Ratlarda tek doz intraartiküler olarak uygulanan bupivakain ve levobupivakain enjeksiyonuna bağlı kondrotoksitenin araştırılması
Investigation of chondrotoxcicity caused by single intraarticular injection of bupivacaine and levobupivacaine in rats
Yazar: CELAL AKGÜN
Danışman: PROF. DR. FATMA ERTUĞRUL
Akdeniz Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Anesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Anestezi ve Reanimasyon = Anesthesiology and Reanimation
Dizin: Bupivakain = Bupivacaine ; Kıkırdak-artiküler = Cartilage-articular ; Levobupivakain = Levobupivacaine ; Sıçanlar = Rats ; Toksisite = Toxicity

Özet:
İntraartiküler lokal anestezik enjeksiyonu anestezistler ve ortopedistler tarafından sıklıkla uygulanan prosedürlerden birisidir. Ancak son dönemlerde yapılan çalışmalar, bupivakain, lidokain ve ropivakain gibi sıklıkla kullanılan lokal anesteziklerin çoğunun insan ve hayvan kondrositleri üzerinde in vivo ve in vitro olarak toksik olduğunu göstermektedir. Bu lokal anesteziklerle kısa süreli maruziyet; kondrosit metabolizmasında azalma, kondrositlerde apoptozis, nekrozda artma ve yoğun morfolojik kıkırdak degradasyonuna neden olur. Hayvanlarda ağrı pompasının kullanıldığı modellerde, devamlı lokal anestezik maruziyeti sonrasında, yoğun kıkırdak nekrozu gösterilmiştir.
Bu çalışmanın amacı rat diz eklemine tek doz intraartiküler olarak yapılan bupivakain ile levobupivakain?in kısa ve uzun dönem etkilerini araştırmaktır.
Akdeniz Üniversitesi Deney Hayvanları Ünitesi?nde üretilmiş ve aynı şartlarda yetiştirilmiş 2-3 aylık, 250-300 gr ağırlığında Rattus Norvegicus cinsi 60 dişi rat çalışmaya dahil edildi. 60 adet rat öncelikle Bupivakain grubu ve Levobupivakain grubunu oluşturacak şekilde 30 ratlık 2 gruba ayrıldı. Her grup kendi içinde 1. hafta, 1. ay ve 6. ay olmak üzere 10?ar rattan oluşan 3 ayrı gruba bölündü. Sonuç olarak 10?ar rattan oluşan 6 grup meydana getirildi. Uygun antiseptik koşullar sağlandıktan sonra anestezi altında ratların sağ diz eklemlerine intraartiküler olarak bulundukları gruba göre 0.25 ml bupivakain veya levobupivakain uygulanırken sol diz eklemlerine 0.25 ml salin (%0.9 NaCl) solüsyonu uygulandı ve ratlar kafeslerindeki normal yaşam alanlarına geri bırakıldı. Grup türüne göre ratlar enjeksiyondan 1 hafta, 1 ay ve 6 ay sonra sakrifiye edilerek diz eklemleri çıkarıldı. Elde edilen kıkırdak dokusu örnekleri, ışık mikroskopik düzeyde rutin boyamalar, İmmunohistokimyasal ve TUNEL (Terminal Deoksinükleotidil Transferaz-Aracılı Deoksiüridin Trifosfataz Kırık Uç İşaretleme) gözlemleri için parafine gömülmek üzere hazırlandı. Kondrosit incelemeleri için hematoksilen-eozin boyama, ekstraselüler matriks için Toluidin ile boyama yapıldı. Apoptoza uğramış hücrelerin tespiti için TUNEL yöntemi uygulandı. Kollajen 2 ve agrekanın ekstraselüler matriksteki yoğunluklarının tespiti için immunohistokimyasal yöntem kullanıldı.
Bupivakain uygulanan rat grubunun TUNEL metodu sonuçlarına baktığımızda; 3 grup da (1 hafta, 1 ay, 6 ay) kontrol gruplarına göre daha fazla apoptoza uğramış hücreye sahipti. Benzer olarak levobupivakain gruplarının TUNEL sonuçlarında da kontrol gruplarına göre daha fazla apoptoza uğramış hücre vardı. Ayrıca hem bupivakain hem de levobupivakain gruplarında kontrol gruplarına göre ekstraselüler matriks içeriğinin azaldığı görüldü.
Sonuç olarak bupivakain ve levobupivakainin intraartiküler olarak enjeksiyonu kondrotoksik olarak değerlendirilmiş olup; klinik uygulamalarda gerek tek doz gerekse de uzun süreli infüzyon pompaları ile kullanımlarında bu riskin göz önünde bulundurulması gerektiğini düşünmekteyiz

Abstract:
Intraarticular local anaesthetic injection is a common procedure appied by anaesthetists and ortopedic surgeons. But, recent studies have shown that many of local anaethetics that used commonly as bupivakaine, lidocaine and ropivacaine have toxic effects on both human and animal chondrocyte in vivo and in vitro. Short term exposure with these local anaesthetics cause decrease in condrocyte metabolism, apopitosis in condrocyte, increase in necrosis and dense morfological cartilage degradation. In the animal model with the use of pain pomp, dense cartilage necrosis after continue local anaesthetic exposure has been shown.
This study aims to investigate the short and long term effects of single dose intraarticular bupivakaine and levobupivakaine applied to knee joint.
Sixty female Rattus Norvegicus rats which are 2-3 months aged and weighing 250 to 300 gr were used throughout the study. Rats were obtained from Akdeniz University Experimental Animal Unit. Two main groups were formed as bupivacaine and levobupivacaine group each contained 30 animals and then every group divided into three (n=10) as 1 week, 1 mounth and 6 mounths (It means 6 groups were formed each contains 10 animals). Under aseptic conditions and anaesthesia, 0,25 ml bupivakaine or levobupivacaine according to the group were injected to the right knee joints and 0,25 ml saline solution (0,9% NaCl) to the left. Animals were then returned to their cages. Animal were sacrified 1 week, 1 mounth or 6 mounths after the drug administration according to the study group and knee joints were resected. Cartilage tissue samples were washed with phosphate buffered saline solution (PBS) with three times and were prepared for the rutine procedure by light microscopy, ımmunohistochemical and TUNEL observations by parafine embedded blocks. Hematoxylin and eosin for condrocyte examination, toluidin blue for extracelluler matrix and TUNEL technique for the identifing the apopitototic cells were used. Dense of collagen 2 and agrecan in the extracellular matrix were detected by immunohistochemical method.
According to the TUNEL results of bupivakaine rat group; there were more apopitotic cells in all three study groups (1 week, 1 mounth and 6 mounths) compared to the control group. Similarly, there were more apopitotic cells in the result of TUNEL of levobupivacaine study groups compared to the control. Besides, content of extracellular matrix in both bupivacaine and levobupivacain study groups were decreased compared to the control groups. 
In conclusion, we consider that intraarticular injection of bupivacaine and levobupivacaine is chondrotoxic and we think that risk of chondrotoxicity should be take into cosideration in the use of either as single dose or as long term infusion pomp