Trombosit kaynaklı büyüme faktörü-BB emdirilmiş, biyolojik yıkılabilir poli(hidroksibütirat-CO-3-hidroksivalerat) çubuklar: Kırık iyileşmesi üzerine etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı kırık kemik sahasında, lokal trombosit kaynaklı büyüme faktörü (PDGF) salınımının kırık iyileşmesine faydasını ve cerrahi tedavide uygulanan implantların aynı zamanda kırık iyileşmesini hızlandırmak amacıyla sürekli salınım sistemi olarak kullanılabileceğini göstermektir.Çalışmada kullanılan biyoyıkılabilir çubukların hammaddesi olarak poli-ß-hidroksibütirat-co-3-hidroksivalerat (PHBV), salınacak madde olarak ise rekombinant rat PDGF-BB'si kullanılmıştır. Çalışmada ağırlıkları 300-350 gr olan toplam 35 erkek Sprague-Dawley cinsi rat kullanılmıştır. Çalışma grupları; kırık modeli oluşturulup herhangi bir tedavi almamış ratlar Grup A (n=10), tedavi olarak PDGF-BB içermeyen implant uygulanmış ratlar Grup B (n=10), tedavi olarak 600 ng PDGF-BB içeren implant uygulanmış ratlar Grup C (n=10) ve sağlıklı ratlar Grup D (n=5) olacak şekilde düzenlenmiştir. Tüm ratların sağ tibialarına genel anestezi altında implantların içerisine yerleştirilecekleri, çaplarına uygun delikler açılarak, Grup A ratlar bu haliyle kapatılmış; Grup B ve Grup C ratların tibialarına implant yerleştirilerek kapatılmıştır. Ratlar farklı kafeslerde normal diyetle beslenirken aktivite kısıtlamasına gidilmemiştir. İmplant yerleştirilen ratlar sakrifiye edilmeden önce aldıkları bakımın ardından 30. gün sakrifiye edilip çalışma tamamlanmıştır. Tüm ratların postoperatif 0. ve 30. günlerde direkt grafileri çekilmiş ve tibialar sakrifikasyon sonrası rezeke edilmiştir. Tüm grupların çalışma sonunda çekilen X-Ray grafileri radyolojik iyileşme açısından değerlendirilerek karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda grupların makroskopik olarak anteroposterior (AP) ve mediolateral (ML) kallus çapları ölçülmüştür. Mekanik testlerde maksimum burulma mukavemet gücü ve burulma sertlikleri hesaplanmıştır. Her gruptan rastgele seçilen ikişer adet tibia ise kallus içerikleri açısından histolojik olarak karşılaştırılmıştır.Çalışma sonuçları SPSS 17.0 (SPSS Inc, IL, U.S.A.) istatistik yazılımı ile değerlendirilmiştir. İstatistik incelemede kantitatif değerlerin karşılaştırılması için Tukey düzeltmeli tek yönlü varyans analizi, kalitatif değerlerin karşılaştırılması için ise ki-kare testi kullanılmıştır. p değerinin < 0.05 olması istatiksel olarak anlamlı kabul edilmiştir. İstatistik analiz sonucunda PDGF-BB içeren implant yerleştirilmiş olan Grup C ile tedavisiz bırakılmış ve boş implant uygulanmış grupların tibiaları arasında maksimum burulma mukavemet güçleri bakımından diğer üç gruba göre istatistiksel olarak anlamlı üstünlük bulunmuştur. Grup A, B'nin birbirleriyle karşılaştırmasında gruplar arasında anlamlı fark bulunamamıştır. Burulma sertliği açısından Grup C ile Grup A ve B arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmuş, Grup C ve Grup D arasında ise maksimum burulma mukavemet güçleri ve burulma sertlikleri açısından istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmamıştır.Yapılmış olan çalışmanın istatistik sonuçları incelendiğinde sürekli PDGF-BB salınımı yapan biyolojik olarak yıkılabilir implantlarla uygulanan tedavinin, diğer tedaviler ve tedavisiz bırakmaya göre anlamlı bir şekilde kırık iyileşmesini uyararak 1. ayın sonunda normale yakın yük taşıma kapasitesine ulaşılmasını sağladığı anlaşılmıştır. Çalışmamız kırık iyileşmesini hızlandırmak amacıyla, bu faktörlerden biri olan trombosit kaynaklı büyüme faktörünün biyoyıkılabilir implantlar yardımıyla oluşturulan sürekli salınım sisteminden lokal olarak salınmasının kırık iyileşmesini olumlu yönde etkilediğini göstermiştir. İnanıyoruz ki ileriki dönemlerde bu şekilde hazırlanmış olan sistemlerle uygulanacak olan tedavilerle hastaların kırık nedeniyle olan tedavi süreleri kısalarak hem maddi, hem manevi yönden daha iyi sonuçlar alınmasını sağlayacaktır.Anahtar Kelimeler: Kırık iyileşmesi, trombosit kaynaklı büyüme faktörü, poli-β-hidroksibütirat-co-3-hidroksivalerat, biyoyıkılabilir plastik, implant, ortopedik cerrahi, PHBV, PDGF

The aim of this study is to show that local release of PDGF on fracture site is useful at fracture healing and by the way an implant used at orthopaedic surgery can also be used as a continous release system to get a faster fracture healing.The implants used in our study were made of poly-ß-hydroxybutirate-co-3-hydroxyvalerate, and for growth factor release recombinant rat PDGF-BB was used. The study was carried out on 35 male Sprague-Dawley rats which weights were between 300 and 350 grams. Study groups were determined as; no treatment given group was named as Group A (n=10), an empty implant applied group was named as Group B (n=10), a fracture model was made and an implant carrying 600 ng?s (20 ng?s per day) of PDGF-BB group was named Grup C (n=10) and a healthy rat group named Group D (n=5). At all of the rats, right tibias were drilled 3 mm holes, Group A rats incisions were sutured after drilling, Group B and C rats suturing was performed after placing implants in the holes. The rats were fed on seperate cages and no activity restriction was performed. The rats get 30 days nursing before sacrifice. At postoperative days 0 and 30 all rats? X-Rays were achieved and the tibias were harvested after sacrifice. The anteroposterior and mediolateral diameters of all calluses at their thickest site were measured. The harvested tibias rotational resistance and rotational stiffness were measured and the groups were compared statistically. Two samples of Group A, B and C were evaluated and compared histologically for their callus contents.The results were evaluated at SPSS 17.0 (SPSS Inc, IL, U.S.A.) statistics software. To compare quantitative values one way ANOVA posthoc Tukey test was used. And qualitative values were compared by chi-square test. P values being <0.05 accepted as statistically significant. Results showed statistically significant difference for mechanical and radiological tests between Group C and other treatment groups; but no significance was found between Group C and healthy rats.After the analyse of the statistical results of the study we concluded that the treatment with continous PDGF releasing biodegradable implants is significantly stimulating fracture healing and reaching safely weight bearing capacity at the fractured bone as compared to other applied treatments at the end of 1st month postoperatively. The difference between the group acquiring our described treatment and the healthy rats group can be happened with the positive effect of the callus, but advanced studies should be performed to prove this theory.Our study showed the efficiency of the local platelet derived growth factor release from biodegredable implants which is used as continous release systems at the aim for accelerating fracture healing. We believe that treatments using these systems will provide better moral for patients and economic results by decreasing the treatment time caused by fractures.