Geri Dön

Periost grefti plateletten zengin plazma ile beraber kullanıldığında kemik defekt iyileşmesini artırır mı? Tavşan zigomatik arkta deneysel çalışma

Periosteal graft improves healing of bone defects when used together with platelet-rich plasma? Experimental study in rabbits zygomatic arch

PDF İndir

  1. Tez No: 371219
  2. Yazar: ARZU TÜRKSEVEN TOPAÇOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. DERYA ÖZÇELİK
  4. Tez Türü: Tıpta Uzmanlık
  5. Konular: Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi, Plastic and Reconstructive Surgery
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Düzce Üniversitesi
  10. Enstitü: Tıp Fakültesi
  11. Ana Bilim Dalı: Cerrahi Tıp Bilimleri Bölümü
  12. Bilim Dalı: Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 170

Özet

Kemik defekti içeren yüz kırıkları klinikte karşımıza sık çıkan sorunlardandır (1,2). Kemik defektlerinin tedavisinde halen en geçerli yöntem kemik greft ve flepleri ile onarım olmasına rağmen, hücre bazlı yöntemlerin önemi gün geçtikçe artmaktadır (1,2). Periost hücreleri multipotent mezenkimal ve osteoprogenitör hücreler içerir. Yüksek proliferasyon ve farklılaşma oranı ile mezenkimal kök hücrelere (MKH), osteogenik progenitör hücrelere ve osteoblastlara farklılaşarak kemik iyileşmesine önemli katkı sağlarlar (3). Son yıllarda doku mühendisliğinin gelişmesiyle periost hücreleri, kolay elde edilebilir olması, osteojenik aktivitesi ve büyüme faktörlerine (TGF beta-1, PRP, BMP-2) gösterdiği gelişmiş yanıt ile ilgi odağı olmuştur (3). Trombositten zengin plazma (TZP) kanın farklı iki frekansta sanrifüj edilmesiyle oluşan bir maddedir. Vasküler endotelyal büyüme faktörü (VEGF), trombosit kaynaklı büyüme faktörü (PDGF), transforming büyüme faktörü α ve β (TGF α ve β), epidermal büyüme faktörü (EGF), fibroblast büyüme faktörü (FGF), insülin benzeri büyüme faktörü (IGF) gibi büyüme faktörlerini içerir. TZP içindeki trombosit miktarı normal plazmadakinin 3-5 katıdır. Bu ürüne trombin ilavesiyle trombositlerin α-granüllerinden çok sayıda mediatör salınır. Bunların hemen hepsi kemik iyileşmesinde görev alan mediatörlerdir. Otolog doku olması nedeniyle son on yılda özellikle kemik iyileşmesinde klinikte sık kullanılmasına sebep olmuştur. Yapılan klinik çalışmalarda yara ve kemik iyileşmesini hızlandırdığı; şişliği, ağrıyı, enfeksiyonu ve skarı azalttığı, kanama kontrolü sağladığı ortaya konulmuştur (4-10). Ayrıca kemik greftleri ve periostal hücreler ile birlikte, büyüme faktörlerinin otolog kaynağı olan TZP'nin kemik döngüsü ve periost hücrelerinin biyolojik davranışı üzerinde olumlu etkisi olduğu gösterilmiştir (3). Biz kemik iyileşmesine pozitif katkıları bilinen periost grefti ve trombositten zengin plazma kombinasyonunun, defekt oluşturulmuş membranöz kemikte yeni kemik oluşumunu artırıp artırmadığını radyolojik ve histolojik olarak inceledik, konrol grupları ile karşılaştırdık ve istatistiksel olarak fark olup olmadığını araştırdık. iii Çalışmada toplam 12 adet New Zealand erişkin tavşan kullandık. Lateral insizyonlar ile sağ ve sol zigomatik arkları ortaya koyduk. Tavşanların bilateral zigomatik arklarında (24 adet zigoma) standart olarak 5 mm kemik defekt oluşturduk. Denekleri 3 gruba ayırdık: 1.Grup (Deney Grubu): Periost grefti+TZP uygulama grubu olan bu grupta yer alan toplam 12 adet tavşanın sağ zigomatik arkları lateral insizyonlar ile ortaya konuldu ve sağ zigomatik ark orta hatta 5 mm'lik kemik defekti oluşturuldu. Deneklerin kraniyumundan 4x1,5 cm ebatlı kranial periost grefti alındı. Ardından deneklerden 12 cc kan alındı. Alınan kanın 8,5 cc'si TZP elde etmek için özel kitler ile işlendi, geriye kalan 3,5 cc kan ise otolog trombin elde etmek için kullanıldı. TZP ve trombin steril petri kabında karıştırılarak aktive TZP elde edildi. Jel kıvamına gelmiş aktive plateletten zengin plazma, periost greftinin içine konuldu. Periost grefti 6-0 poliglekapron sütür ile tüp haline getirildi ve uç kısımları sağlam kalan zigoma uçlarındaki periosta sütüre edildi (n: 12 zigoma). Periost grefti zigomayı kılıf şeklinde sarmış oldu. Deri 4-0 ipek sütürlerle kapatıldı. TZP elde etmek için alınan kan sadece o tavşan için kullanıldı. 2.Grup (1. Kontrol Grubu: 6 zigoma): Sadece periost grefti uygulanan grupta toplam 6 adet tavşanın sol zigomatik arkları lateral insizyonlar ile ortaya konuldu ve sol zigomatik ark orta hatta 5 mm'lik kemik defekti oluşturuldu, deneklerin kraniyumları orta hat insizyonları ile ortaya konularak 4x1,5 cm ebatlı kranial periost grefti alındı, 6-0 polyglekapron sütür ile tüp haline getirilerek zigomatik ark defekt etrafına sütür ile sabitlendi. Bu grupta TZP kullanılmadı (n:6 zigoma). Deri 4-0 ipek sütürlerle kapatıldı. 3.Grup (2. Kontrol Grubu: 6 zigoma): Sadece silikon sonda uygulanan bu grupta toplam 6 adet tavşanın sol zigomatik arkları lateral insizyonlar ile ortaya konuldu ve sol zigomatik ark orta hatta 5 mm'lik kemik defekti oluşturuldu. Osteokonduktif etki sağlaması için silikon tüp defekti çevreleyecek biçimde zigoma uçlarına geçirildi (n:6 zigoma). Deri 4-0 ipek sütürlerle kapatıldı. Postoperatif takip süresi 8 ve 16 hafta idi. Sekizinci haftada 3 deney grubu, 2 periost greft grubu, 1 de silikon tüp grubundan zigoma görüntülenecek şekilde 3 tavşana üç boyotlu tomografi (3D-BT) çekildi. Sekizinci haftada 1 tavşanın bilateral zigomaları histolojik inceleme için alındı. iv 16 hafta sonunda ise geriye kalan 11 tavşana anestezi altında üç boyutlu tomografi çekildi ve sonrasında zigomatik arkları çıkarıldı. Zigomatik ark üzerinde oluşturulmuş kemik defekt alanları yeni kemik oluşumu açısından bir de mikrotomografi (mikro-BT) çekilerek değerlendirildi. Son olarak histolojik verileri incelendi. Histolojik inceleme sonuçları ''Modifiye Heiple'' ve ''Bosch'' sınıflamalarına göre derecelendirildi ve sonuçlar istatistiksel olarak karşılaştırıldı. 3D-BT değerlendirme ile 16. haftada hesaplanan yeni oluşan kemik miktarları gruplar arasında karşılaştırıldı. 1. Grup, periost+TZP grubunda (Deney grubu) 2,5±1,51 mm, 2. Grup, periost greft grubunda (1. Kontrol grubu) 1,9±1,53 mm, 3. Grup, Silikon tüp grubunda (2. Kontrol grubu) 3,7±2,02 mm olarak tespit edildi. Gruplar arasında yeni oluşan kemik miktarları açısından istatistiksel olarak anlamlı bir fark olmadığı saptandı (p=0.232). Grupların 16. hafta sonunda Mikro-BT ölçümlerinden elde edilen Kemik Volümleri (BV) (mm3) ortalamaları açısından karşılaştırılmasında gruplar arasında anlamlı fark saptandı (P=0.029): 1. Grup, periost+TZP (Deney grubu) ile 2. Grup, periost grefti (1. Kontrol grubu) arasında anlamlı bir fark bulunamadı (P=0.137). 1. Grup, periost+TZP (Deney grubu) ile 3. Grup, silikon tüp (2. Kontrol grubu) arasında anlamlı bir fark bulundu (P=0.028). 2. Grup, periost grefti (2. Kontrol grubu) ile 3. Grup, silikon tüp (2. Kontrol grubu) arasında anlamlı bir fark bulunamadı (P=0.967). Grupların 16. hafta sonunda Mikro-BT ölçümlerinden elde edilen Kemik Mineral Yoğunluğu (BMD) (mm2) ortalamaları açısından karşılaştırılmasında gruplar arasında anlamlı fark saptandı (P=0.047): 1. Grup, periost+TZP (Deney grubu) ile 2. Grup, periost grefti (1. Kontrol grubu) arasında anlamlı bir fark bulunamadı (P=0.953). 1. Grup, periost+TZP (Deney grubu) ile 3. Grup, silikon tüp (2. Kontrol grubu) arasında anlamlı bir fark bulundu (P=0.001). v 2. Grup, periost grefti (1. Kontrol grubu) ile 3. Grup, silikon tüp (2. Kontrol grubu) arasında anlamlı bir fark bulunamadı (P=0.166). Histolojik değerlendirme sonunda gruplar 16. haftada histolojik skorlama sistemine göre karşılaştırıldı. Modifiye Heiple Sınıflamasına göre gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı (P=0.015). Bosch Kemik Rejenerasyon Sınıflamasına göre gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı (P=0.015). 1. Grup, periost+TZP (Deney grubu)'da grade 2 (%45.5), grade 1 (%54.5), grade 0 (%0) histolojik olarak yüzde cinsinden iyileşme oranları diğer gruplara göre daha fazla idi. Bunu sırası ile 2. Grup, periost grefti (1. Kontrol grubu)'da grade 2 (% 0), grade 1 (%40 ), grade 0 (%60) ve 3. Grup, silikon tüp (2. Kontrol grubu)'da grade 2 (%0), grade 1 (%33.3), grade 0 (%66.7) izledi. Bu çalışma sonucunda, TZP ve periost greft kombinasyonunun kemik iyileşme üzerine olumlu etkileri saptanmasına rağmen, periost grefti+TZP (Deney grubu) grubunda daha fazla kemik rejenerasyonu görülse de periost greftinin tek başına kullanıldığı grup ile karşılaştırıldığında fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı. Peirost grefti+TZP grubunun, silikon tüp (2. Kontrol grubu) grubu ile karşılaştırıldığında, farkın anlamlı olması ise hem periost grefti hem TZP'nin kemik iyileşmesi üzerine pozitif katkı sağladığını düşündürdü. Ayrıca histolojik olarak her 3 grupta da osteokondüktif etki sağlayacak biçimde konulmuş olan periost greftleri ve silikon tüplerin karşılaştırılması yapıldığında periost greftli olan grupların kemik iyileşmesi silikon tüplü gruba göre belirgin fazla olması bize periost greftlerinin tek başına osteokondüktif etki ile değil aynı zamanda osteoindüktif etki ile de kemik iyileşmesini artırdığını düşündürdü. Tüp biçiminde periost greftine bir de TZP eklendiğinde kemik iyileşmesinde daha fazla artış olması TZP'nin pozitif yönde osteoindüksiyonu artırdığını düşündürmektedir. Kemik iyileşmesi üzerine sağladığı yararların saptanabilmesi ve istatistiksel olarak anlamlı bir fark ortaya konabilmesi için, TZP'nin daha yüksek trombosit konsantrasyonlarıyla hazırlandığı ve tekrarlayan dozlarda uygulanabildiği benzer çalışmalara ihtiyaç vardır. Hücre bazlı yöntemlerin otolog dokulardan hazırlanması, kolay hazırlanması ve uygun maliyetli olması bizim çalışmamızda sadece periost grefti kullanılan gruba göre istatistiksel olarak çok anlamlı çıkmamış olsa da kullanılabileceğini bu konuda yapılacak ileri çalışmaların konuyu daha çok aydınlatacağını düşünüyoruz. vi Hücre bazlı yöntemlerden biri olan TZP'nin kemik defektlerinin iyileşmesinde sınırlı olsa da pozitif yönde katkı sağladığını düşünmekteyiz. Özellikle erken dönemde (8. hafta) hızlı kemik iyileşmesi sağladığını düşündük. Tekrarlayan dozlarda uygulanması deney modelimizde mümkün olmadı. Deneklerin hayati tehlikesi nedeni ile benzer çalışmalarda da tek doz uygulanmıştır. Klinik uygulamalarından da bilindiği üzere 3-4 aşamalı tekrarlayan dozlarda uygulandığı takdirde daha pozitif sonuçlar elde edilebileceğini düşünmekteyiz. Kemik iyileşmesini artırabilecek her türlü girişim rekonstrüktif cerrahi için bir anlam teşgil etmektedir. Kemik iyileşmesini artıran hücre bazlı tedavilerin gelecekte de ön planda olacağına inanıyoruz. ANAHTAR SÖZCÜKLER; Kemik iyileşmesi, trombositten zengin plazma (TZP), tavşan, zigomatik ark, periost, kırık, greft

Özet (Çeviri)

Facial fractures with bony defects are common problems faced in the clinic (1,2). The importance of cell-based methods is increase progressively, despite the fact that restoration with bone grafts and flaps is still the most valid method for the treatment of bone defects (1,2). Periosteum cells include multipotent mesenchymal and osteoprogenitor cells. They contribute significantly to bone healing by differentiating into mesenchymal stem cells, osteogenic progenitor cells and osteoblasts with their high proliferation and differentiation rates (3). While tissue engineering has progressed in recent years, periosteum cells have become the focus of interest by being easy to acquire, due to their osteogenic activity and improved response to growth factors (TGF beta-1, PRP, BMP-2) (3). Platelet-rich plasma (PRP) is a material acquired with the centrifugation of blood in two different frequencies. It includes growth factors such as vascular endothelial growth factor (VEGF), platelet derived growth factor (PDGF), 'transforming' growth factor α and β (TGF α and β), epidermal growth factor (EGF), fibroblast growth factor (FGF), and insulin-like growth factor (IGF). The platelet amount included in the PRP is 3-5-folds of the amount of platelets in normal plasma. A high number of mediators are secreted from α-granules of platelets with addition of thrombin. Almost all of these mediators play a role in bone healing. It has frequently been used clinically in the last ten years, especially for bone healing, because it is autologous tissue. In the clinical studies conducted, it has been proven to accelerate wound and bone healing, reduce swelling, pain, infection and scarring, and facilitate bleeding control (4,5,6,7,8,9,10). It has also been demonstrated that PRP, the autologus source of growth factors, has a positive effect on bone cycle and the biological behavior of the periosteum cells with bone grafts and periostial cells (3). We have investigated histologically and radiologically whether or not new bone formation of defected membranous bone is enhanced with periostial graft and platelet-rich plasma combination, which is known to have positive effects on bone healing, compared with the control groups, and evaluated the presence of statistical significance. viii We used 12 New Zealand rabbits. The right and left zygomatic arches were exposed through lateral incisions. We created standard 5 mm bone defects on the bilateral zygomatic arches (24 zygomatic bones) of rabbits. We then divided the subjects into 3 groups: Group 1 (Experiment Group): Right zygomatic arches of 12 rabbits in this group, the periosteum graft+PRP application group, were exposed with lateral incisions and 5mm bone defects were formed at the right zygomatic arch midline. 4x1,5cm cranial periosteum grafts were extracted from the craniums of the subjects. Then, 12 cc of blood samples were obtained from the subjects. 8,5cc of the blood were processed with special kits to obtain PRP and the remaining 3,5cc were used to obtain autologous thrombin. PRP and thrombin were mixed in sterile petri dish and activated PRP was obtained. Jelly-activated platelet-rich plasma was placed into the periosteum graft. The periosteum graft was sutured with 6-0 polyglecapron in the form of a tube and sutured to the periosteum at the ends of the zygomatic bones (n:12 zygoma). The periosteum graft was covering the zygomatic bone like a case. It was then closed with 4-0 silk sutures. The blood sample that had been obtained in order to be processed for PRP, was used only for the rabbit from which the sample was obtained. Group 2 (1st control group: 6 zygomatic bones): The left zygomatic arches of 6 rabbits in this group, and the periosteum graft of only the application group, were exposed with lateral incisions, and 5 mm bone defects were created at the midline of the left zygomatic arch, and 4x1,5 cm cranial periosteum grafts were extracted from the craniums of the subjects that had been exposed through midline cranial incisions, and the periosteum graft was sutured with 6-0 polyglecapron in the shape of a tube and fixed around the zygomatic arch defects. PRP was not used in this group (n:6 zygoma). It was then closed with 4-0 silk sutures. Group 3 (2nd control group: 6 zygomatic bones): The left zygomatic arches of 6 rabbits in this group, the silicon drain-only application group, were exposed with lateral incisions and 5mm bone defects were created at the midline of the left zygomatic arch. A silicone tube was placed so as to cover the defect in order to obtain osteoconductive effect (n:6 zygoma). The skin was then closed with 4-0 silk suture. ix The postoperative follow-up period was at the 8th and the 16th weeks. In week 8, three-dimensional computed tomography (3D-CT) was performed on 3 rabbits with imaging of the zygomatic bones for 3 in the experimental group, 2 in the periosteum graft group, and 1 in the silicone tube. The bilateral zygomatic bones of 1 rabbit were removed for histological examination. The remaining 11 rabbits underwent 3D-CT under anesthesia and their zygomatic bones were removed at the end of 16 weeks. Bone defect areas on the zygomatic bones were examined with microtomography (micro-CT) to evaluate new bone formation. The histological data were evaluated as the last step. The histological examination results were classified as“Modified Heiple”and“Bosch”classifications, and the results were compared statistically. The quantities of newly formed bone at the end of 16 weeks were compared among the groups with 3D-CT evaluation. This was determined as 2,5±1,51 mm in Group 1 (periosteum+PRP group (experiment group)), 1,9±1,53 mm in Group 2 (periosteum graft group (1st Control group)), and 3,7±2,02 mm in Group 3 (Silicone tube group (2nd Control group)). No statistically significant difference was determined among the groups with regard to the quantity of newly formed bone (p=0.232). A significant difference was determined among the groups when the mean Bone Volumes (BV)( mm3 ) were compared (P=0.029): No significant difference was determined between Group 1, the periosteum+PRP (experiment group) and Group 2, the periosteum graft group (1st Control group) (P=0.137). A significant difference was determined between Group 1, the periost+PRP group (experiment group), Group 3, and the Silicone tube group (2nd Control group) (P=0.028). No significant difference was determined between Group 2, the periosteum graft group (1st Control group) and Group 3, the Silicone tube group (2nd Control group) (P=0.967).x A significant difference was found among the groups when the mean Bone Mineral Density (BMD)(mm 2 ) obtained from micro-CT results were compared No significant difference was detected between Group 1, the periosteum+PRP (experiment group) and Group 2, the periosteum graft group (1st Control group) (P=0.953). A Significant difference was detected between Group 1, the periosteum +TRP group (experiment group), and Group 3, the Silicone tube group (2nd Control group) (P=0.001). No significant difference was found between Group 2, the periosteum graft group (1st Control group) and Group 3, the Silicone tube group (2nd Control group) (P=0.166). The groups were compared according to the histological scoring system at the end of 16 weeks for the histological evaluation. A statistically significant difference was determined among the groups according to the Modified Heiple Classification (P=0.015). A statistically significant difference was determined among the groups according to the Bosch Bone Regeneration Classification (P=0.015). Grade 2 (%45.5), grade 1 (%54.5), grade 0 (%0) histological healing percentages were higher in Group 1 (the periosteum+PRP (experiment group)) than in the other groups. And it was grade 2 (% 0), grade 1 (%40), grade 0 (%60) in Group 2 (periosteum graft group (1st Control group)), and grade 2 (%0), grade 1 (%33.3), grade 0 (%66.7) in Group 3 (Silicone tube group (2nd Control group)), respectively. Although the positive effects of PRP and periosteum graft combination on bone healing have been determined as a result of this study, despite bone regeneration being observed to be higher in the periost graft+PRP (experiment group), no statistically significant difference was determined when compared to the periosteum graft only. A significant difference between the silicone tube (2nd control group) and the periosteum graft+PRP groups has rendered the consideration that both PRP and periosteum graft contribute to bone healing. We have concluded that periosteum grafts enhance bone healing with osteoconductive, in addition to osteoinductive effects, as histological bone healing was observed to be significantly higher in groups with periosteum graft than the silicone tube group, and at the same time, the periosteum grafts and silicone tubes xi were placed as they could exhibit osteoconductive activity. It is thought that PRP increases the osteoinduction in a positive direction due to further enhancement of bone healing with addition of PRP to the periosteum graft formed as a tube. Similar studies in which PRP is prepared in higher concentrations and applied repeatedly are required to determine the benefits on bone healing and to put forth the statistical significance. We think that cell-based methods may be used, as they are prepared from autologous tissues, easy to obtain and cheap, in spite of the fact that the results were not so statistically significant in our study, compared to the periosteum graft-only group, and further studies in this matter will enlighten the subject further. We think that PRP, one of the cellular-based methods, positively contributes to healing of bony defects. We observed that it provided quick healing, especially in the early period (8th week). Repeated doses were not possible in our experimental model. In other studies, too, a single dose was applied, due to the vital risk of the subjects. We think that 3-4 stepped repeated doses, as known from clinical applications, may provide more favorable results. Any method that may improve bone healing is meaningful for reconstructive surgery. We believe that cell-based methods enhancing bone healing will be important in the future, too.

Geri Dön