Diz ekleminde oluşan osteokondral lezyonların tedavisinde küçük çaplı mikrokırık üzerine örtülmüş 3 farklı aselüler matriks skafoldun kıkırdak iyileşmesine etkilerinin karşılaştırılması; Hayvan deneyi çalışması

Abstract

Amaç: Bu çalışmada tavşanlarda, küçük çaplı mikrokırık yöntemiyle hazırlanmış osteokondral defekt alanı üstünde uygulanacak olan doku biyomühendisliği sayesinde üretilmiş yeni skafold poli(D,L-laktit-co-kaprolakton) (PLCL) un kıkırdak hasarının önlenmesinde ve kıkırdak iyileşmesinde Chondro-Gide® ve Maioregen® e alternatif bir tedavi seçeneği olup olamayacağını görmek ve etkilerini karşılaştırmak amaçlanmıştır.Metod: Çalışmada 24 tavşan kullanılmıştır. Tavşanlar her iki dizinden de opere edilmiş bu sayede 48 tavşan dizi çalışmaya dahil edilmiştir.Çalışmanın başlangıcında bu tavşanlar 2 ana gruba ayrılmıştır. 1. ana gruptaki 12 adet tavşanın sol dizlerinde oluşturulan osteokondral defekt alanına sadece küçük çaplı mikrokırık uygulaması yapılarak bırakılmış, aynı tavşanların sağ dizlerindeki defektli alana küçük çaplı mikrokırık zemininde Chondro-Gide® uygulaması yapılmıştır. 2. ana gruptaki geri kalan 12 adet tavşanın iki dizine de osteokondral kıkırdak defekt oluşturulduktan sonra, sol dizlerindeki defektli alana küçük çaplı mikrokırık zemininde Maioregen® skafold uygulaması, sağ dizlerindeki defektli alana yine küçük çaplı mikrokırık zemininde yeni skafold poli(D,L-laktit-ko-kaprolakton) (PLCL) uygulaması yapılmıştır. Ana gruptaki her hayvanın 6 tanesi erken dönemde (4. haftanın sonunda), 6 tanesi de geç dönemde (12. haftanın sonunda) sakrifiye edilmiştir. Bu sayede, her alt grupta 6 diz bulunacak şekilde 4 erken ve 4 geç dönem grubu oluşturulmuştur. Sakrifiye edilen hayvanlardan alınan iyileşmiş osteokondral lezyonlar makroskopik (ICRS) ve histopatolojik (O'Driscoll) incelemeye tabi tutulmuştur. Bulgular: Makroskopik izlemde erken dönem defekt bölgelerinin çoğu örnekte tam olarak kapanmadığı görülmektedir. Geç dönem tüm gruplara (Grup 5,6,7,8) bakıldığında, erken dönem gruplara (Grup 1,2,3,4) göre anlamlı yüksek ICRS skorlamaları izlenmiştir. Geç dönemde ICRS skorlamada geç Chondro-Gide® (Grup 6) (9.3±1.7) ve geç PLCL (Grup 8) (10,25±1.9) birbirine yakın sonuçlar elde etse de, geç dönemde bir tek anlamlı makroskopik skor farkı (p˂0,05), geç PLCL (Grup 8) (10,25±1.9) ile geç Maioregen® (Grup 7) (8 ± 2) grupları arasında izlenmiştir. Grup 8 de istatistiksel olarak anlamlı yüksek ICRS skor elde edilmiştir.Histopatolojik incelemede modifiye O'Driscoll skorlamasına göre erken döneme ait gruplar arasında istatistiksel anlamlı fark bulunmamaktadır (p>0.05). Geç döneme ait gruplar kendi içlerinde kıyaslandığında , bir tek geç PLCL grubu (Grup 8) ve geç dönem sadece küçük çaplı mikrokırık uygulanan grup (Grup 5) arasında, grup 8 de daha yüksek skorlama olmak üzere istatistiksel anlamlı fark izlenmiştir (p˂0,05). Her bir grubun erken ve geç dönemleri kendi aralarında kıyaslandığında, sadece küçük çaplı mikrokırık uygulanan grubun erken ve geç dönemleri arasında (Grup 1 ve 5) anlamlı fark olmamakla birlikte, PLCL grubunun erken ve geç dönemi arasında (Grup 4 ve 8) (p˂0,001) en fazla olmak üzere, diğer gruplarda istatistiksel olarak anlamlı fark izlenmiştir; Chondro-gide® erken ve geç dönem(p˂0,05), Maioregen® erken ve geç dönem (p˂0,05)Kollajen 1 boyanma yoğunluğu istatistiksel olarak değerlendirildiğinde erken döneme ait gruplar arasında anlamlı fark bulunmamaktadır (p>0.05). Geç dönem sadece küçük çaplı mikrokırık uygulanan grup (Grup 5) ile kıyaslandığında Geç Maioregen® (Grup 7) (p˂0,01) ve Geç PLCL(Grup8) (p˂0,0001) gruplarında anlamlı düşük; grup 6 ile kıyaslandığında ise grup 8 (p˂0,01) grubunda anlamlı düşük tip 1 kollajen boyanma yoğunluğu gözlenmektedir.Kollajen 2 boyanma yoğunluğuna istatistiksel olarak bakılırsa, erken dönem grupları kendi aralarında kıyaslandığında sadece grup 1 (8.7 ± 0.8)ve grup 2 (13.7± 1.7) arasında anlamlı bir artış (p˂0,001) bulunmaktadır. Geç gruplara bakıldığında ise grup 5 ile kıyaslandığında grup 6 (p˂0,01), grup 7(p˂0,0001) ve grup 8 (p˂0,0001) in anlamlı yüksek; grup 6 ile kıyaslandığında ise grup 7 (p˂0,05) ve grup 8 (p˂0,0001) de anlamlı yüksek; grup 7 ile kıyaslandığında ise grup 8 (p˂0,05) de anlamlı yüksek kollajen tip 2 yoğunluğu izlenmiştir.Sonuç: Poli(D,L-laktit-ko-kaprolakton) (PLCL) skafold ile tedavi edilen defektlerin, klinik olarak halen yaygın kullanımı olan Chondro-Gide® ve Maioregen® skafold ile örtülen osteokondral defektler ile kıyaslandığında, geç dönemde histopatolojik olarak daha iyi bir yüzey düzgünlüğüne ve yapısal bütünlüğe sahip olduğu, kıkırdak onarımı sahasında daha çok hyalin kıkırdak içerdiği ve daha iyi tip 2 kollajen boyama gösterdiğini söyleyebiliriz. Anahtar kelimeler: Osteokondral defekt, Skafold, Hayvan deneyi

ABSTRACTAim: In this study, by using a novel scaffold poly(D, L-lactide-co-caprolactone) (PLCL) produced by tissue bioengineering which was applied on the osteochondral defect area prepared by small diameter microfracture, we aimed to see whether it was an alternative treatment option to Chondro-Gide® and Maioregen® at preventing cartilage damage and providing cartilage healing or not; and to compare their effects.Method: 24 rabbits were used in the study. We operated both knees of each rabbits. First of all these rabbits were divided into 2 main groups. Left knees of 12 rabbits in group 1 were selected as a control group, then only the small diameter microfracture was applied to the osteochondral defect area. After applying the small diameter microfracture to the osteochondral defect area on right knees of same rabbits, Chondro-Gide® application was performed. After the osteochondral defects were formed in the both knees of the other 12 rabbits in group 2, small diameter microfracture was applied to all defect areas. While Maioregen®skaffold application was performed to the defect area on left knees and poly(D, L-lactide-co-caprolactone) application was performed on the defect area at right knees. Six of these animals in each main group were sacrificed in the early period (at the end of the 4th week) and the other 6 in the late period (at the end of the 12th week). On this account, 4 early and 4 late groups were formed (n: 6) with 6 knees in each subgroup. Healed osteochondral lesions from the sacrificed animals were subjected to macroscopic (ICRS) and histopathological (O'Driscoll) examinations.Results: : In macroscopic observation, it was seen that most of the early defect areas in examples were not recovered. When all groups in the late period were examined, significantly higher ICRS scores were observed compared to early periods of them.Even though late period ICRS scores got close results between Chondro-Gide® (Grup 6) (9.3±1.7) ve PLCL (Grup 8) (10,25±1.9), only meaningful macroscopic consequences were shown in between late PLCL (Grup 8) (10,25±1.9) and late Maioregen® (Grup 7) (8 ± 2) groups.There was no significant difference between early groups according to modified O'Driscoll score histopathologic examination. When the early and late periods of each group were compared, only statistically significant difference was observed between the early and late periods (group 1 and 5) of the group with small diameter microfractures as only (p˂0,001). When looking at late stage groups, there was only statistically significant difference between the group 8 and 5, with a higher score in group 8 (p˂0,05). The best histologic score was observed in the late PLCL group (group 8).When the intensity of collagen 1 staining was evaluated statistically, there was no significant difference between groups belonging to early examination. When compared to group 5, group 7 (p˂0,01) and 8 (p˂0,0001) showed a significant decrease. Compared with the group 6, there was a significant decrease in group 8 (p˂0.01).When density of collagen 2 staining was evaluated among early groups, there was an increase in group 3 (p˂0,001) while compared with group 1. On the other hand, there was an increase in group 6 (p˂0,01), 7 (p˂0,0001) and 8 (p˂0,0001) among late groups. While compared with group 6 (p< 0,01), there was an increase in group 7 (p˂0,05) and 8 (p˂0,0001). Lastly, while compared with group 7, there was a meaninful increase in group 8 (p˂0,01).Conclusion: Compared osteochondral defects covered with Chondro-Gide® and Maioregen® scaffolds, which are currently clinically widespread use, with defects covered with poly(D, L-lactide-co-caprolactone) (PLCL) scaffold were histopathologically better surface smoothness, structural integrity and cartilage repair contained more hyaline cartilage in the field and showed better type 2 collagen staining.Key words: Osteochondral defect, Skaffold, Animal experiment