Клинико-патогенетическое значение микрососудистого компонента костной ткани

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Кровообращение и микроциркуляция костной ткани являются неотъемлемыми компонентами поддержания её обменных и репаративных процессов. Газообмен, транспорт питательных веществ и выведение продуктов метаболизма невозможны без участия костной микроциркуляторно-тканевой системы. Для регенерации костной ткани характерна спаренность ангиогенеза и остеогенеза, что позволяет применять показатели микроциркуляции в качестве дополнительных критериев состояния репаративных процессов. В клинике наиболее целесообразно использование неинвазивных методов диагностики состояния периферического кровообращения и микроциркуляции, которые позволяют оценить динамику сосудистого фактора при патологии кости, в том числе после переломов.

Об авторах

Анастасия Александровна Агафонова

НМИЦ травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова

Автор, ответственный за переписку.
Email: nastyaloseva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4675-4313
SPIN-код: 8341-0713

аспирант, врач травматолог-ортопед, врач ультразвуковой диагностики

Россия, Москва

Александр Ильич Крупаткин

НМИЦ травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова

Email: ale.ale02@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5582-5200
SPIN-код: 3671-5540

д.м.н., профессор, врач-невролог

Россия, Москва

Александр Иванович Дорохин

НМИЦ травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова

Email: a.i.dorokhin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3263-0755
SPIN-код: 1306-1729

д.м.н., врач травматолог-ортопед

Россия, Москва

Список литературы

  1. Prisby R.D. Bone Marrow Microvasculature // Compr Physiol. 2020. Vol. 10, № 3. Р. 1009–1046. doi: 10.1002/cphy.c190009
  2. Abboud C. Human bone marrow microvascular endothelial cells: Elusive cells with unique structural and functional properties // Exp Hematol. 1995. Vol. 23, № 1. Р. 1–3.
  3. Morikawa T., Tamaki S., Fujita S., Suematsu M., Takubo K. Identification and local manipulation of bone marrow vasculature during intravital imaging // Scientific Reports. 2020. Vol. 10, № 1. Р. 6422. doi: 10.1038/s41598-020-63533-3
  4. Acar M., Kocherlakota K.S., Murphy M.M., Peyer J.G., Oguro H., Inra C.N., Zhao Z., Luby-Phelps K., Morrison S.J. Deep imaging of bone marrow shows non-dividing stem cells are mainly perisinusoidal // Nature. 2015. Vol. 526, № 7571. Р. 126–130. doi: 10.1038/nature15250
  5. De Saint-Georges L., Miller S.C. The microcirculation of bone and marrow in the diaphysis of the rat hemopoietic long bones // Anat Rec. 1992. Vol. 233, № 2. Р. 169–177. doi: 10.1002/ar.1092330202
  6. Kusumbe A.P., Ramasamy S.K., Adams R.H. Coupling of angiogenesis and osteogenesis by a specific vessel subtype in bone // Nature. 2014. Vol. 507, № 7492. Р. 323–328. doi: 10.1038/nature13145
  7. Asghar A., Kumar A., Narayan R.K., Naaz S. Is the cortical capillary renamed as the transcortical vessel in diaphyseal vascularity? // Anat Rec (Hoboken). 2020. Vol. 303, № 11. Р. 2774–2784. doi: 10.1002/ar.24461
  8. Xu Z., Kusumbe A.P., Cai H., Wan Q., Chen J. Type H blood vessels in coupling angiogenesis-osteogenesis and its application in bone tissue engineering // Theranostics. 2020. Vol. 10, № 1. Р. 426–436. doi: 10.7150/thno.34126.eCollection 2020
  9. Ramasamy S.K., Kusumbe A.P., Itkin T., Gur-Cohen S., Lapidot T., Adams R.H. Regulation of hematopoiesis and osteogenesis by blood vessel-derivedsignals // Annu Rev Cell Dev Biol. 2016. № 32. Р. 649–675. doi: 10.1146/annurev-cellbio-111315-124936
  10. Grüneboom A., Hawwari I., Weidner D., Culemann S., Müller S., Henneberg S., Gunzer M. A network of trans-cortical capillaries as mainstay for blood circulation in long bones // Nat Metab. 2019. Vol. 1, № 2. Р. 236–250. doi: 10.1038/s42255-018-0016-5
  11. Qin Q., Lee S., Patel N., Walden K., Gomes-Salazar M., Levi B., James A.W. Neurovascular coupling in bone regeneration // Exp Mol Med. 2022. Vol. 54, № 11. Р. 1844–1849. doi: 10.1038/s12276-022-00899-6
  12. Панин М.А., Загородний Н.В., Абакиров М.Д., Бойко А.В., Ананьин Д.А. Декомпрессия очага некроза головки бедренной кости. Обзор литературы // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2021. Т. 28, № 1. С. 65−76. doi: 10.17816/vto59746
  13. Stegen S., Carmeliet G. The skeletal vascular system — Breathing life into bone tissue // Bone. 2018. № 115. Р. 50–58. doi: 10.1016/j.bone.2017.08.022
  14. Schindeler A., McDonald M.M., Bokko P., Little D.G. Bone remodeling during fracture repair: the cellular picture // Semin Cell Dev Biol. 2008. Vol. 19, № 5. Р. 459–466. doi: 10.1016/j.semcdb.2008.07.004
  15. Street J., Winter D., Wang J.H., Wakai A., McGuinness A., Redmond H.P. Is human fracture hematoma inherently angiogenic? // Clin Orthop Relat Res. 2000. № 378. Р. 224–237. doi: 10.1097/00003086-200009000-00033
  16. Sivaraj K.K., Adams R.H. Blood vessel formation and function in bone // Development. 2016. Vol. 143, № 15. Р. 2706–2715. doi: 10.1242/dev.136861
  17. Chim S.M., Tickner J., Chow S.T., Kuek V., Guo B., Zhang G., Xu J. Angiogenic factors in bone local environment // Cytokine and Growth Factor Reviews. 2013. Vol. 24, № 3. Р. 297–310. doi: 10.1016/j.cytogfr.2013.03.008
  18. Street J., Bao M., Guzman L., Bunting S., Peale F.V., Ferrara N. Vascular endothelial growth factor stimulates bone repair by promoting angiogenesis and bone turnover // Proc Natl Acad Sci U. S. A. 2002. Vol. 99, № 15. Р. 9656–9661. doi: 10.1073/pnas.152324099
  19. Maes C., Carmeliet G., Schipani E. Hypoxia-driven pathways in bone development, regeneration and disease // Nat Rev Rheumatol. 2012. Vol. 8, № 6. Р. 358–366. doi: 10.1038/nrrheum.2012.3
  20. Meertens R., Casanova F., Knapp K.M., Thorn C., Strain W.D. Use of near-infrared systems for investigations of hemodynamics in human in vivo bone tissue: A systematic review // J Orthop Res. 2018. Vol. 36. № 10. Р. 2595–2603. doi: 10.1002/jor.24035
  21. Peng H., Wright V., Usas A., Gearhart B., Shen H., Cummin J., Huard J. Synergistic enhancement of bone formation and healing by stem cell-expressed VEGF and bone morphogenetic protein-4 // J Clin Invest. 2002. Vol. 110, № 6. Р. 751–759. doi: 10.1172/JCI15153
  22. Батпенов Н.Д., Рахимов С.К., Степанов А.А., Оразбаев Д.А., Манекенова К.Б., Смайлова Г.К. Морфофункциональная перестройка костной ткани при перипротезных переломах в зоне бедренного компонента эндопротеза // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2020. Т. 27, № 2. С. 24–29. doi: 10.17816/vto202027224-29
  23. Миронов С.П., Еськин Н.А., Крупаткин А.И., Кесян Г.А., Уразгильдеев Р.З., Арсеньев И.Г. Патофизиологические аспекты микрогемоциркуляции мягких тканей в проекции ложных суставов длинных костей // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2012. № 4. С. 22–26.
  24. Патент РФ на изобретение № 2501526/20.12.2013. Миронов С.П., Еськин Н.А., Крупаткин А.И., Кесян Г.А., Уразгильдеев Р.З., Арсеньев И.Г. Способ прогнозирования течения репаративного остеогенеза при хирургическом лечении ложных суставов длинных трубчатых костей. Режим доступа: http://allpatents.ru/patent/2501526.html?ysclid=lloy82reqc265613020
  25. Щуров В.А. Динамика скорости кровотока по артериям костного регенерата конечностей и мозгового кровотока при выполнении функциональных проб и изменении режима лечения // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2018. Т. 17, № 4. С. 51–56. doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-4-51-56
  26. Писарев В.В., Львов С.Е., Васин И.В. Показатели регионарной гемодинамики раннего послеоперационного периода при остеосинтезе переломов костей голени // Вестник Ивановской медицинской академии. 2012. Т. 17, № 4. С. 34–37.
  27. Aziz S.M., Khambatta F., Vaithianathan T., Thomas J.C., Clark J.M., Marshall R. A near infrared instrument to monitor relative hemoglobin concentrations of human bone tissue in vitro and in vivo // Rev Sci Instrum. 2010. Vol. 81, № 4. Р. 043111. doi: 10.1063/1.3398450
  28. Ganse B., Bohle F., Pastor T., Gueorguiev B., Altgassen S., Gradl G., Kim B., Modabber A., Nebelung S. Hildebrand F., Knobe M. Microcirculation after trochanteric femur fractures: a prospective cohort study using non-invasive laser-doppler spectrophotometry // Front Physiol. 2019. № 10. Р. 236. doi: 10.3389/fphys.2019.00236
  29. Hughes S.S., Cammarata A., Steinmann S.P., Pellegrini V.D. Effect of standard total knee arthroplasty surgical dissection on human patellar blood flow in vivo: an investigation using laser doppler flowmetry // J South Orthop Assoc. 1998. Vol. 7, № 3. Р. 198–204.
  30. Nicholls R.L., Green D., Kuster M.S. Patella intraosseous blood flow disturbance during a medial or lateral arthrotomy in total knee arthroplasty: a laser Doppler flowmetry study // Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2006. Vol. 14, № 5. Р. 411–416. doi: 10.1007/s00167-005-0703-0
  31. Cai Z.G., Zhang J., Zhang J.G., Zhao F.Y., Yu G.Y., Li Y., Ding H.S. Evaluation of near infrared spectroscopy in monitoring postoperative regional tissue oxygen saturation for fibular flaps // J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2008. Vol. 61, № 3. Р. 289–96. doi: 10.1016/j.bjps.2007.10.047
  32. Duwelius P.J., Schmidt A.H. Assessment of bone viability in patients with osteomyelitis: preliminary clinical experience with laser Doppler flowmetry // J Orthop Trauma. 1992. Vol. 6, № 3. Р. 327–332. doi: 10.1097/00005131-199209000-00010
  33. Beaule P.E., Campbell P., Shim P. Femoral head blood flow during hip resurfacing // Clin Orthop Relat Res. 2007. № 456. Р. 148–152. doi: 10.1097/01.blo.0000238865.77109.af
  34. Bassett G.S., Barton K.L., Skaggs D.L. Laser Doppler flowmetry during open reduction for developmental dysplasia of the hip // Clin Orthop Relat Res. 1997. № 340. Р. 158–164. doi: 10.1097/00003086-199707000-00020
  35. Meertens R., Knapp K., Strain D., Casanova F., Ball S., Fulford J., Thorn C. In vivo Measurement of Intraosseous Vascular Haemodynamic Markers in Human Bone Tissue Utilising Near Infrared Spectroscopy // Front Physiol. 2021. № 12. Р. 738239. doi: 10.3389/fphys.2021.738239
  36. Крупаткин А.И. Колебательные процессы и диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2018. Т. 17, № 3. С. 4.
  37. Крупаткин А.И. Колебания кровотока — новый диагностический язык в исследовании микроциркуляции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2014. Т. 13, № 1. С. 83–99. doi: 10.24884/1682-6655-2014-13-1-83-99
  38. Патент РФ на изобретение № 2514110/27.04.2014. Миронов С.П., Крупаткин А.И., Кесян Г.А., Уразгильдеев Р.З., Дан И.М., Арсеньев И.Г. Способ определения степени метаболической зрелости гетеротопических оссификатов перед их хирургическим лечением. Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2514110C1_20140427?ysclid=lloz22zi55248599167
  39. Вековцев А.А., Тохириён Б., Слизовский Г.В., Позняковский В.М. Клинические испытания витаминно-минерального комплекса для лечения детей с травматологическим профилем // Вестник ВГУИТ. 2019. Т. 81, № 2. С. 147–153. doi: 10.20914/2310-1202-2019-2-147-153
  40. Дорохин А.И., Крупаткин А.И., Адрианова А.А., Худик В.И., Сорокин Д.С., Курышев Д.А., Букчин Л.Б. Закрытые переломы дистального отдела костей голени. Разнообразие форм и лечения (на примере старших возрастных групп). Ближайшие результаты // Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. 2021. Т. 3, № 1. С. 11–23. doi: 10.36425/rehab63615
  41. Baker W.B., Parthasarathy A.B., Busch D.R., Mesquita R.C., Greenberg J.H., Yodh A.G. Modified Beer-Lambert law for blood flow // Biomed Opt Express. 2014. Vol. 5, № 11. Р. 4053–75. doi: 10.1364/BOE.5.004053
  42. Bläsius F.M., Link B.C., Beeres F.J., Iselin L.D., Leu B.M., Gueorguiev B., Knobe M. Impact of surgical procedures on soft tissue microcirculation in calcaneal fractures: a prospective longitudinal cohort study // Injury. 2019. Vol. 50, № 12. Р. 2332–2338. doi: 10.1016/j.injury.2019.10.004
  43. Becker R.L., Siamwala J.H., Macias B.R., Hargens A.R. Tibia Bone Microvascular Flow Dynamics as Compared to Anterior Tibial Artery Flow During Body Tilt // Aerospace Medicine and Human Performance. 2018. Vol. 89, № 4. Р. 357–364. doi: 10.3357/amhp.4928.2018
  44. Pifferi A., Torricelli A., Taroni P., Bassi A., Chikoidze E., Giambattistelli E., Cubeddu R. Optical biopsy of bone tissue: a step toward the diagnosis of bone pathologies // J Biomed Opt. 2004. Vol. 9, № 3. Р. 474–80. doi: 10.1117/1.1691029
  45. Sekar S.V., Pagliazzi M., Negredo E., Martelli F., Farina A., Dalla Mora A., Lindner C., Farzam P., Perez-Alvarez N., Puig J., Taroni P., Pifferi A., Durduran T. In vivo, non-invasive characterization of human bone by hybrid broadband (600–1200 nm) diffuse optical and correlation spectroscopies // PLoS One. 2016. Vol. 11, № 12. Р. e0168426. doi: 10.1371/journal.pone.0168426
  46. Naslund J., Pettersson J., Lundeberg T., Linnarsson D., Lindberg L.G. Noninvasive continuous estimation of blood flow changes in human patellar bone // Med Biol Eng Comput. 2006. Vol. 44, № 6. Р. 501–9. doi: 10.1007/s11517-006-0070-0
  47. Siamwala J.H., Lee P.C., Macias B.R., Hargens A.R. Lower-body negative pressure restores leg bone microvascular flow to supine levels during head-down tilt // J Appl Physiol. 2015. Vol. 119, № 2. Р. 101–9. doi: 10.1152/japplphysiol.00028.2015
  48. Mateus J., Hargens A.R. Photoplethysmography for non-invasive in vivo measurement of bone hemodynamics // Physiol Meas. 2012. Vol. 33, № 6. Р. 1027–1042. doi: 10.1088/0967-3334/33/6/1027

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2023

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

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».