XV. MÄ°LLÄ° TÃœRK ORTOPEDÄ° VE TRAVMATOLOJÄ° KONGRE KÄ°TABI

ABSTRAKTLAR, BÖLÜM 14: ARAÅžTIRMALAR

<< | Ýçindekiler | >>

DANA KEMİĞİNDEN ELDE EDİLEN PARSİYEL SAFLAŞTIRILIMIŞ BONE MORFOGENETIC PROTEZN (ppbBMP) KULLANILARAK KOYUN MODELİNDE TRANSPEDİKÜLER GİRİŞLE DENEYSEL ANTERİOR SPİNAL FÜZYON

Genel olarak başarılı bir girişim olarak kabul edilen spinal füzyon cerrahisinde ilk yayınlardan bu yana bildirilen psödoartroz oranı %5 ile %35 arasında değişmektedir (6,16,20). Spinal füzyon oluşumu çeşitli faktörlere bağlıdır ve bu nedenle bireysel farklılıkların klinik değerlendirmelerini yapmakta zorlanılmaktadır. Hayvan modellerinin kullanılması füzyon biyolojisinin anlaşılmasına ve biyolojik desteklerin araştırılmasına olanak verecektir. Hayvan modellerinde yapılan spinal füzyon çalışmalarında otogreft, allogreft, ksenogreft ve biomateryeller kullanılmış, son zamanlarda büyüme faktörleri uygulanmaya başlamıştır(2,13,14). Kullanılan büyüme faktörleri arasında demineralize bone matriks, sığır ve insan kemiğinden elde edilmiş kemik morfonegentik protein (BMP), rekombinant gen tekniği ile elde edilmiş insan kemik morfogenetik proteini (rhBMP) bulunmaktadır (14). BMP'nin kullanıldığı klinik ve deneysel çalışmalarda taşıyıcı sistem olarak biomateryeller, otogreft, demineralize kemik matriksi, kemik iliği, kollajen ve kollajen olmayan proteinler, fibrin, alçı kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, koyun modelinde, posterior girişimle transpediküler yoldan disk aralığına ulaşılarak, disk materyelinin kürete edilmesi ve oluşturulan defekt içine sığır kemiğinden parsiyel saflaştırma yöntemi ile elde edilen bBMP'nin, alçı taşıyıcı sistemi içinde yerleştirilerek, anterior füzyon oluşturulması ve füzyonun histolojik ve radyolojik olarak değerlendirilmesidir.

Gereç ve Yöntem

Yerel satıcıdan 8 adet koyan satın alındı. Koyunlar, İ.Ü Veterinerlik Fakültesinde veteriner hekim kontrolünde bakıma alındırlar. Sığır kemiğinden BMP saflaştırılmasında, Urist tarafından tanımlanan parsiyel saflaştırma yöntemi kullanıldı(19). Ameliyatlar sırasında, 20 mg alçı ile 20 mg bBMP karıştırılarak 3 mm çapındaki implantlar hazırlandı. Aynı hayvanın lomber bölgesinde L3-L4 disk aralığı A grubu, L4-L5 disk aralığı B grubu ve L5L6 disk aralığı C grubu olarak hazırlandı. A grubuna otogreft, B grubuna alçı, C grubuna alçı-bBMP bileşimi implantasyonu planlandı. Ameliyatlar, İ.Ü VeterinerlikFakültesi Cerrahi Ana Bilim Dalı ameliyathanesinde gerçekleştirildi. Xylazine ve ketamine ile genel anestezi uyguladı. Sağ spina lilaka posterosuperlordan spongiöz kemik alınarak, 3 mm çapında greft hazırlandı. L4 transpekdiküler yolu ile L3L4 aralığına otogreft; L5 transpediküler yolu ile L4-L5 aralığına alçı; L6 transpediküler yolu ile de L5-L6 aralığına alçı bBMP bileşimi implante edildi. Transpediküler giriş ve disk materyelinin küretajı sırasında ameliyatta direk grafi çekilerek lokalizasyonun doğruluğu gözlendi (Şekil 1 ). Füzyon oluşum radyolojik vv histolojik çalışmalarla değerlendirildi. Ki-kare testi kullanılar A, B ve C gruplarındaki kemik oluşum farkı karşılaştırıldı.

Sonuçlar

Cerrahi girişimler, ortalama bir buçuk saat sürdü. Ameliyat döneminde komplikasyon olmadı. Erken ve geç ameliyat sonrası dönemde enfeksiyon, nörolojik komplikasyon görülmedi. Direk radyolojik inceleme sonucunda A grubunda 3, C grubunda 7 hayvanda füzyon gelişti. Bu grubunda füzyon oluşmasıydı (Şekil 2 ). MRG görüntülemelerinde, alçı-bBMP implante edilmiş disk aralıklarında, enflamasyon dokusu ile çevrili kemikleşme adacıkları saptandı (Şekil 3 ). Otogreft ve implantasyon alanlarının histolojik incelemeleri sonunda radyolojik ve histolojik sonuçlar ki-kare testi ile elde edildi. Her 3 gruptan elde edilen radyolojik ve histolojik sonuçlar ki-kare testi ile değerlendirildiğinde C grubuna (alçı bBMP) ait sonuçlar anlamlı olarak farklı bulundu (p <0.001).

Tartışma

İnterbody füzyon amacıyla AIBF ve PIBF teknikleri kullanılmaktadır. AIBF'da psödoartroz farklı oranları bildirilmiştir(13). Komplikasyon oranı yüksektir ve morbiditesi fazladır(22). PIBF için bildirilen psödoartroz oranları daha düşük ve birbirine yakın olmakla birlikte posterior elemanların geniş eksizyonu, nörolojik komplikasyon riski, epidural fibrozis ve dura yırtılması görülen komplikasyonlardır(3). Transpedlküler yol vertebra fiksasyonu amacıyla 1963 yılından bu yana kullanılmakta, vertebra ve pedikül morfolojisinin tanımasıyla transpediküler yolun kullanımı yaygınlaşmaktadır(13). Transpediküler yoldan girilerek vertebra korpus hacminin %50'si çıkartılabilmektedir(15). Vertebra tümörlerinde açık ve perkutan tarnspediküler biyopsi uygulamaları bildirilmiştir(7). Güven ve arkadaşları tarafından Pott absesinin transpedükler yoldan drene edilebileceği bildirilmiştir(8). Simpson ve arkadaşları 1993'te, Le Roux 1994'te torakal disk hernili hastalarda, transpediküler yoldan disk eksizyonu uygulamışlar ve sonuçların başarılı olduğunu bildirmişlerdir(11,16). Bu çalışmalarda belirtilen ortak nokta vertebra posterior veya anterior elemanları zarara uğratılmadan ve morbidite azaltılarak vertebra kcrpusuna ve disk aralığına ulaşılabileceğidir.

BMP etkisiyle mElenkimal kaynaklı osteoprogenitör hücreler kondroblast ve osteoblastlara dönüşerek kemik yapımını başlatmaktadırlar(9). Çalışmamızın histolojik inceleme sonuçları alçı-bBMP implante edilen disk aralıklarında gelişen yeni kemik yapımının, mezenkimal kaynaklı hücrelerden kaynaklanan osteoblastik aktivite ile meydana geldiğini desteklemektedir. Çalışmamızda alçı-bBMP ve otogreft ile elde edilen kemikleşmenin hem endokondral hemde intramembranöz özellikte görülmüştür. Literatürde bu konuda tartışmalar olmakla birlikte Boden tarafından spinal füzyon biyolojisiyle ilgili deneysel çalışmada tavşan modelinde oluşturulan PLIF'da endokondral ve intramembranöz kemikleşmenin birlikte geliştiği gösterilmiştir. Otogreft seviyelerinde, alçıbBMP seviyelerine göre daha düşük oranda kemikleşmeyle birlikte bu kemikleşmenin histolojik olarak daha yavaş gelişmekte olduğu görülmüştür. Otogreft ve BMP'in karşılaştırıldığı spinal füzyon çâlışmalarında otogreftin BMP'e göre daha yavaş kemik oluşumu sağladı, BMP'in füzyon oluşumunu hızlandırdığı bildirilmiştir(4).

Alçı-bBMP bileşimi yeni kemik oluşumunu sağlamış, alçı bBMP etkisini inhibe etmemiş ve bBMP'in yavaş salınımını sağlamıştır. Yamazaki fare uyluk kasına alçı-bBMP ile kemikleşme olduğunu görmüş, alçının tamamen rezorbe olduğunu, yabancı cisim reaksiyonu oluşturmadığını ve BMP aktivetisini engellemediğini bildirilmiştir(24). Çalışmamızda kullandığımız alçı taşıyıcı sistemi ile Yamazaki ve arkadaşlarının fare kası için bildirmiş olduklarıyla benzer sonuçlar el ettik.

Sonuç

Çalışmamızın sonuçları, uyguladığımız cerrahi teknikle posteriordan transpediküler yol kullanılarak, ek instabilite yaratmadan disk aralığına greft yerleştirilerek interbody füzyon uygulanabileceğini ve günümüzde kullanılan interbody füzyon tekniklerine seçenek olabileceğini; BMP'in otogrefte göre radyolojik ve histolojik olarak ideal özelliklere sahip olduğunu göstermekte ve daha önce yapılan çalışmalar da gözönüne alındığında BMP'in, yüksek psödoartroz oranına sahip spinal füzyon girişimine destek sağlayabileceği, morbidite ve komplikasyon riski taşıyan otogrefte ve sınırlı kullanımı olan allogrefte seçenek olabileceğini desteklemektedir.

Referanslar

1. Boden, S. D., Schimandle, J. H.: Lumbar in tertransverse process spinel arthrodesis witih use of bovine derived osteoinductive bone protein. J. Bone Joint Surg. 77A:1404, 1995.

2. Boden, S. D., Schimandle, J. H.: Biological enhancement of spinal fusion. Spine 205:113, 1995.

3. Cloward, R. B.: The treatment of ruptured lumbar intervertebral discs by vertobral body fusion. J. Neurosurgery 10:154-168, 1953.

4. Cook, S. D., Dalton, J. E.: In.vivo evaluation of recombinant human osteogenic protein (rh OP-1) implants as a bone graft substitute for spinal fusions. spine 19:1655, 1994.

5. Dahners, L. E., Funderbruk, C. H.: Gentamicin-loaded plaster of paris as a treatment of experimental osteomyelitis in rabbits. Clin Orthop. 219:278, 1987.

6. De Palma, A. F., Rothman, R. H.: The nature of psudoarthrosis. Clin Orthop. 59:113, 1958.

7. Fidler, M. W., Niers B. B. A. M.: Open transpedicular biopsy of the vertebral body, J. Bone Joint Surg. 728:884, 1990.

8. Güven, O., Yalçın, S., Karahan, M., Esemenli, T.: Transpedicul drainage of Pott's abscess: A repot of two cases. Am. J. Orthop. (United States) 24:421, 1995.

9. Harakas, K. N.: Demineralized bone matrix induced osteogenesis. Clin. Orhop. 188:239, 1984.

10. Jortikka, L., Marttinen, A.: Partally purifled reindeer (rangifer tarandus) bone morphogenetic protein has a high bone-forming activity compared with some other arictodactyls. Clin. Orthop. 297:33 1993.

11. Le Roux, P. D., Haglund, M. M., Harris, A. B.: Thorasic disc disease experience with the transpedicular approach in twenty consecutive patient. Neurosurgery 33:58, 1993.

12. Mackey, D., Varlet, A.: Antibiotic loaded plaster of paris pellets. An in vitro study of a possible method of local antibiotic therapy in bone infection. Clin. Orthop. 167:263, 1982.

13. Mageri, F.P.: Stabilization of the lower thoracic and lumbar spine with extemal skeletal fixation. Clin. Ortho, 189:1251, 1984. T18.

14. Malinin, I. T., Brown, D. M.: Bone allografts in spinal surgery. Clin Orthop. 154:68, 1981.

15. Schimandle, H. J., Boden, S. D.: Spine update, The use of animal models to study spinal fuslon. Spine 19:1998, 1994.

16. Simpson, J. M., Silveri, C. P.: Thorasic disc herniatin. Re-evaluation of the posterior approach using a modified costotransversectomy. Spine 18:1872, 1993.

17. Steinmann, J. C., Herkowitz, H. N.: Pseudoarthrosis of the spine. Clin. Orthop. 284:80, 1992.

18. Stringham, D. R., Hadjipavioce, A.: Percutaneous transpedicular biopsy of the spine. Spine 19:1985, 1994.

19. Urist, M. R., Lietze, A., Dawson, E.: Beta tricalciumphosphate delivery system for bone morphogenetic protein. Clin. Orthop. 187:277, 1984.

20. Urist, M. R., Lietze, A., Mizutani, H. Tagaki, K.: A Bovine low molecular weight bone morphogenetic protein (BMP) fraction. Clin. orthop. 162:219, 1982.

21. Walter, A. L., Thompson, M. D.: Pseudoarthrosis following spine fusion. J. Bone Joint Surg. 31A:400, 1949.

22. Watkins, R.: Anterior lumbar interbody fusions surgical complications. Clin. Orthop. 284:47, 1992.

23. Wiltse, C. C., Hutchinson, R. M.: Surgical treatment of spondylolisthesis. Clin. Orthop. 35:116, 1964.

24. Yamazaki, Y. Shinichiro, O.: Response of mouse femoral muscie to an implant of a composite of bone morphogenetic protein and plaster of Paris, Clin. Orthop. 234:240, 1988.