Sıçanda oluşturulan kritik boyutlu kalvaryal kemik defekti modelinde sistemik traneksamik asit kullanımının yeni kemik oluşumu üzerindeki etkilerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the effects of systemic tranexamicacid on new bone formation in a model of critical sized calvarialbone defect created in rat
Yazar: MEHMET SOLMAZ
Danışman: PROF. DR. RİFAT ATİLLA ARINCI
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi = Plastic and Reconstructive Surgery
Dizin: Kalvaryum = Calvarium ; Kemik defektleri = Bone defects ; Kemik rejenerasyonu = Bone regeneration ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Sıçanlar = Rats ; Tomografi-mikro bilgisayarlı = Tomograph-micro computed ; Traneksamik asit = Tranexamic acid

Özet:
Giriş ve Amaçlar
Traneksamik asit, bir lizin analoğu olup; majör travma, doğum sonrası kanama, majör cerrahi, diş çekimi, burun kanaması ve menstrüel kanamalarda aşırı kanamanın önlenmesi için kullanılan antifibrinolitik ajanlardandır. Kırık hatlarından gelen kanamayı azaltmak ve buna bağlı gelişebilecek ödem ve ekimozun oluşmasını engellemek amacıyla maksillofasiyal cerrahide de kullanılmaktadır. Fibrinin kemik oluşumunu arttırdığı deneysel çalışmalarla gösterilmiştir. Erken dönem kemik iyileşmesi üzerinde hematomun iyileşme bölgesindeki varlığının önemi de bilinmektedir. Ancak antifibrinolitik ajanların kemik iyileşmesine etkisi sınırlı sayıda çalışmada araştırılmıştır. Bu çalışmanın hipotezine göre sistemik traneksamik asit, preoperatif dönemde uygulandığında per-op ve postoperatif oluşacak olan hematomu azaltacak; postoperatif dönemde uygulandığında ise hematom içindeki fibrini stabilize ederek traneksamik asit uygulanmadan önce oluşan hematomun ortamda daha uzun süre kalmasını sağlayacak ve buna bağlı olarak yeni kemik oluşumunda değişiklikler olacaktır. 
Bu çalışmada sıçanda kritik boyutlu kalvaryal kemik defekti modeli kullanılarak cerrahi öncesi ve sonrasında sistemik traneksamik asit kullanımının yeni kemik oluşumu üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır.

Yöntem
Çalışmada ağırlıkları 385 - 515 gram arasında değişen, 4 aylık, 30 adet Sprague Dawley erkek sıçanlar kullandık ve her grupta 6 adet olmak üzere bu sıçanları 5 gruba ayırdık. 1. grubu kontrol grubu olarak belirledik; 2. gruba operasyondan hemen önce 10 mg/kg dozunda ; 3. gruba postoperatif 1. günde 10 mg/kg dozunda; 4. gruba postoperatif 1., 2., 3. günlerde 10 mg/kg dozunda; 5. gruba postoperatif 1., 2., 3. günlerde 20 mg/kg dozunda traneksamik asidi dorsal kuyruk veni aracılığıyla enjekte ettik. Diş hekimliğinde implant cerrahisinde sıkça kullanılan trepan frez (8 mm çaplı) yardımıyla sıçan kalvaryumunda bregma ve lambda sütürleri arasında sagittal sütür merkezde olacak şekilde her iki parietal kemik üzerinde 8 mm çaplı bir adet sirküler kemik defekti oluşturduk. Postoperatif 1. ve 3. gün cerrahi alanda oluşan hematom miktarını Ultrasonografi (USG) ile ölçtük. Postoperatif 28. günde hayvanlara ötenazi uyguladık. Defektlerdeki yeni kemik oluşumu mikrotomografi ile ölçüldü. Total volüm (TV), kemik volümü(BV), kemik yüzeyi (BS), kemik volümü oranı (BV/TV), kemik yüzeyi dansitesi (BS/TV), spesifik kemik yüzeyi (BS/BV), yapısal model indeksi (SMI), trabekül sayısı (Tb.N), trabekül kalınlığı (Tb.Th), trabeküler ayrım (Tb.Sp), trabekül kalınlığının standart deviasyonu (Tb.Th.SD), trabeküler ayrımın standart deviasyonu (Tb.Sp.SD) parametreleri değerlendirildi ve 3 boyutlu görüntüler elde edildi. Verilerin istatistiksel analizinde SPSS 22 programı kullanıldı. Analizlerde one-way ANOVA ile paired t-testi kullanıldı. Web tabanlı ''effect size calculator'' ile çalışma gruplarının kontrol grubuna ve birbirlerine göre olan etki büyüklüğü (Cohen's d formülüne göre) elde edildi. 
< 0,3 değerler çok küçük etkili, ≥0,3 ve < 0,5 değerler küçük etkili, ≥0,5 ve <0,8 değerler orta etkili, ≥0,8 ve <1 değerler büyük etkili, ≥1 değerler çok büyük etkili olarak kabul edildi.

Bulgular
Değerlendirilen parametrelerde gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulunmadı (p>0,005). Postoperatif 1. ve 3. gün yapılan USG ölçümlerinde de istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulunmadı. Çalışma gruplarının kontrol grubuna ve birbirlerine göre etki büyüklükleri kemik volümü, kemik yüzeyi dansitesi ve trabekül sayısı parametreleri üzerinden hesaplandı ve yapılan müdahalenin etki büyüklüğünün çok küçük olduğu saptandı.
Tartışma
Daha önce sıçanda femur kırığı modelinde yapılan sonuçların direkt grafi ile değerlendirildiği deneysel çalışmalarda topikal ve sistemik traneksamik asit uygulamalarında çalışmamızdan farklı sonuçlar elde edilmiştir. Çalışmamızda USG ile postoperatif hematom miktarını ölçmemiz, traneksamik asidin farklı dozlarını kullanmamız ve kemik oluşum parametrelerini mikrotomografi ile değerlendirmemiz çalışmamızın sonuçlarını daha güvenilir kılan özelliklerdendir. Önceki çalışmalarla elde edilen sonuçlardaki farklılığın bir başka sebebi, bu çalışmalarda endokondral kemikleşme ile oluşan ve hareketli bir ekstremitede bulunduğu için iyileşmesi farklı dinamiklerden etkilenebilen femur üzerinde çalışılırken; kendi çalışmamızda intramembranöz kemikleşme ile oluşan ve hareketsiz bir bölgede yer alan kalvaryum tercih edilmiştir. Traneksamik asidin farklı kemikler üzerinde iyileşmeyi ne derecede etkilediği henüz anlaşılamamış olup bu konuda daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulmaktadır.

Sonuç
Bu çalışmada traneksamik asidin sıçanda oluşturulan kritik boyutlu kalvaryal kemik defekti modelinde yeni kemik gelişimi üzerindeki etkisinin istatistiksel olarak önemli olmadığı bulundu. Daha önce kraniyofasiyal cerrahi alanında günümüze kadar yapılan çalışmalarla ilgili literatür taraması yapıldığında bu konuyla ilgili yapılmış benzer bir deneysel çalışmaya rastlanamamış olup bu çalışmada klinikte kanama azaltmak için sıkça kullanılan traneksamik asidin yeni kemik oluşumunda etkisinin bulunmadığı ortaya konulmuştur.

Anahtar Kelimeler: Sıçanda mikrotomografi, sıçan kalvaryumu, traneksamik asit

Abstract:
Introduction and Objectives
Tranexamic acid is a lysine analogue. It is one of the antifibrinolytic agents used for the prevention of excessive bleeding in major trauma, postpartum bleeding, major surgery, tooth extraction, epistaxis and menstrual bleeding. It is also used in maxillofacial surgery to reduce bleeding from fracture lines and to prevent edema and ecchymosis that may develop due to bleeding. Experimental studies have shown that fibrin increases bone formation. The importance of the presence of hematoma in the healing zone on early bone healing is also known. However, the effect of antifibrinolytic agents on bone healing has been investigated in a limited number of studies. According to the hypothesis of this study, systemic tranexamic acid will reduce peroperative and postoperative hematoma when administered in the preoperative period; when applied in the postoperative period, it will stabilize the fibrin in the hematoma and will allow the hematoma formed before the application of tranexamic acid to remain in the environment for a longer time and accordingly there will be changes in new bone formation. In this study, we aimed to investigate the effects of systemic tranexamic acid use on new bone formation before and after surgery by creating a critical sized calvarial bone defect model in rat.

Methods
In this study, we used 3/4-month-old Sprague Dawley male rats weighing between 385 - 515 grams and we divided these rats into 5 groups, with 6 rats in each group. We determined the 1st group as the control group; we injected tranexamic acid 10 mg/kg dose to second group just before the operation; 10 mg/kg dose to third group on the 1st postoperative day; 10 mg/kg dose to fourth group on 1st, 2nd, 3rd postoperative days; 20 mg/kg dose to fifth group on 1st, 2nd, 3rd postoperative days via the dorsal tail vein. With the help of a trephine bur (8 mm diameter), which is frequently used in implant surgery in dentistry. We created a circular bone defect with a diameter of 8 mm on both parietal bones, with the sagittal suture in the center, between bregma and lambda sutures in the rat calvaria. We measured the amount of hematoma formed in the surgical area on the 1st and 3rd postoperative days by ultrasonography (USG). We euthanized the animals on the 28th postoperative day. New bone formation in the defects was measured by microtomography. Total volume (TV), bone volume (BV), bone surface (BS), bone volume ratio (BV/TV), bone surface density (BS/TV), specific bone surface (BS/BV), structural model index (SMI) ), trabecular number (Tb.N), trabecular thickness (Tb.Th), trabecular separation (Tb.Sp), standard deviation of trabecular thickness (Tb.Th.SD), standard deviation of trabecular separation (Tb.Sp.SD) parameters evaluated and 3D images were obtained. SPSS 22 program was used for statistical analysis of the data. One-way ANOVA and paired t-test were used in the analyses. The effect size of the study groups relative to the control group and each other (according to Cohen's d formula) was obtained with the web-based "effect size calculator".
Values <0.3 were considered very low-effective, values ≥0.3 and <0.5 were considered low-effective, values ≥0.5 and <0.8 were considered moderately effective, and values ≥0.8 and <1 were considered highly-effective, values ≥1 were considered enormously effective.

Results
There was no statistically significant difference between the groups in the evaluated parameters. The effect sizes of the study groups compared to the control group and each other were calculated over the parameters of bone volume, bone surface density and trabeculae number and the effect size of the intervention was found to be very low effective.
Discussion
In previous experimental studies in which the results of the rat femoral fracture model were evaluated by direct radiography. Different results were obtained from our study in topical and systemic tranexamic acid applications. In our study, measuring the amount of postoperative hematoma with USG, using different doses of tranexamic acid, and evaluating bone formation parameters with microtomography are the features that make the results of our study more reliable. Another reason for the difference in the results obtained with previous studies is that while these studies are working on the femur, which is formed by endochondral ossification and whose healing can be affected by different dynamics because it is located in a mobile extremity. In our study, the calvarium, which is formed by intramembranous ossification and is located in an immobile region, was preferred. The extent to which tranexamic acid affects healing on different bones has not yet been understood and more studies are needed on this subject.

Conclusion
In our study, it was found that the effect of tranexamic acid on new bone development was not statistically significant in the critical sized calvarial bone defect model in rat. When a literature review was conducted on previous studies in the field of craniofacial surgery, no similar experimental studies could be found on this subject and it has been demonstrated that tranexamic acid, which is frequently used in the clinic for reducing blood loss, has no effect on new bone formation .

Keywords: Microtomography in rat, rat calvarium, tranexamic acid