Science and Innovations in MedicineScience and Innovations in MedicineНаука и инновации в медицине2500-13882618-754XFSBEI of Higher Education SamSMU of Ministry of Health of the Russian Federation68573010.35693/SIM685730Human AnatomyАнатомия человекаResearch ArticleHistomorphometry as a method for assessing the healing of tubular bone fracturesГистоморфометрия как метод оценки заживления переломов трубчатых костейhttps://orcid.org/0000-0002-1169-4285MorozovVitalii N.МорозовВиталий Николаевич
Russian Federation

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate professor, Associate professor of the Department of Human Anatomy and Histology

д-р мед. наук, доцент, доцент кафедры анатомии и гистологии человека

vitaliyymorozov85@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1615-4904PecherskayaViktoriya P.ПечерскаяВ. П.
Russian Federation

neurologist of the neurological department for the treatment of patients with stroke

врач-невролог неврологического отделения для лечения больных с ОНМК

konshina.viktory@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0007-7489-0260NovikEkaterina S.НовикЕ. С.
Russian Federation

laboratory assistant at the Department of Human Anatomy and Histology

лаборант кафедры анатомии и гистологии человека

sidekser@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6117-080XMorozovaElena N.МорозоваЕ. Н.
Russian Federation

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate professor, Associate professor of the Department of Human Anatomy and Histology

канд. мед. наук, доцент, доцент кафедры анатомии и гистологии человека

tiger2910@rambler.ruBelgorod National Research UniversityФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» Министерства высшего образования и науки РФYakovlevskaya Central District HospitalОГБУЗ «Яковлевская центральная районная больница»12082025240820251031781872506202528072025Copyright ©; 2025, Morozov V.N., Pecherskaya V.P., Novik E.S., Morozova E.N.Copyright ©; 2025, Морозов В.Н., Печерская В.П., Новик Е.С., Морозова Е.Н.2025Morozov V.N., Pecherskaya V.P., Novik E.S., Morozova E.N.Морозов В.Н., Печерская В.П., Новик Е.С., Морозова Е.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://innoscience.ru/2500-1388/article/view/685730

Aim – to carry out a quantitative assessment of the healing of tubular bone fracture modeled by applying a hole defect in it and to analyze existing methods of bone regenerate morphometry.

Material and methods. The data were obtained on 30 white mature rats, which had a hole defect made in the tibiae. Morphological and morphometric studies of the regenerate were performed on the 3rd, 10th, 15th, 24th and 45th days after surgery on histological sections.

Results. Microscopically the tibial regenerate in mature rats is characterized by the presence of hematoma from 3rd to 10th days, as well as granulation tissue from 3rd to 24th days, fibroreticular tissue, woven bone from 3rd to 45th days, and lamellar bone, from 10th to 45th days of reparative osteogenesis. Along with the well-known structures of the bone regenerate, muscle fibers have been identified in its granulation tissue. Due to the peculiarities of the structural organization of fibroreticular tissue, woven and lamellar bones and their localization in the regenerate, it is proposed to distinguish organized and unorganized layers in the first, and typical and atypical (disorganized) components in the rest. Histomorphometry was used to obtain data on the actual values of the areas of hematoma, granulation, fibroreticular tissue, woven and lamellar bones on 3rd, 10th, 15th, 24th, 45th days after fracture modeling, their percentages to the total area of the regenerate and the dynamics of their changes from one period to another.

Conclusion. The histomorphometry data of the tibial regenerate on the 3rd, 10th, 15th, 24th and 45th days after surgery, as well as the revealed features of its histostructure, supplement the available information on bone fracture healing and can be used for fundamental medicine.

Цель – осуществить количественную оценку заживления перелома трубчатой кости, смоделированного путем нанесения в ней сквозного дефекта, и провести анализ существующих методик морфометрии костного регенерата.

Материал и методы. Данные получены на 30 белых половозрелых крысах, которым наносился сквозной дырчатый дефект в большеберцовых костях. Морфологическое и морфометрическое изучение регенерата осуществляли на 3, 10, 15, 24, 45-е сутки после операции на гистологических срезах.

Результаты. Исследование регенерата большеберцовой кости половозрелых крыс микроскопически характеризуется наличием гематомы на 3 и 10-е сутки, а также грануляционной ткани – на 3–24-е сутки, фиброретикулярной, грубоволокнистой тканей – на 3–45-е сутки и пластинчатой ткани – на 10–45-е сутки репаративного остеогенеза. Наряду с общеизвестными структурами регенерата в его грануляционной ткани выявлены мышечные волокна. В связи с особенностями структурной организации фиброретикулярной, грубоволокнистой, пластинчатой тканей и их локализацией в регенерате предложено выделить в первой организованный и неорганизованный слои, а в остальных – типичный и нетипичный (разрушающийся) компоненты. Методом гистоморфометрии получены данные о фактических значениях площадей гематомы, грануляционной, фиброретикулярной, грубоволокнистой и пластинчатой тканей на 3, 10, 15, 24, 45-е сутки после моделирования перелома, их процентных отношениях к общей площади регенерата и динамике их изменений от одного срока к другому.

Заключение. Данные гистоморфометрии регенерата большеберцовой кости на 3, 10, 15, 24, 45-е сутки после операции, а также выявленные особенности его гистоструктуры расширяют и дополняют имеющуюся информацию по заживлению переломов костей и могут быть использованы для фундаментальной медицины.

tubular boneregeneratehematomagranulation tissuefibroreticular tissuewoven bonelamellar bonemorphometrytechniqueтрубчатая костьрегенератгематомагрануляционная тканьфиброретикулярная тканьгрубоволокнистая тканьпластинчатая тканьморфометрияметодShcherbak NP, Mansurov DSh, Dorofeev YuL, et al. Features of the organization of traumatological care in the regions of the Russian Federation (A Scientific Review). Physiсal and Rehabilitation Medicine. 2021;3(3):62-72. [Щербак Н.П., Мансуров Д.Ш., Дорофеев Ю.Л., и др. Особенности организации травматологической помощи в регионах Российской Федерации. Физическая и реабилитационная медицина. 2021;3(3):62-72]. DOI: 10.26211/2658-4522-2021-3-3-62-72Vasilyeva LS, Slivnitsyna NV, Shevchenko OI, et al. Clinical and psychological features of combined trauma in participants of military actions. Polytrauma. 2024;2:55-61. [Васильева Л.С., Сливницына Н.В., Шевченко О.И., и др. Клинико-психологические особенности сочетанной травмы участников военных действий. Политравма. 2024;2:55-61]. DOI: 10.24412/1819-1495-2024-2-55-61Mikhanov VA, Kolosova NI, Polyakova VS, et al. The method to measure the evolution healing fractures of the tubular bones of rats in the experiment. Journal of Anatomy and Histopathology. 2017;6(1):58-62. [Миханов В.А., Колосова Н.И., Полякова В.С., и др. Способ количественной оценки динамики заживления переломов трубчатых костей крыс в эксперименте. Журнал анатомии и гистопатологии. 2017;6(1):58-62]. DOI: 10.18499/2225-7357-2017-6-1-58-62Luzin VI, Ivchenko DV, Pankrat’ev AA. A technique for modeling bone defects in laboratory animals. Ukraїns’kij medichnij al’manah. 2005;8(2):162. (In Russ.). [Лузин В.И., Ивченко Д.В., Панкратьев А.А. Методика моделирования костного дефекта у лабораторных животных. Український медичний альманах. 2005;8(2):162].Korzh NA, Deduh NV. Reparative bone regeneration: a modern view of the problem. Stages of regeneration. Orthopaedics Traumatology and Prosthetics. 2006;1:76-84. (In Russ.). [Корж Н.А., Дедух Н.В. Репаративная регенерация кости: современный взгляд на проблему. Стадии регенерации. Ортопедия, травматология и протезирование. 2006;1:76-84].Silant’eva TA, Chirkova AM, Erofeev SA. Method of histomorphometric examination of distractive osteogenesis. Patent RF №2213963 C2, published Date of publication. 10.10.2003. (In Russ.). [Силантьева Т.А., Чиркова А.М., Ерофеев С.А. Способ гистоморфометрического исследования дистракционного остеогенеза. Патент РФ №2213963 C2, опубл. 10.10.2003].Annikov VV, Slesarenko NA. Experimental research on the possibility of optimizing of reparative osteogenesis. Veterinarnaja praktika. 2005;1:14-18. (In Russ.). [Анников В.В., Слесаренко Н.А. Морфометрическая характеристика костного регенерата при его оптимизации с помощью аллопланта. Ветеринарная практика. 2005;1:14-18].Dєduh NV, Nіkol’chenko OA. Bone regeneration in Alimentary osteoporosis (experimental study). Orthopaedics Traumatology and Prosthetics. 2009;2(575):34-40. (In Ukrainian). [Дєдух Н.В., Нікольченко О.А. Регенерація кістки при аліментарному остеопорозі (експериментальне дослідження). Ортопедия, травматология и протезирование. 2009;2(575):34-40].Slisarenko OV, Bumeister VI. Reparative Osteogenesis under Dehydration. Tavricheskiy Mediko-Biologicheskiy Vestnik. 2013;16(1-1):222-224. [Слисаренко А.В., Бумейстер В.И. Течение репаративного остеогенеза в условиях обезвоживания организма. Таврический медико-биологический вестник. 2013;16(1-1):222-224].Ashukina NО, Diedukh NV, Geleta MM. Features of reparative osteogenesis in femur diaphyseal defects under condition of hypothyroidism modeling. Tavricheskiy Mediko-Biologicheskiy Vestnik. 2013;16(1-1):9-12. (In Ukrainian). [Ашукіна Н.О., Дєдух Н.В., Гелета М.М. Особливості репаративного остеогенезу в діафізарних дефектах стегнових кісток щурів за умов моделювання гіпотиреозу. Таврический медико-биологический вестник. 2013;16(1-1):9-12].Lebedinskiy VYu, Puseva ME, Netesin ES, et al. Dynamics of quantitative parameters of regeneration in the experiment. Sibirskij medicinskij zhurnal (Irkutsk). 2015;137(6):98-100. [Лебединский В.Ю., Пусева М.Э., Нетесин Е.С., и др. Динамика количественных параметров регенерации в эксперименте. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2015;137(6):98-100].Lebedinskiy VYu, Puseva ME, Netesin ES, et al. Qualitative characteristics of distraction forelimb bone graft in rabbits in experiment. Acta Biomedica Scientifica. 2015;5(105):62-65. [Лебединский В.Ю., Пусева М.Э., Нетесин Е.С., и др. Количественная характеристика дистракционного регенерата костей предплечья кролика в эксперименте. Acta Biomedica Scientifica. 2015;5(105):62-65]. URL: https://www.actabiomedica.ru/jour/article/view/116Mikhailov IN, Lebedinskiy VYu, Puseva ME, et al. Distraction forearm bone graft characteristics in experiment with stimulation of biologically active points. Acta Biomedica Scientifica. 2015;5(105):66-71. [Михайлов И.Н., Лебединский В.Ю., Пусева М.Э., и др. Характеристика дистракционного регенерата костей предплечья в эксперименте при стимуляции БАТ. Acta Biomedica Scientifica. 2015;5(105):66-71]. URL: https://www.actabiomedica.ru/jour/article/view/117Kovalchuk PYe, Hasko MV, Tuliuliuk SV. Reparative osteogenesis in normal conditions and in micronutrient iodine and selenium deficiency. Mezhdunarodnyj jendokrinologicheskij zhurnal. 2015;3(67):61-64. (In Ukrainian). [Ковальчук П.Е., Гасько М.В., Тулюлюк С.В. Репаративний остеогенез у нормі та за умов дефіциту мікроелементів йоду та селену. Международный эндокринологический журнал. 2015;3(67):61-64].Korenkov OV. Morphological peculiarities of bone healing in the place of experimental cortical defect of long bone of rats in the conditions of natural hydroxyapatite implantation. Orthopaedics Traumatology and Prosthetics. 2016;1(602):84-88. [Кореньков О.В. Морфологічні особливості загоєння дефекту коркового шару довгої кістки щурів за умов імплантації природного гідроксилапатиту. Ортопедия, травматология и протезирование. 2016;1(602):84-88]. DOI: 10.15674/0030-59872016184-88Shpakovskiy MS, Budaev AV, Razumov AS, et al. Cytomorphometric and immunohistochemical results of regenerate bone after intraosseous injection of the drug “Perftoran” at the osteosynthesis of femoral neck fractures (experimental study). Journal of New Medical Technologies. 2016;1:127-134. [Шпаковский М.С., Будаев А.В., и др. Результаты цитоморфометрического и иммуногистохимического исследований костного регенерата после внутрикостного введения препарата «Перфторан» при остеосинтезе переломов шейки бедренной кости (экспериментальное исследование). Вестник новых медицинских технологий. 2016;1:127-134]. DOI: 10.12737/18566Shyshchuk VD, Redko SI, Ogienko MN, et al. Disturbances of Reparative Osteogenesis in the Hypovolemia and their Correction in Experiment. Novosti Khirurgii. 2018;26(5):526-534. [Шищук В.Д., Редько С.И., Огиенко М.Н., и др. Нарушения репаративного остеогенеза при дегидратации и их коррекция в эксперименте. Новости хирургии. 2018;26(5):526-534]. DOI: 10.18484/2305-0047.2018.5.526Gorbach YeN. Morphometric analysis of blood vessels of tibial regenerate in tibia automatic lengthening at an increased rate. Morphology. 2018;153(1):33-38. [Горбач Е.Н. Морфометрический анализ сосудов регенерата большеберцовой кости при автоматическом удлинении голени с повышенным темпом. Морфология. 2018;153(1):33-38]. DOI: https://doi.org/10.17816/morph.398184Suchkov DI, Pavlov AV, Vinogradov AA, et al. Bone Regeneration in the Application of a New Device for Osteosynthesis in the Experiment. Acta Biomedica Scientifica. 2019;4(1):155-161. [Сучков Д.И., Павлов А.В., Виноградов А.А., и др. Морфологические особенности костного регенерата при применении нового устройства для погружного остеосинтеза в эксперименте. Acta Biomedica Scientifica. 2019;4(1):155-161]. DOI: 10.29413/ABS.2019-4.1.24Nadyrov EA, Nikolaev VI, Kirilenko SI, et al. The Morphological Characteristics of Bone Tissue Regeneration in the Application of Bone Grafting Auto-Mixture. Health and Ecology Issues. 2019;4(62):57-62. [Надыров Э.А., Николаев В.И., Кириленко С.И., и др. Морфологическая характеристика регенерации костной ткани при использовании трансплантационной костной аутосмеси. Проблемы здоровья и экологии. 2019;4(62):57-62].Nikonorova VG, Krishtop VV, Rumyantseva TA. Granulation tissue as a type of connective tissue (review). Journal of Medical and Biological Research. 2022;10(2):167-179. [Никонорова В.Г., Криштоп В.В., Румянцева Т.А. Грануляционная ткань как разновидность соединительных тканей (обзор). Журнал медико-биологических исследований. 2022;10(2):167-179]. DOI: 10.37482/2687-1491-Z098Guliuk AG, Zhelnin EV. Relationship of osteogenesis markers with processes of posttraumatic regeneration of alveolar bone. Fundamental research. 2013;7-3:534-539. [Гулюк А.Г., Желнин Е.В. Взаимосвязь маркеров остеогенеза и процессов посттравматической регенерации альвеолярной кости у крыс. Фундаментальные исследования. 2013;7-3:534-539]. URL: https://fundamental-research.ru/en/article/view?id=32050Remedios A. Bone and bone healing. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 1999;29(5):1029-44. DOI: 10.1016/s0195-5616(99)50101-0Serbest S, Tiftikci U, Tosun HB, et al. Is there a relationship between fracture healing and mean platelet volume? Ther Clin Risk Manag. 2016;12:1095-1099. DOI: 10.2147/TCRM.S108790Volkov AV, Bolshakova GB. Bone histomorphometry in regenerative medicine. Clinical and Experimental Morphology. 2013;3(7):65-72. [Волков А.В., Большакова Г.Б. Гистоморфометрия костной ткани в регенеративной медицине. Клиническая и экспериментальная морфология. 2013;3(7):65-72].