способ регенерации костной ткани в эксперименте
Классы МПК: | G09B23/28 в медицине A61K31/185 кислоты; ангидриды, галогенангидриды или их соли, например сульфокислоты, имидо-, гидразоно- или гидроксимовые кислоты A61K33/00 Лекарственные препараты, содержащие неорганические активные ингредиенты A61K33/06 алюминий, кальций или магний; их соединения A61P19/08 для лечения заболеваний костей, например рахита, болезни Педжета |
Патентообладатель(и): | Девятов Федор Владимирович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-05-10 публикация патента:
27.06.2014 |
Изобретение относится к области медицинской и ветеринарной травматологии, хирургии и касается лечения различных травм кости, в частности переломов и трещин. Для этого фиксируют фрагменты поврежденной кости гипсовой повязкой или бинтом из полимерного материала. В зону перелома вводят водный раствор, содержащий 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту в количестве 1.80-2.06 г/л, хлорид кальция безводный в количестве 1.44-2.22 г/л, нитрат гадолиния(III) гексагидрат в количестве 0.30-0.40 г/л, хлорид диспрозия(III) гексагидрат в количестве 0.038-0.076 г/л, рН раствора 7.3-7.8. Указанное средство перед введением в зону перелома доводят до температуры 30-100°С, выдерживают при этой температуре в течение 1-48 час и затем охлаждают до комнатной температуры. Способ обеспечивает сокращение времени регенерации костной ткани в месте травмирования, в т.ч. за счет предварительного обеспечения оптимального термодинамического созревания кристаллитов, при малотоксичности раствора и его стабильности в условиях длительного хранения. 3 табл., 35 пр.
Формула изобретения
Способ регенерации костной ткани в эксперименте путем фиксации фрагментов гипсовой повязкой с последующим введением в зону перелома водного раствора, содержащего 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту в количестве 1.80-2.06 г/л, хлорид кальция безводный в количестве 1.44-2.22 г/л, нитрат гадолиния(III) гексагидрат в количестве 0.30-0.40 г/л, хлорид диспрозия(III) гексагидрат в количестве 0.038-0.076 г/л, с рН 7.3-7.8, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса регенерации костной ткани в месте ее повреждения или дефекта и времени восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости, указанный раствор перед его введением в зону перелома доводят до температуры 30-100°С, выдерживают его при этой температуре в течение 1-48 час и вновь охлаждают до комнатной температуры.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области лечения различных травм кости, в частности переломов и трещин, и может быть реализовано в медицинской и ветеринарной терапии и хирургии.
Известен способ регенерации костной ткани в эксперименте путем фиксации фрагментов поврежденной кости гипсовой повязкой с введением в зону перелома водного раствора, содержащего 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, хлорид кальция и нитрат гадолиния(III) при комнатной температуре [1]. Недостатком данного известного способа является относительно длительный процесс регенерации костной ткани.
Наиболее близким к заявляемому нами объекту по совокупности признаков и достигаемому техническому эффекту является способ регенерации костной ткани в эксперименте путем фиксации фрагментов поврежденной кости гипсовой повязкой или бинтом из полимерного материала и введением в зону перелома водного раствора, содержащего 1-гидроксиэтилиден-дифосфоновую кислоту в количестве (1.80-2.06) г/л, хлорид кальция безводный в количестве (1.44-2.22) г/л, нитрат гадолиния(III) гексагидрат в количестве (0.30-0.40) г/л и хлорид диспрозия(II) гексагидрат в количестве (0.038-0.076) г/л с рН (7.3-7.8) при комнатной температуре [2]. Недостатком данного известного способа, взятого нами за прототип, также является относительно длительный процесс регенерации костной ткани.
Целью настоящего изобретения является дополнительное сокращение продолжительности процесса регенерации костной ткани в месте ее повреждения или дефекта и времени восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости.
Декларируемая цель достигается тем, что в известном способе регенерации костной ткани в эксперименте путем фиксации фрагментов поврежденной кости гипсовой повязкой или бинтом из полимерного материала и введением в зону перелома водного раствора, содержащего 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту в количестве (1.80-2.06) г/л, хлорид кальция безводный в количестве (1.44-2.22) г/л, нитрат гадолиния(III) гексагидрат в количестве (0.30-0.40) г/л, хлорид диспрозия(III) гексагидрат в количестве (0.038-0.076) г/л, с рН (7.3-7.8), указанный раствор перед его введением в зону перелома доводят до температуры (30-100)°С, выдерживают его при этой температуре в течение (1-48) час и затем вновь охлаждают до комнатной температуры. В результате использования заявляемого способа процесс регенерации костной ткани существенно ускоряется и время восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости может быть дополнительно сокращено по сравнению с таковым для способа-прототипа [2] на 15-20%.
До сих пор в литературе не описывался способ регенерации костной ткани в эксперименте, который по полной совокупности признаков в точности совпадал бы со способом, используемым в заявляемом нами объекте. Сказанное дает нам основание утверждать, что заявляемый нами объект подпадает под первый из установленных патентным законодательством РФ критериальных признаков изобретения - новизна. Сопоставление известных характеристик способа-прототипа [2] и характеристик вносимых в него изменений, а именно - предварительное доведение используемого в нем раствора именно до указанной выше температуры (30-100)°С и выдерживание при этой температуре именно в течение указанного времени (1-48 час), не позволяет предсказать наблюдаемого нами в эксперименте существенного сокращения времени восстановления нормальной физиологической функции травмированной кости по сравнению с таковым для известного способа [2]. Сказанное дает нам основания утверждать, что заявляемое техническое решение не вытекает явным образом из известного в соответствующей отрасли техники уровня, и, следовательно, ему присущ второй из установленных патентным законодательством РФ критериальный признак изобретения - изобретателъский уровень. Заявляемый нами способ не требует какого-либо специального оборудования и без труда может быть реализован даже в амбулаторных условиях; следовательно, он удовлетворяет и третьему критериальному признаку изобретения в рамках вышеуказанного законодательства РФ - промышленная применимость.
Заявляемый на предмет изобретения способ регенерации костной ткани в эксперименте может быть проиллюстрирован нижеследующими примерами.
Пример 1 (приготовление заявляемого раствора)
В мерную колбу объемом 1000 мл вводят 1-гидроксиэтилиден-дифосфоновую кислоту в количестве (1.80-2.06) г, хлорид кальция безводный в количестве (1.44-2.22) г, нитрат гадолиния(III) гексагидрат в количестве (0.30-0.40) г и хлорид диспрозия(III) гексагидрат в количестве (0.038-0.076) г и 950 мл дистиллированной воды. Образовавшуюся смесь доводят до рН 7,3-7,8 концентрированным раствором какого-либо щелочного агента (например, 10%-ным водным раствором едкого натра). Получившийся в результате раствор доводят дистиллированной водой до объема 1000 мл, после чего нагревают его до (30-100)°С, выдерживают при данной температуре в течение 1-48 час и затем охлаждают до комнатной (20-25°С) температуры. Полученный раствор далее используется для реализации заявляемого способа.
Пример 2
Готовят водный раствор следующего состава, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота | 1,80 |
Хлорид кальция безводный | 1,44 |
Нитрат гадолиния(III) гексагидрат | 0,30 |
Хлорид диспрозия(III) гексагидрат | 0,038 |
с рН 7,3, который затем доводят до 30°С и выдерживают при данной температуре в течение 48 часов, после чего охлаждают его до комнатной температуры. Приготовленный таким образом раствор вводят под наркозом домашней кошке североевропейской породы, у которой предварительно искусственным образом осуществлен перелом костей голени задней конечности, спустя 1 час после нанесения ей травмы, в количестве 2,0 мл в течение 2 мин в место повреждения костей. После инъекции места перелома костей заключают в фиксированную гипсовую повязку или обтягивают бинтом из полимерного материала, в которой травмированные сегменты конечности выдерживают до восстановления опорно-двигательной функции. Процесс регенерации травмированной костной ткани контролируют рентгенографическим методом с использованием рентгенопрозрачного синтетического бинта ЦЕЛЛАКАСТ Xtra фирмы Lohmaim&Rausher или же с использованием «вырезки» в гипсовой повязке специальных «окон» в месте травмы. При этом время регенерации костной ткани определяют как рентгенографически (по денситометрическим показателям травмированного участка), так и по комплексу клинических симптомов (по отсутствию реакции на пальпацию пораженного сегмента и по полноте восстановления опорно-двигательной травмированной конечности), с точностью ±6 часов (0.25 суток). Этот показатель для данного конкретного случая представлен в Табл.1.
Пример 3
Осуществляют по общей схеме примера 2, но для инъекции используют водный раствор в количестве 2,0 мл состава, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота | 1,92 |
Хлорид кальция безводный | 1,88 |
Нитрат гадолиния(III) гексагидрат | 0,35 |
Хлорид диспрозия(III) гексагидрат | 0,055 |
с рН 7,5, который затем нагревают до 60°С и выдерживают при данной температуре 6 часов. Время регенерации костной ткани для этого случая указано в Табл.1.
Пример 4
Осуществляют как и пример 2, но для инъекции используют водный раствор в количестве 2,0 мл состава, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота | 1,92 |
Хлорид кальция безводный | 1,88 |
Нитрат гадолиния(III) гексагидрат | 0,35 |
Хлорид диспрозия(III) гексагидрат | 0,055 |
с рН 7,7, который затем нагревают до 70°С и выдерживают при данной температуре 4 часа. Время регенерации костной ткани для этого случая указано в Табл.1.
Пример 5
Осуществляют по общей схеме примера 2, но для инъекции используют водный раствор в количестве 2,0 мл состава, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота | 2,06 |
Хлорид кальция безводный | 2,20 |
Нитрат гадолиния(III) гексагидрат | 0,40 |
Хлорид диспрозия(III) гексагидрат | 0,076 |
с рН 7,8, который затем нагревают до 100°С и выдерживают при данной температуре 1 часа.
Пример 6
Осуществляют как и пример 2, но для инъекции используют водный раствор в количестве 2,0 мл состава, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота | 1,80 |
Хлорид кальция безводный | 1,44 |
Нитрат гадолиния(III) гексагидрат | 0,30 |
Хлорид диспрозия(III) гексагидрат | 0,038 |
с рН 7,5, который затем нагревают до 70°С и выдерживают при данной температуре 4 часа. Время регенерации костной ткани для этого случая указано в Табл.1.
Пример 7
Проводят как и пример 2, но для инъекции используют водный раствор в количестве 2,0 мл состава, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота | 1,80 |
Хлорид кальция безводный | 1,44 |
Нитрат гадолиния(III) гексагидрат | 0,30 |
Хлорид диспрозия(III) гексагидрат | 0,038 |
с рН 7,8, который затем нагревают до 70°С и выдерживают при данной температуре 4 часа. Время регенерации костной ткани для этого случая указано в Табл.1.
Пример 8 (сравнительный)
Проводят как и пример 3, но рН используемого в нем раствора устанавливают равным 7,0. Время регенерации костной ткани для этого случая указано в Табл.1.
Пример 9 (сравнительный)
Выполняют как и пример 3, но рН используемого в нем раствора устанавливают равным 8,0. Время регенерации костной ткани для этого случая указано в Табл.1.
Пример 10 (сравнительный)
Проводят как и пример 5, но выдерживание при указанной в нем температуре осуществляют в течение 0.5 час. Время регенерации костной ткани для этого случая указано в Табл.1.
Пример 11 (сравнительный)
Проводят как и пример 2, но выдерживание при указанной в нем температуре осуществляют в течение 60 час. Время регенерации костной ткани для этого случая указано в Табл.1.
Пример 12 (по аналогу [1])
Выполняют по общей схеме примера 2, но для инъекции используют водный раствор в количестве 2,0 мл состава, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота | 2,00 |
Хлорид кальция безводный | 2,20 |
Нитрат гадолиния(III) гексагидрат | 0,40 |
с рН 8,0, а стадию доведения температуры раствора до 30°С и выдерживания при данной температуре исключают. Время регенерации костной ткани для этого случая дано в Табл.1.
Пример 13 (по прототипу [2])
Осуществляют как и пример 4 с использованием указанного в нем состава раствора и величины его рН, но стадию доведения температуры раствора до 70°С и выдерживания при данной температуре исключают. Время регенерации костной ткани для этого случая указано в Табл.1.
Пример 14 (по прототипу [2])
Осуществляют как и пример 4 с использованием указанного в нем состава раствора и величины его рН, но стадию подогрева раствора до 70°С и выдерживания при данной температуре исключают. Время регенерации костной ткани для этого случая представлено в Табл.1.
Пример 15 (по прототипу [2])
Осуществляют как и пример 5 с использованием указанного в нем состава раствора и величины его рН, но стадию подогрева раствора до 100°С и выдерживания при данной температуре исключают. Время регенерации костной ткани для этого случая дано в Табл.1.
Пример 16
Готовят водный раствор следующего состава, г/л:
1-Гидроксиэтилидендифосфоновая кислота | 1,80 |
Хлорид кальция безводный | 1,44 |
Нитрат гадолиния(III) гексагидрат | 0,30 |
Хлорид диспрозия(III) гексагидрат | 0,038 |
с рН 7,3, который затем доводят до температуры 30°С и выдерживают при данной температуре 48 часов, после чего охлаждают его до комнатной температуры. Этот раствор вводят под наркозом кролику неопределенной породы, у которого искусственным путем вызывают целенаправленную травму обеих бедренных костей посредством их сверления под общим наркозом электродрелью с диаметром сверла 5 мм. При этом инъекцию вышеуказанного раствора в количестве 1,0 мл (время ее, как и в примере 2 - 2 мин) осуществляют в травмированное место только одной из травмированных костей (другую аналогичную кость оставляют в качестве контрольной). После этого все травмированные места заключают в фиксированную гипсовую повязку или обматывают их бинтом из полимерного материала и ведут контроль за процессом регенерации костной ткани рентгенографическим способом, указанным в примере 2. При этом время регенерации костной ткани определяют как рентгенографически (по денситометрическим показателям травмированного участка), так и по комплексу клинических симптомов (по отсутствию реакции на пальпацию пораженного сегмента и по полноте восстановления опорно-двигательной травмированной конечности), с точностью ±6 часов (0.25 суток). Этот показатель для данного конкретного случая представлен в Табл. 2.
Пример 17
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 3.
Пример 18
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 4.
Пример 19
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 5.
Пример 20
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 6.
Пример 21
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 7.
Пример 22 (сравнительный)
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 8.
Пример 23 (сравнительный)
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 9.
Пример 24 (сравнительный)
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 10.
Пример 25 (сравнительный)
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 11.
Пример 26 (по аналогу [1])
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 12.
Пример 27 (по прототипу [2])
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 13.
Пример 28 (по прототипу [2])
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 14.
Пример 29 (по прототипу [2])
Выполняют по общей схеме примера 16, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 15.
Сравнительные данные по времени регенерации костной ткани, в которую перед заживлением введена инъекция растворов, указанных в примерах 16-29, и времени регенерации костной ткани, где подобной инъекции не проводилось, представлены в Табл.2.
Пример 30
Готовят водный раствор, состав и технология приготовления которого представлены в примере 3. Этот раствор вводят под наркозом собаке-дворняге неопределенной породы, у которой искусственным путем вызывают перелом плечевой кости правой передней лапы со значительным смещением, спустя 6 час после нанесения ей указанной травмы в количестве 2,5 мл в течение 2 мин, после чего травмированное место заключают в гипсовую оболочку или обматывают бинтом из полимерного материала. Процесс регенерации костной ткани контролируют так, как это описано в примере 2. При этом время регенерации костной ткани определяют как рентгенографически (по денситометрическим показателям травмированного участка), так и по комплексу клинических симптомов (по отсутствию реакции на пальпацию пораженного сегмента и по полноте восстановления опорно-двигательной травмированной конечности), с точностью ±6 часов (0.25 суток). Этот показатель для данного конкретного случая представлен в Табл.3.
Пример 31
Выполняют по общей схеме примера 30, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 4.
Пример 32 (сравнительный)
Выполняют по общей схеме примера 30, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 10.
Пример 33 (сравнительный)
Выполняют по общей схеме примера 30, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 11.
Пример 34 (по прототипу [2])
Выполняют по общей схеме примера 30, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 14.
Пример 35 (по прототипу [2])
Выполняют по общей схеме примера 30, но в качестве раствора для инъекции используют водный раствор, состав и технология приготовления которого перед инъекцией описана в примере 15.
Данные по времени регенерации костной ткани при использовании технологий, указанных в примерах 30-35, представлены в Табл.3.
Таблица 3 | ||
№ примера | Травмированное животное | Время восстановления полноценной опорно-двигательной функции травмированного костного сегмента, суток |
30 | Собака-дворняга неопределенной породы | 7.5 |
31 | Собака-дворняга неопределенной породы | 8.0 |
32 (сравнительный) | Собака-дворняга неопределенной породы | 9.0 |
33 (сравнительный) | Собака-дворняга неопределенной породы | 8.0 |
34 (прототип) | Собака-дворняга неопределенной породы | 10.5 |
Из приведенных в Табл.1-3 данных вполне отчетливо видно, что использование заявляемого нами способа позволяет по сравнению со способом-прототипом [2] достаточно существенно (на 20-25%) сократить время процесса регенерации костной ткани в месте травмирования, причем отмеченное сокращение отмечается независимо от вида животных, подвергшихся травмированию. В то же время следует отметить, что заявляемые нами температурный интервал (30-100°С) и время термостатирования при любой из температур этого интервала (1-48 час), а также рН раствора (7.3-7.8) являются существенными и выход как за нижний, так и верхний пределы этих самых интервалов, как правило, сопровождаются увеличением продолжительности процесса регенерации костной ткани (в случае увеличения времени выдерживания при указанной температуре - практической неизменностью ранее достигнутых показателей, так что его увеличение сверх 48 час уже ничего существенного не дает). Отметим также, что проведенные нами измерения прочности регенерированных с использованием известных способов [1, 2] и с использованием заявляемого нами способа регенерации костных тканей показали отсутствие сколько-нибудь заметных различий между ними. Используемый в заявляемом нами способе раствор для инъекций, согласно данным клинической картины крови процесса регенерации травмированной костной ткани, а также наблюдениям за субъективным состоянием травмированных животных в процессе их лечения (аппетит, реактивность и т.п.), не обладает сколько-нибудь выраженной токсичностью; кроме того, каждый из входящих в этот раствор ингредиентов, согласно [3, 4] также не является токсичным соединением. Отметим в заключение и то, что заявляемый нами раствор обладает хорошей сохраняемостью и может быть длительное время (не менее 1 года) содержаться в закрытом сосуде без потери им своей работоспособности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент РФ № 2061402. Способ регенерации костной ткани в эксперименте / Девятов Ф.В., Холмогорцев Е.А., Латыпов А.Л. // Бюлл. Изобретения № 16, Опубл. 10.06.96.
2. Патент РФ № 2248210. Способ регенерации костной ткани в эксперименте / Девятов Ф.В., Холмогорцев Е.А. // Бюлл. Изобретения № 8, Опубл. 20.03.05 (ПРОТОТИП)
3. Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV групп / Под ред. В.А. Филова. Л.: Химия, 1988. СС.111, 248-263.
4. Дятлова Н.М., Темкина В.Я., Попов К.И. Комплексоны и комплексонаты металлов. М.: Химия, 1988. С.496-501.
Класс A61K31/185 кислоты; ангидриды, галогенангидриды или их соли, например сульфокислоты, имидо-, гидразоно- или гидроксимовые кислоты
Класс A61K33/00 Лекарственные препараты, содержащие неорганические активные ингредиенты
Класс A61K33/06 алюминий, кальций или магний; их соединения
Класс A61P19/08 для лечения заболеваний костей, например рахита, болезни Педжета