). У тварин ювенільного віку межа міцності на стискання зменшується через 10 днів після на- несення травми на 21,39 % (р≤0,05). Не зважаючи на значну різницю з контролем, вона є все таки мен- шою, ніж у тварин підсосного та інфантильного віку. В подальшому відбувається повільне відновлення межі тривкості на стискання і різниця з контролем через 15 днів становить 15,23 % (р≤0,05) та через 24 доби — 10,46 % (р≤0,05). Таким чином, формуван- ня кісткового мозолю супроводжується поступовим відновленням міцності кісток на стискання, хоча навіть через 24 дні після травми вона є значною. Переважання ролі еластичного компонента у формуванні межі міцності на розтягнення при- зводить до меншої втрати даного виду тривкості під час протікання репаративної регенерації (рис. 3). Через 10 днів після травми різниця з контролем складає 16,25 % (р≤0,05). При цьому відновлення тривкості на розтягнення відбувається повільно і різниця з контролем через 15 днів складає 16,51 % (р≤0,05) та через 24–9,44 % (р≤0,05). Межа міцності на згин у передньо-задньому напрямі змінюється незначно. Через 10 днів після Рис. 2. Динаміка змін модуля Юнга та жорсткості поперечного перетину великогомілкової кістки тварин інфантильного віку в різні терміни репаративного остеогенезу 43 ТАВРИЧЕСКИЙ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК2013, том 16, №1, ч.1 (61) травми різниця з контролем складає лише 12,85 % (р≤0,05). При цьому через 15 днів спостереження різниця майже не змінюється і складає 11,02 % (р≤0,05). Лише через 24 доби після травми відбува- ється зростання механічної міцності кістки на згин і різниця з контролем складає 7,43 % (р≤0,05). Навантаження на травмовану кістку у латераль- ному напрямі на згин призводить до її руйнації при меншому зусиллі, що можливо обумовлене осо- бливістю орієнтації мінералізованих колагенових волокон. Так, через 10 днів після нанесення пере- лому різниця з контролем для міцності при згинанні у бічному напрямі складає 14,28 % (р≤0,05). При цьому звертає на себе увагу повільне відновлення даного показника у віддалені терміни спостережен- ня. Різниця з контролем складає відповідно 13,05 % (р≤0,05) та 11,22 % (р≤0,05). Модуль Юнга, що характеризує механічні влас- тивості кісткової тканин зменшується через 10 днів після травми на 15,22 % (р≤0,05), що характеризує порушення внутрішньої будови враженої кістки. При цьому через 15 днів спостереження різниця з контролем зменшується незначно і складає 12,94 % (р≤0,05). І лише через 24 доби після травми показ- ник пружності кісткової тканини починає віднов- люватись, хоча є все ж таки меншим за контроль на 7,12 % (р≤0,05). Жорсткість поперечного перетину травмо- ваної кістки також зменшується, проте меншою мірою, ніж модуль Юнга. Відновлення даного показника відбувається повільно та прискорю- ється в останній термін спостереження. Різниця з контролем відповідно термінам репаративного остеогенезу складає для жорсткості поперечного перетину 13,44 % (р≤0,05), 11,15 % (р≤0,05) та 8,46 % (р≤0,05). ВИСНОВКИ Таким чином, травма призводить до значної втрати параметрів міцності великогомілкових кісток тварин раннього віку. Найбільш виражені зміни спо- стерігаються для показників тривкості на стискання та згин у латеральному напрямі. Міцність на роз- тягнення та Модуль Юнга мають менш виражену реакцію на травму органу. При цьому утворення регенерату призводить до поступового відновлення тривкісних властивостей великогомілкових кісток, проте навіть за гістологічного відновлення будови органу, параметри міцності значно відрізняються від контрольних показників. ЛІТЕРАТУРА 1. Біомеханічні властивості інтактної та травмо- ваної кістки/В. З. Сікора, В. І. Бумейстер, М. В. По- горєлов [та ін.]//Світ медицини та біології.- 2009. — № 3.- С. 149–153. 2. Гололобов В. Г. Скелетные ткани. Посттравма- тическая регенерация. Руководство по гистологии/ Гололобов В. Г. — СПб.: СпецЛит, 2001.- Т. 1.- С. 328–336. 3. Ковешников В. Г. Биомеханическиеметодыи сследования в функциональнойморфологиитрубч атых костей/В. Г. Ковешников, В. И. Лузин//Укра- їнський морфлогічний альманах. — 2003. — Т. 1, № 2. — С. 46–50. Рис. 3 Динаміка межі міцності великогомілкової кістки тварин ювенільного віку різні терміни репа- ративного остеогенезу 44 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ 4. Ковешников В. Г. Скелетные ткани: хрящевая ткань, костная ткань/В. Г. Ковешников, М. Х. Абака- ров, В. И. Лузин –Луганск: Изд-во ЛГМУ, 2000. — 154 с. 5. Bernard S. Accurate measurement of cortical bone elasticity tensor with resonant ultrasound spectroscopy/S. Bernard, Q. Grimal, P. Laugier//Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. — 2013. — V.18. — P. 12–19 6. C h e n n i m a l a i K u m a r N . M o d e l i n g o f cortical bone adaptation in a rat ulna: Effect of frequency/N. Chennimalai Kumar, J. A. Dantzig, I. M. Jasiuk//Bone. — 2012. — V. 50 (3). — P. 792–797 7. Correlationofvertebralstrengthtopographywith 3-dimensional computedtomographicstructure/A. Nosh chenko, A. Plaseied, V. V. Patel et al//Spine. — 2013. — V.38 (4). — P. 339–349 8. Cristofolini L. Mechanical validation of whole bone composite tibia models/L. Cristofolini, M. Viceconti//Journal of Biomechanics. — 2000. — V. 33 (3). P. 279–288 9. Finiteelementdependenceofstressevaluationforhu mantrabecularbone/B. Depalle, R. Chapurlat, H. Walter- Le-Berre et al//JournaloftheMechanicalBehaviorofBiom edicalMaterials. — 2013. — V. 18. — P. 200–212 10. Fractureprocessincorticalbone: X-FEM an alysisofmicrostructuredmodelsInternational/S.Li, A. Abdel-Wahab, E. Demirci, V. V. Silberschmidt// JournalofFracture, 2013 pp. 1–13 11. H u n g B . P. M e c h a n i c a l c o n t r o l o f tissue-engineered bone/B. P. Hung, D. L. Hutton, W. L. Grayson//StemCellResearchandTherapy. — 2013. — V. 4 (1). –art. no. 10 12. The effect of calcium supplementation on bone density during lactation and after weaning/H. J. Kalkwarf, B. L. Specker, D. C. Bianchi et al//New Engl J Med. — 1997. — V.337. — P. 523–528 13. Theimportanceoftheintracorticalcanalnetw orkformurinebonemechanics/P. Schneider, R. Voide, M. Stampanoni//Bone. — 2013. — V.53 (1). — P. 120–128 14. Zioupos P. Changes in the stiffness, strength, and toughness of human cortical bone with age/P. Zioupos, J. D. Currey//Bone. — 1998. V.22. — P. 57–66 45

Механічні властивості кісток тварин молодого вікув динаміці репаративного остеогенезу

Institution

Ähnliche Einträge