Различные способы моделирования остеоартроза височно-нижнечелюстного сустава

Остеоартроз (ОА) - хроническое прогрессирующее невоспалительное заболевание суставов неизвестной этиологии, характеризующееся дегенерацией суставного хряща и структурными изменениями субхондральной кости, а также явно или скрыто протекающим умеренно выраженным синовитом [3]. Истинная причина ОА до настоящего времени остается невыясненной, поэтому изучают влияние различных факторов риска на развитие заболевания [2, 8, 14]. До настоящего времени мало известно о естественном развитии патологического процесса в тканях височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) при ОА.

Большое значение в понимании характера дистрофических изменений в ВНЧС имеет использование животных моделей для изучения патологического процесса в суставе. При изучении научной литературы нами найдены различные способы моделирования ОА ВНЧС, при этом в эксперименте используют мышей, крыс, кроликов, свиней, козлов, овец, обезьян.

В некоторых моделях для получения ОА ВНЧС было выполнено хирургическое вмешательство на внутрисуставном диске, мыщелке нижней челюсти, суставном бугорке [5, 7, 16, 21, 25]. Например, частичная резекция диска или дискэктомия [7, 21, 27], перфорация диска [5, 16, 19, 20], создание дефекта суставного хряща головки нижней челюсти [24], остеотомия основания скулового отростка, суставного бугорка и перемещение костного фрагмента вперед с последующей фиксацией в новом положении мини-пластиной [25]. Однако хирургические операции вызывают не только механические изменения в ВНЧС, но и искусственное хирургическое повреждение структур сустава. В связи с этим описанные модели ОА не могут расцениваться как реальная механическая нагрузка на ВНЧС, вызывающая повреждение тканей сустава без травматического фактора.

Предложено моделирование ОА ВНЧС путем введения в полость сустава различных веществ: раствора папаина [28], раствора коллагеназы [6, 29], матричной металлопротеиназы-1 [26], которые вызывают ответную воспалительную реакцию по типу синовита, что может вызвать вторичные дегенеративные изменения тканей сустава. Такое воспроизведение ОА может объяснить изменения хряща и кости при хроническом течении артрита.

Проводились также попытки моделирования ОА ВНЧС в эксперименте на животных при изменении прикуса [12, 13, 15, 17]. У экспериментальных животных удаляли зубы с одной или с двух сторон, что изменяло жевательную нагрузку на сустав, но ОА изменения в ВНЧС выявлены не были. Вместо этого исследователи описали адаптацию суставных тканей: утолщение хряща, изменение ядер хондроцитов.

Предложены единичные в своем роде модели ОА с нанесением удара в область ВНЧС экспериментального животного [18], созданием гемолиза и тромбоза сосудов субхондральной кости ВНЧС [4]. ОА ВНЧС в эксперименте изучается также на модели генетически предрасположенных мышей с мутациями гена коллагена [23].

Последнее время в научной литературе представлены способы моделирования ОА ВНЧС при создании механической перегрузки, например, с помощью устройства для максимального разведения челюстей по 3 ч в день в течение 5 дней [11], ручной гипермобильности сустава в течение 10 дней [9, 10], максимального отведения нижней челюсти на

1 ч в течение 7 дней [22]. Эти модели демонстрируют, что повышенная нагрузка на сустав без хирургического вмешательства может вызвать ОА-подобные патологические изменения естественным путем. Чрезмерная механическая нагрузка признана как один из главных факторов риска развития ОА, так как может вызвать повреждение хондроцитов, нарушение устойчивости между анаболическими и катаболическими процессами, повреждение внеклеточного матрикса суставного хряща и кости. Перегрузка ВНЧС увеличивает трение суставных поверхностей при движении нижней челюсти.

По результатам изучения научной литературы можно выделить и сгруппировать различные способы моделирования ОА ВНЧС (см. таблицу).

На сегодняшний день ОА остается наиболее часто встречающейся патологией опорных суставов и ВНЧС. Этиология ОА остается не раскрытой, поэтому проводятся исследования на различных экспериментальных моделях для уточнения особенностей течения патологического процесса в тканях сустава, степени влияния различных факторов на развитие болезни.

Предложенные модели ОА ВНЧС можно разделить на шесть групп: хирургически, химически, травматически, механически, ишемически индуцированный ОА, спонтанный ОА. Они позволяют микроскопически, морфометрически, иммуногистохимически, биохимически изучать полученные изменения в тканях ВНЧС на разных стадиях патологического процесса, что раскрывает особенности клинического течения, рентгенологические проявления болезни, помогает в выборе методов лечения ОА.

Не все модели ОА ВНЧС позволяют получить однотипный характер патологических изменений в тканях, иногда развиваются адаптивные изменения в суставном хряще. Некоторые протоколы экспериментального моделирования ОА ВНЧС не исключают одновременного действия нескольких факторов или трудновоспроизводимы. В современных условиях развития экспериментальной биологии и медицины необходима модификация или стандартизация, унификация экспериментальных моделей ОА ВНЧС. Кроме того, необходимы дополнительные знания об анатомии и гистологии тканей ВНЧС у экспериментальных животных в норме.

По мнению некоторых исследователей [1], экспериментальное моделирование на животных имеет недостатки: 1) некоторые модели воспроизводят развитие вторичного ОА; 2) исследуют влияние различных факторов, в основном на суставной хрящ;

3) не все экспериментальные животные имеют особенности опорно-двигательного аппарата человека (вертикальное положение тела, характер пищевого рациона, слабость периартикулярных мышц и т.п.); 4) сложно моделировать возрастные изменения в суставных тканях животных.

Разработанные модели экспериментального ОА ВНЧС выполнены в основном на таких животных, как мыши, крысы, кролики. Обезьяны - хорошая модель для создания ОА ВНЧС с точки зрения анатомии, размеров и функции сустава, однако их использование практически неосуществимо в современных условиях правового регулирования экспериментальных исследований. Экспериментальные исследования ОА ВНЧС наглядно показали, что при влиянии разных факторов в тканях сустава могут развиться адаптивные (репаративные, пролиферативные) и патологические (дистрофические, деструктивные) изменения разной степени выраженности. В целом, многообразие направлений изучения ОА ВНЧС в эксперименте будет полезно не только для уточнения этиологии и патогенеза заболевания, но и для повышения эффективности его лечения.