Osteoporotik tavşan modelinde femur boynuna kemik çimentosu uygulayarak kalça biyomekanik parametrelerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of hip biomechanical parameters by cementing collum femoris on osteoporotic rabbit model
Yazar: TÜRKER CEM ACAR
Danışman: PROF. DR. NEVZAT DABAK
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2010
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Biyomekanik = Biomechanics ; Femur = Femur ; Femur boynu = Femoral neck ; Kalça kırıkları = Hip fractures ; Osteoporoz = Osteoporosis ; Tavşanlar = Rabbits

Özet:
Osteoporotik hastalarda, kalça kırık riskini azaltmak amacıyla yapılan çalışmamızda, deneysel osteoporoz modeli oluşturduğumuz tavşanlarda femur boyun bölgesine PMMA kemik çimentosu uygulanmasının kemiğin dayanıklılığındaki etkileri biyomekanik testlerle araştırıldı.Çalışmamızda, erişkin 24 adet dişi Yeni Zelanda cinsi tavşan kullanıldı. Hayvanlar rastgele olarak deney grubunda 16 tane ve kontrol grubunda 8 tane tavşan olacak şekilde ikiye ayrıldı. Tavşanlarda kemikteki yapısal değişiklikler, dual enerji X-ray absorbsiometri (DEXA) ve histomorfolojik incelemelerle değerlendirildi. Tüm hayvanlara, deney başlangıcında dual enerji X-ray absorbsiometri (DEXA) çekimleri Nükleer Tıp Anabilim Dalında uygulandı. Femur boyun ve femur proksimal bölgelerinde kemik mineral yoğunluğu (KMY) ölçümleri yapıldı. DEXA çekimleri sonrası, deney grubu tavşanlarda osteoporoz oluşturmak için overiektomi cerrahi yöntemle uygulandı. Ayrıca, ek olarak steroid enjeksiyonları (1mg/kg/gün metil prednisolon hemisüksinat, intramusküler) cerrahiden iki hafta sonra uygulanmaya başlandı. Steroid, günlük enjeksiyon yapılarak beşbuçuk ay kadar uygulandı. İlk DEXA çekimlerinden üç ay sonra tüm hayvanlara çekimler tekrar uygulandı. Deney grubunda, kemik mineral yoğunluğu ölçüm değerlerinde istatiksel olarak anlamlı bir düşme gözlendi. Literatür çalışmalarına bakıldığında, osteoporoz çalışmalarında tavşanlarda ölçülen kemik mineral yoğunluğu % değişim değerlerinin farklı sonuçlarda bulunması ve belirli T skorlarının olmaması nedeniyle çalışmamızdan çıkan sonuçlar osteoporoz açısından karşılaştırılmadı. Bu nedenle, altı ay sonunda tüm tavşanlar histomorfolojik inceleme ile osteoporoz açısından değerlendirildi.Altı ay sonunda tüm tavşanlar sakrifiye edildi. Deney ve kontrol gruplarını osteoporoz açısından karşılaştırmak amacı ile tavşanlara iliak kemik açık biyopsi yöntemi uygulandı. Örnekler, Patoloji Anabilim Dalında histomorfolojik yöntemle stereolojik olarak değerlendirildi. Tavşanların iliak kemik kesitlerinden elde ettiğimiz görüntülerinden stereolojik yöntem ile kemik volümü / toplam volüm yüzde oranları hesaplandı. Deney grubunda kemik volümünde (kortikal alan + trabeküler alan) istatiksel olarak anlamlı bir düşme tespit edildi. Ancak, bu azalmanın esas sebebi trabeküler bağlantılar ve trabeküler alandaki kayıplara bağlı olarak gözlendi. Bununla birlikte kemik iliği alanında artış olduğu tespit edildi. Deney grubunda, kemik kaybındaki bu artış osteoporoza bağlı değişikliklere benzer bulunmuştur.Sakrifiye edilen tavşanların sağ ve sol femurları kalça ve diz bölgesinden dezartiküle edilip tüm yumuşak dokular disseke edildi. Biyomekanik inceleme uygulanana kadar çalışılacak femurlar, serum fizyolojik içeren gazlı bezler ile sarılıp, -20°C'de dondurularak saklandı. Deney öncesi gece boyunca çözülmeye bırakıldı, oda sıcaklığında deneyler uygulandı. Deney grubu tavşanların sol femur boyunlarına enjekte edilebilir, düşük viskoziteli PMMA kemik çimentosu (Orthocem3®, Teknimed S.A, Fransa) uygulandı. Deney grubu tavşanların sağ femurları ve kontrol grubu tavşanların her iki femuru ise PMMA kemik çimentosu enjeksiyonu için kullanılmadı, bu femurlar karşılaştırma amacıyla değerlendirildiler. Biyomekanik deneyler, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi, araştırma laboratuarında gerçekleştirildi. Deney ve kontrol grubundaki tavşanların femurlarına uygulanan kompresyon kuvvetleri sonucu, kemiğin dayanıklılığı biyomekanik testlerle incelendi.Bu çalışmada, deneysel osteoporoz oluşturulan tavşanlarda, femur boyunlarına PMMA kemik çimentosu uygulanmasının biyomekanik olarak olumlu etkileri tespit edildi ve bu yöntemin osteoporotik hastalarda proflaktik olarak uygulanması, kalça kırık riskini azaltabileceği sonuçlarına varıldı.

Abstract:
This study was designed to reduce hip fracture risk on patients with osteoporosis. For this aim, on osteoporotic rabbit model polymethylmethacrylate (PMMA) bone cement enjected to femur neck and the stifness of the bone evaluated.24 female New Zeland rabbits were used for this study. The animals were randomly divided into two groups. On sixteen animals experimentally osteoporosis induced and eight animals used for control. Bone structural variations evaluated by dual-energy X-ray absorptiometry (DEXA) and histomorphometric methods. Begining of the experimental procedure all animals evaluated by dual-energy X-ray absorptiometry (DEXA) on Department of Nuclear Medicine. Femur neck and proksimal femur bone mineral density mesaruments were done. Following DEXA measurements, one group of animals ovariectomized (n=16). Additionally, steroid enjections (1mg/kg/day, methylprednisolone hemisuccinate, intramusculer) began two weeks after ovariectomy. Steroid application continued for five and a half months. Three months after the first DEXA investigation, all animals were assessed by remeasurement of bone mineral density. On the experimental group, reduction of bone mineral density was statistically significant. We search that the percentage changes of bone mineral density and the T scores were at different values when we reviewed for osteoporosis studies. The DEXA mesarument results did not compared with the other studies. Therefore at the end of six months, all rabbits evaluate by histomorphometric methods to diagnose osteoporosis.At the end of the six months all animals were sacrificed. The iliac crest biopsies obtained from experimental and control groups to evaluate bone variations. The samples evaluate by stereological method on Department of Pathology. We evaluated bone volume/ total bone volume percentage by stereological method from iliac crest section images. On the experimental group bone volume (cortical area + trabecular area) reducing was statistically significant; but the reducing of this volume was related with loss of the trabeculer bone volume and trabeculer links. However, it is established that bone marrow area increased. We have found that bone volume loss on the experimental group was smiliar to changes with osteoporosis.After sacrification of the animals, right and left femurs are desarticulated and all of the soft tissues dissected. The specimens were stored in a freezer at a temperature of -20 0C until the biomechanical experiment was started. Before the experiments they were defrosted for a night and the experiments made at room temperature. Enjectable low viscosity PMMA cement (Orthocem3®, Technimed S.A, France) applicated to left femur necks. Right femurs on expermental group and both femurs on the control groups did not used for PMMA cement enjection, these femurs assessed for referans. Biomechanical tests performed on Ondokuz Mayis University, Faculty of Dentistry research laboratory. The femur neck stifness on experiment and control groups evaluated by biomechanical tests.In this study, PMMA cement application to femur neck on osteoporotic rabbit model determined as an effective method by biomechanic tests. Prophylactic use of this techique may reduce hip fracture risk patients with osteoporosis.