Masquelet tekniğinde kullanılan sementin östrojen ile zenginleştirilmesi, optimal östrojen dozunun belirlenmesi ve ratlardaki serum östrojen seviyesinin takibi
Enri̇chment of cement used in the masquelet technique with estrogen, determi̇nation of opti̇mal estrogen dose and monitori̇ng serum estrogen levels in rats
Yazar: FURKAN ÖZÖNDER
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA GÖKHAN BİLGİLİ
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / İstanbul Bakırköy Dr. Sadi Konuk Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology

Özet:
AMAÇ: Çalışmamızın amacı, büyük kemik defektlerinde kullanılan Masquelet tekniğinde oluşan membranın kalitesini artırmak ve böylelikle geniş kemik defekti olan kırıklarda kemik kaynamalarının süresini kısaltmak ve kemik kaynamama oranlarını düşürmektir.
MATERYAL VE METOD: Çalışmamız, 20 adet Wistar Hannover cinsi, ortalama 300-350 gr. ağırlığındaki ratlar üzerinde gerçekleştirildi. Her grupta 5'er hayvan olacak şekilde 4 adet grup oluşturuldu. K grubunda (kontrol) grubunda çimento içeriğine herhangi bir östrojen materyali uygulanmadı. Diğer E1, E2, E3 grubunda ise östradiol hemihidrat sırasıyla 4, 6, 8 mg. olacak şekilde çimento materyali içerisine eklendi. Cerrahi öncesinde ve cerrahi sonrası 3, 14, 28 ve 42. günlerde ratlardan kan alındı ve alınan kanlarda biyokimyasal olarak östrojen seviyesi takibi yapıldı. Sakrifikasyon sonrası alınan membran örnekleri histolojik olarak incelendi.
Anestezi uygulaması sonrası, her ratın sağ arka uyluk bölgesinden yapılan insizyon sonrası katlar uygun bir şekilde geçilerek femura şaftına ulaşıldı. Femurun lateral korteksi kaslardan sıyrılarak plak uygulanabilecek hale getirildi. 6 delikli mini plak distalden 2 ve proksimalden 2'şer adet vida ile sabitlendi. Ortada kalan kısma kontrollü bir şekilde ortalama 1 cm'lik kemik defekti oluşturuldu. Defektif alana uygulanacak PMMA için her grupta ayrı dozlama yapıldı. Uygulama sonrası katlar uygun biçimde kapatıldı. Ratlar anesteziden uyandırıldı ve kafeslerine alındı. 42. günde tekrar anestezi sonrası eski insizyon kullanılarak sement uygulanmış olan cerrahi alana ulaşıldı. PMMA üzerinde oluşan membran üzerinden alınan örnekler %10'luk formol solüsyonu içerisine alındı. Ardından uygun boyama işlemleri sonrası histolojik analizler gerçekleştirildi. Ratlardan cerrahi öncesi ve cerrahi sonrası belirli günlerde alınan kanlarda serum östrojen düzeyi takibi yapıldı.
BULGULAR: Tüm ratlardan alınan indüklenmiş membran örneklerinin histolojik olarak incelenmesi sonucunda bütün gruplarda osteogenezis sürecine dair bulgular gözlemlendi. Östrojen dozu arttıkça kemik yapım bulgularının daha fazla olduğu görüldü. Ayrıca gruplardan alınan kan değerlerinin biyokimyasal incelemesi sonucu zamana göre yapılan ortalama östrojen seviyesi ölçümlerinin istatistiksel olarak anlamlı olmadığı görüldü (F=1.085 ; p=0.39). Ratların ameliyat öncesi alınan kan örneklerindeki bazal östrojen seviyesinin 1,69ng/L ile 5,83ng/L aralığında değiştiği görülmüştür.Histolojik değerlendirmede membran kalitesinin en iyi E3 grubunda olduğu görüldü.
SONUÇ: Masquelet tekniğinin ilk aşamasında defektif alana eklenen çimentonun içerisine östrojenin eklenmesi oluşacak indüklenmiş membranın kalitesini arttırmaktadır. Bu çalışma, PMMA sementine eklenen östrojen dozu arttıkça, indüklenmiş membran (İM) kalitesinin iyileştiğini, eklenen östrojenin lokal etki gösterdiğini sistemik dolaşıma karışmayarak östrojenin olası sistemik yan etkilere yol açmayacağını düşündürmektedir. 
Anahtar Kelimeler: Östrojen, indüklenmiş membran,  Masquelet, kemik defekti

Abstract:
Objective: The aim of our study was to improve the quality of the membrane formed during the Masquelet technique, used for large bone defects, thereby reducing the time required for bone healing and decreasing the rates of non-union in fractures with extensive bone defects.
Materıals and methods: Our study was conducted on 20 Wistar Hannover rats weighing approximately 300–350 grams. Four groups were formed, each consisting of 5 rats. No estrogen material was added to the cement in the control group (Group K). In groups E1, E2, and E3, estradiol hemihydrate was added to the cement material at doses of 4 mg, 6 mg, and 8 mg, respectively. Blood samples were collected preoperatively and on postoperative days 3, 14, 28, and 42 to monitor serum estrogen levels biochemically. Membrane samples obtained after sacrifice were examined histologically.
After anesthesia, an incision was made on the right posterior thigh of each rat, and the layers were dissected to expose the femoral shaft. The lateral cortex of the femur was stripped from the muscles, allowing for plate application. A six-hole mini plate was fixed with two screws distally and two screws proximally. A controlled 1 cm bone defect was created in the middle section. PMMA cement with specific dosages was applied to the defective area for each group. The layers were closed appropriately, and the rats were awakened from anesthesia and returned to their cages. Membrane formation was allowed for 42 days. On day 42, under anesthesia, the initial incision was reopened to access the surgical site with cement. Samples from the membrane formed over the PMMA were collected and placed in a 10% formalin solution. Histological analyses were performed following appropriate staining procedures. Serum estrogen levels were monitored biochemically using blood samples collected preoperatively and at designated postoperative time points.
RESULTS: Histological examination of the induced membrane samples from all rats revealed findings related to the osteogenesis process in all groups. Higher estrogen doses were associated with increased bone formation findings. A statistically significant increase in histological scores was observed with increasing estrogen doses. Immunohistochemical analyses showed significant increases in BMP-4, VEGF, and IGF-1 expressions in groups E2 and E3, as indicated by immunoreactive scoring. Additionally, biochemical analyses of blood samples showed that the average serum estrogen levels over time were not statistically significant (F=1.085; p=0.39). Basal estrogen levels in blood samples taken preoperatively ranged from 1.69 ng/L to 5.83 ng/L.
CONCLUSİON: Adding estrogen to the cement used in the first stage of the Masquelet technique enhances the quality of the induced membrane. This study suggests that increasing the estrogen dose added to PMMA cement improves the quality of the induced membrane (IM). Furthermore, the locally applied estrogen does not enter systemic circulation, minimizing potential systemic side effects.
Keywords: Estrogen, induced membrane, masquelet, bone defect