Sıçanlarda farklı şiddetteki darbeli elektromanyetik alan uygulamalarının kemik iyileşmesi üzerindeki etkisi

Abstract

Kemik iyileşmesi, yeni kemik yapımını arttırıcı osteoblastik ve osteoklastik faaliyetleri de içeren karmaşık bir süreçtir. Kemik iyileşmesini hızlandırmak için bir çok çalışma yapılmaktadır. Kullanılan yöntemlerden biri de darbeli elektromanyetik alan (DEMA) uygulamasıdır. Bu araştırmanın amacı; farklı şiddetlerdeki DEMA uygulamalarının kemik iyileşmesi üzerindeki etkilerinin histopatolojik ve histomorfometrik analiz ile değerlendirilmesidir.Sunulan prospektif, randomize ve tek kör çalışmada, 12 aylık Wistar albino sıçanlar (n= 40); kontrol (n= 10), 0.2 mT (n= 10), 1 mT (n= 10) ve 2 mT (n= 10) grupları olmak üzere dört gruba ayrıldı. Femur kemiğinde osteotomi yöntemiyle oluşturulan kırık parçalar mini plak ve mikro vidalarla rijit fiksasyon uygulanarak sabitlendi. Femurlarında kırık oluşturulan sıçanlara 15 Hz sabit frekansta, günde 1 saat olmak üzere 3 hafta süreyle ait olduğu grubun protokolüne uygun 0.2 mT (2 Gauss), 1 mT (10 Gauss) ve 2 mT (20 Gauss) olmak üzere 3 ayrı şiddette DEMA uygulandı ve DEMA uygulamasını takiben 1 hafta beklendi. Araştırmamızda kemik iyileşmesi, operasyon sonrası 4. haftada çıkarılan femur kemikleri üzerinde histopatolojik ve histomorfometrik analiz ile değerlendirildi. Histopatolojik değerlendirmede parametreler yüzdelerine göre 0-3 arasında skorlandı.Histopatolojik olarak yapılan değerlendirmede iltihap oranının DEMA uygulama şiddetinden bağımsız olmadığı (p= 0.025) ve 0.2 mT grubunda (skor 0= %21.4) kontrol grubuna kıyasla (%0) düşük olduğu, yeni kemik yapımının da DEMA uygulama şiddetinden bağımsız olmadığı (p= 0.019) ve 0.2 mT grubunda (skor 3 =21.4%) kontrol grubuna göre (%10) yüksek olduğu tespit edildi. Histomorfometrik analizde, osteoblast sayısının kontrol grubuna (16.90 ± 8.44) göre 1 mT grubunda (28.00 ± 8.84) anlamlı derecede yüksek olduğu (p= 0.018) bulundu.Sonuç olarak kemik iyileşmesinde en olumlu etkinin 1 mT şiddetinde meydana geldiği görüldü. Buna ek olarak, histopatolojik değerlendirmede inflamasyonun azaldığı ve kemik yapımının arttığı görülse de 0.2 mT şiddetinde daha fazla denek sayılarıyla yeni çalışmaların yapılması gerekmektedir.

Bone healing is a complex process including osteoblastic and osteoclastic activities in the advantage of bone formation. Accumulating studies have illustrated the effect of various methods on acceleration of bone healing. Pulsed electromagnetic field (PEMF) therapy is one these methods used to accelerate bone healing. The aim of this study was to evaluate the effects of different intensities of PEMF application on bone healing in rats.In this prospective, randomized and single blind study, 12-months-old Wistar albino rats (n=40) were divided into four groups as control (n=10), 0.2mT (n=10), 1mT (n=10) and 2mT (n=10) groups. To evaluate bone healing, fracture was created with dental fissure bur on rat femurs with osteotomy and fixed with miniplates and screws. Three different intensities of PEMF as 0.2mT (2 Gauss), 1mT (10 Gauss) and 2mT (20 Gauss) at 15 Hz frequencies were applied 1 hour/day for three- weeks according to their protocol. At the end of 4th-week, rats were sacrificed and femurs were removed. Histopathological and histomorphometrical analysis were performed. In histopathological analysis parameters were scored between 0-3 according their percentage rates.Results of histopathological evaluation showed inflammation is not independent from PEMF intensity (p=0.025) and there is a decrease in inflammation in 0.2mT group (score 0 =21.4%) when compared to control group (0%), new bone formation is not independent from PEMF intensity (p=0.019) and there is an increase in new bone formation (score 3 =21.4%) compared to control group (10%). In histomorphometric analysis, the only statistically significant difference was determined in 1mT group in which osteoblast number (28.00 ± 8.84) was significantly increased (p=0.018) when compared to control group (16.90 ± 8.44).It was concluded that 1mT group may be the most effective intensity of PEMF application in terms of acceleration of bone fracture healing. Additionally, when statistically significant decrease in inflammation and increase in new bone formation as histopathologically are considered, it is worth performing this research on higher number of animals in 0.2 mT group.