Shock waves can cause significant cytotoxic effects in tumor cells and tissues both in vitro and in vivo. However, understanding the mechanisms of shock wave interaction with tissues is limited. We have studied in vivo effects of focused shock waves induced in the syngeneic sarcoma tumor model using the TUNEL assay, immunohistochemical detection of caspase-3 and hematoxylin-eosin staining. Shock waves were produced by a multichannel pulsed-electrohydraulic discharge generator with a cylindrical ceramic-coated electrode. In tumors treated with shock waves, a large area of damaged tissue was detected which was clearly differentiated from intact tissue. Localization and a cone-shaped region of tissue damage visualized by TUNEL reaction apparently correlated with the conical shape and direction of shock wave propagation determined by high-speed shadowgraphy. A strong TUNEL reaction of nuclei and nucleus fragments in tissue exposed to shock waves suggested apoptosis in this destroyed tumor area. However, specificity of the TUNEL technique to apoptotic cells is ambiguous and other apoptotic markers (caspase-3) that we used in our study did not confirmed this observation. Thus, the generated fragments of nuclei gave rise to a false TUNEL reaction not associated with apoptosis. Mechanical stress from high overpressure shock wave was likely the dominant pathway of tumor damage.

• MeSH
• design vybavení MeSH
• elektrostimulační terapie přístrojové vybavení   metody   MeSH
• eosin MeSH
• experimentální nádory patologie   terapie   MeSH
• fluorescence MeSH
• hematoxylin MeSH
• imunohistochemie metody   MeSH
• kaspasa 3 metabolismus   MeSH
• koncové značení zlomů DNA in situ MeSH
• potkani inbrední LEW MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• mužské pohlaví MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Úvod: Obecně můžeme říci, že rázová vlna se vyznačuje prudkou změnou vlastností prostředí, kterým se šíří. V medicíně se rázová vlna používá již řadu let a její počátky jsou spojeny s léčbou konkrementů. Úspěchy, které byly dosažené na poli dezintegrace konkrementů, vedly k úvahám o jiném využití rázových vln v medicíně. Dnes se například věnuje velká pozornost možnosti poškození nádorové tkáně účinkem rázových vln. Tato práce je věnována použití v ortopedii. Metoda a materiál: Ke generování rázových vln byl použit nový zdroj, který byl vyvinut na Ústavu fyziky plazmatu. Je založen na principu mnohokanálového výboje, ke kterému dochází na povrchu kompozitní anody. V experimentech byly zjišťovány účinky rázové vlny na spojení kosti a kostního cementu. Jednotlivé vzorky byly rázovány a poté byla měřena síla, která je nutná k vytlačení kostního cementu z kosti. Výsledky: Byly porovnávány mezi sebou maximální síly naměřené u vzorků experimentálních a kontrolních. Z výsledků vyplývá, že síly nutné k vytlačení kostního cementu z experimentálního vzorku jsou v porovnání s kontrolními vzorky menší. Diskuze: Z toho můžeme usuzovat, že rázová vlna dokáže narušit spojení kosti a kostního cementu. Tohoto efektu by šlo později využít při reoperacích totálních kloubních náhrad.

Introduction: It can be generally said that a shock wave is characterized by a sharp change in the properties of the environment through which it spreads. In medicine, shock waves have been used for many years and the origins of their application are associated with the treatment of concretions. The success that had been achieved in the field of stone disintegration encouraged further considerations in respect of other applications of shock waves in medicine. Currently, for example, much attention is given to the possibility of damaging tumour tissue by the effects of shock waves. This paper focuses upon orthopaedic applications. Material and methods: A new source of generating shock waves, which was developed at the Institute of Plasma Physics, has been used. It is based on the principle of multichannel discharge which occurs on the surface of the composite anode. The effects of shock waves upon the connection between the bone and bone cement were studied in the experiments. Individual samples were treated by the shock wave and thereafter, the force necessary to displace bone cement from the bone was measured. Results: The maximum forces established in experimental samples were compared to those measured in control samples. The results indicate that compared to control samples, the force necessary to displace bone cement from an experimental sample is smaller. Conclusions: This suggests that the shock wave can influence the way the bone and bone cement connect. This effect could be later used in total joint replacements reoperations.

• Klíčová slova
• fokusovaná rázová vlna, výměna kyčelního kloubu, kostní cement,
• MeSH
• artroplastiky kloubů MeSH
• biomedicínský výzkum MeSH
• femur MeSH
• financování organizované MeSH
• kostní cementy MeSH
• litotripse metody   přístrojové vybavení   MeSH
• miniaturní prasata MeSH
• pilotní projekty MeSH
• reoperace MeSH
• studie případů a kontrol MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• techniky in vitro MeSH