Overektomi yapılmış ratlarda alendronate uygulama zamanının spinal füzyon üzerine etkisi

Abstract

Yaşlı ve osteoporotik hastalar değişik omurga rahatsızları nedeniylesıklıkla spinal artrodez cerrahisine maruz kalabilmektedirler. Osteoporoznedeniyle antirezortif ilaç kullanan ya da kullanacak olan hastalarda, füzyonoluşumuyla ilgili sorunlar çıkabileceği eskiden beri ortaya atılmaktadır ve bununlailgili hayvan çalışmaları yapılmaktadır. Cerrahi sonrası alendronate tedavisiuygulanan hayvanlarda füzyon oluşumuna ait farklı çalışmalar vardır. Ancakalendronate tedavisi uygulanan postmenapozal osteoporoz modeli oluşturulmuşhayvanlarda bu ilacın cerrahi öncesi kesilmesinin füzyon oranını ne şekildeetkilediğine dair yeterli yayın yoktur. Çalışmamızda, ovx ratlarda cerrahi öncesialendronate tedavisinin kesilmesinin füzyon oluşumu üzerine etkileriincelenmiştir.Bu amaçla 50 adet Wistar cinsi rata Ovx yapılmış ve 9 hafta sonunda ratlarIII gruba ayrılarak, I. ve II. gruba iliak kanattan alınan otogreft ile L4-L5 arasıspinal füzyon uygulanmıştır. Füzyon ameliyatından hemen ratların dorsalbölgelerinden I. gruba plesebo amaçlı serum fizyolojik ve II. gruba alendronatenjeksiyon şeklinde verilmiştir. III. gruba ise Ovx' den 9 hafta sonra 6 haftasüreyle haftalık subkutan alendronat tedavisi verilmiş ve 1 haftalık beklemeyitakiben 7. hafta sonunda L4-L5 arası spinal füzyon uygulanmıştır. Bütün gruplarspinal füzyon sonrası 6. haftada sakrifiye edilerek füzyon dokuları ellemanüplasyon, mekanik testler ve histolojik olarak değerlendirilmiştir.6. hafta sonunda sakrifiye edilen bütün füzyon dokularının elledeğerlendirmesinde füzyon oranları grup I (kontrol) de %50 (7/14), grup II de%17,6 (3/17) ve grup III' te ise %55,5 (%5/9) olarak bulunmuştur ancak buistatistiksel olarak anlamlı değildir (p>0.05).Füzyon dokularının mekanik değerlendirmesinde sonuçlarının mediandeğerleri ise; grup I'de 498±20.7, grup II'de 481±23,7 ve grup III'de 480.4±26,2(MPa)'dır ve istatistiksel olarak arada anlamlı bir fark yoktur (p>0.05).Çalışmayı tamamlayan ratların tamamına sakrifiye edildikten sonra önarkaplanda çekilen direkt grafiler değerlendirildi. Oluşan füzyon kitlesi, L4-L5arası mesafedeki optik dansite göz önüne alınarak iki kör gözlemci tarafından değerlendirildi. Füzyon oranları grup I'de %71 (10/14), grup II'de %41 (7/17)ve grup III'de %89 (8/9) olarak bulunmuş ve gruplar arasında istatistiksel olarakanlamlı bir fark olmadığı görülmüştür.Histolojik değerlendirmede, Grup I'de uygulanan kemik fragmanlarıarasında çok az kıkırdak ve endkondral kemik oluşumu gözlendi. Grup III' tedaha fazla olmak üzere grup II ve III'te hyalin kıkırdak içeren bölgeler dahayoğun izlendi ve bu da endkondral ossifikasyonda bir gecikme olarak yorumlandı.Bu durum alendronatın kemiğin yeniden şekillenme sürecini yavaşlattığının birgöstergesi olabilir.Sonuç olarak, alendronatın füzyon cerrahisi öncesi kesilmesinin füzyondokusu üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir inhibisyon etkisi yoktur. Histolojikdeğerlendirmede ise alendronate alan gruplarda enkondral ossifikasyonda gecikmeve ortaya çıktığı gözlenmiştir.

Spinal arthrodesis surgery, which is the most common application of bonegraft, is performed in the elderly. Even if effects of anti-resorptive drugs on bonegraft healing is precisely unknown, these drugs can be started in osteoporoticpatients pre and post-operatively to decrease bone fragility. We studied the effectof bisphosphonates (alendronate) on bone graft healing in an ovariectomized(overectomy) rat spinal arthrodesis model.The female Wistar rats (n=50) were ovariectomized according to thestandart procedure. They were randomized into three groups after ovariectomysurgery at 9 weeks: group I; spinal arthrodesis + saline, Group II; spinalarthrodesis + alendronate 1 μgr /kg / week (postopratively), and group III;alendronate 1 μgr /kg / week (preoperatively) for 6 weeks+ spinal arthrodesis.The animals were sacrified at 6 weeks after fusion surgery and their vertebraeswere evaluated by manual palpation, histomorphometry, x-ray and mechanicaltesting.Fusion rates by manual palpation were obtained 50%, 17% and 55% ingroup I, II and III respectively. There were also no statistically differences onmechanical test results. In conclusion, application time of the alendronate did notstatistically affect the lumbar spinal fusion rates in this Ovx rat model study.All of the samples determined fused by manual palpation was evaluated bya non-destructive, three-point bending test using a biomechanical testing machine.The results of the three-point bending test in each of the experimental groups wereno significantly greater than the corresponding values in all groups.Histologic evaluation; the cartilage matrix was gradually replaced by bonethrough endochondral ossification and integrated with the newly formed boneextending from the transverse processes at 6 weeks after surgery. Endochondralcartilage matrix was delayed in the Aln-treated animals.As a result; in the ovariectomized rats, alendronate has no statisticallysignificant affect on spinal fusion outcome by manual palpation, biomechanical testing and radiological assesment. The histologic evaluation of Aln-treatedanimals was revealed delayed endochondral cartilage matrix compared to thecontrol group. Application time of the alendronate did not statistically affect thelumbar spinal fusion rates in this Ovx rat model study.