Sıçanlarda dura defektlerinin farklı kollajen bazlı dura greftleri kullanılarak onarılmasının histopatolojik sonuçlarının karşılaştırılması
Comparison of histopathological outcomes of dura defect repair using different collagen-based dural grafts in rats
Yazar: OKAN ATEŞ
Danışman: PROF. DR. MEHMET ATIF EROL AKSEKİLİ
Sağlık Bakanlığı / Ankara Atatürk Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2017
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology

Özet:
Sıçanlarda Dura Defektlerinin Farklı Kollajen Bazlı Dura Greftleri Kullanılarak Onarılmasının Histopatolojik Sonuçlarının Karşılaştırılması								Kafa travmaları, kafa-içi operasyonlar vb. beyin zarının (Dura) zarar gördüğü durumlarda; doğal dura oluşumuna olanak tanıyan, Beyin Omurilik Sıvısı (BOS) sızıntısını önleyen, biyouyumlu ve uygun zaman aralığında (3-6 ay) vücutta tamamen yok olan (biyobozunur) malzemelerin (Yapay Beyin Zarı) kullanımına ihtiyaç vardır. Bu amaçla; doğal bir vücut proteini olan kollajene süngerimsi yapıda bir membran formu kazandırılmakta ve defektli bölgeye implant edilmektedir. Bu malzemenin BOS sızıntısını önlerken bir yandan doğal dura oluşumuna olanak tanıması ve sonrasında vücutta kendiliğinden yok olarak yerini doğal duraya bırakması beklenmektedir. Bizde çalışmamızda 32 adet Wistar sıçanına duramater hasarı yapılarak yapay beyin zarı (yapay dura) implantı ve suboksipital fasyadan alınan otogreft ile tamir edildi ve BOS sızdırmazlık özellikleri ve vücutta yok olma süreleri (rezorpsiyon süreleri) izlendi.									Çalışmamızda sıçanlar randomize olarak 5 gruba ayrıldı. Grup 1 (n=8): Dural defekt sığır kaynaklı yapay dura (Codman Durafrom®️) ile, Grup 2 (n=8): Dural defekt sığır tip 1 kollajeninden üretilen kollajen bazlı yapay dura (Decoll®️, Desu Medikal, Ankara, Türkiye) ile, Grup 3 (n=7): Suboksipital fasyadan alınan otogreft ile rekonstrükte edildi. Grup 3'teki sıçanlardan biri kraniektomi esnasında paryetal sinüsün açılmasıyla öldü. Grup 4 (n=5): Kontrol grubu olarak belirlendi ve bu grupta oluşturulan dura defektine herhangi bir işlem yapılmadı. Grup 5 (n=3): Sham kontrol grubu olarak belirlendi. Grup 4'ün amacı saline'le dural rekonstrüksiyonda kullandığımız materyallerin etkisini karşılaştırarak sadece kullandığımız rekonstrüksiyon materyallerinin etkisini ortaya koymaktı. Grup 5'in amacı ise dura defekti oluşturmadan yapılan cerrahi modellemenin etkisini belirlemekti. Sıçanlara uygulanan cerrahi işlemin 90. gününde sıçanlara derin anestezi altında torakotomiden sonra sol ventrikül 21 G enjektör ucu ile kanüle edilerek önce saline sonra %4 paraformaldehit verilip sağ atrium açılarak sakrifiye edildi. Skalp açılıp kraniotomi alanı eksplore edildi. Cerrahinin 4. haftasında osteoklastik defektin kenarlardan merkeze doğru değişik derecelerde ossifiye olduğu gözlendi. Defekt genişletilerek tüm parankim, meninks ve duroplastinin dahil olduğu tüm doku bloğu histolojik örnekleme için alındı. Primer bütün örneklemeler Hematoksilen Eozin (HE) ile boyanıp histopatolojik inceleme yapıldı. Fibrosis varlığı Masson Trikrom (MT) ile boyanarak saptandı. Parankimal doku histolojik olarak fibrozis, kapiller formasyon, hücresel reaksiyon, kapsül formasyonu ve yabancı doku reaksiyonu açısından incelendi. Kapsül formasyonu ve yabancı doku reaksiyonu incelemelerimizde herhangi izlenmediği için kademelendirilmedi. Leptomeningeal dokularda istenmeyen cisim reaksiyonu, kapsüller gelişim, yapay beyin zarının integrasyonu, yapay beyin zarı inflamasyonu ve histolojik adezyon bakıldı.									Fibroblastik aktivite ve inflamasyon gruplar arasında anlamlı fark göstermezken kapiller oluşum otolog (periost) grubunda anlamlı farklı saptandı. Yapay beyin zarı integrasyonu Grup 2'de (sığır tip 1 kollejenden üretilen greftte) daha fazla; iki grupta da anlamlı pozitif bulundu.		
Karar: Sentetik greftlerin duraplasti açısından yeterli ve kullanılabilir olduğu saptandı.	Anahtar Kelimeler: Duramater tamiri, Yapay beyin zarı, suboksipital fasya otogrefti, Duraplasti

Abstract:
In cases such as head trauma or intracranial surgeries where the dura mater (the protective membrane surrounding the brain) is damaged, there is a need for biocompatible and biodegradable materials (artificial dural substitutes) that prevent cerebrospinal fluid (CSF) leakage, allow for natural dura formation, and degrade completely within an appropriate timeframe (3–6 months). For this purpose, a spongy membrane form of collagen—a natural body protein—is implanted into the defective area. This material is expected to prevent CSF leakage, promote natural dura regeneration, and eventually degrade, leaving behind native dura. In our study, dural defects were created in 32 Wistar rats, which were then repaired using artificial dura mater implants or autografts obtained from the suboccipital fascia. The CSF sealing properties and in vivo resorption durations of the materials were evaluated. The rats were randomly divided into five groups: Group 1 (n=8): Dural defect repaired using a bovine-derived artificial dura (Codman Duraform®️)Group 2 (n=8): Dural defect repaired using a collagen-based artificial dura derived from bovine type I collagen (Decoll®️, Desu Medikal, Ankara, Turkey) Group 3 (n=7): Dural defect reconstructed using an autograft obtained from the suboccipital fascia (one rat died during craniectomy due to parietal sinus rupture), Group 4 (n=5): Control group; no intervention was applied to the dural defect, Group 5 (n=3): Sham control group; surgical modeling was performed without creating a dural defect. The purpose of Group 4 was to evaluate the specific effects of reconstruction materials by comparison with saline, while Group 5 aimed to assess the effects of surgical modeling in the absence of a dural defect. On postoperative day 90, rats were sacrificed under deep anesthesia via thoracotomy. The left ventricle was cannulated with a 21 G needle, saline followed by 4% paraformaldehyde was infused, and the right atrium was incised. After scalp dissection and craniotomy exploration, ossification of the osteoclastic defect from the periphery toward the center was observed by week 4. The defect area was expanded, and a tissue block including parenchyma, meninges, and dural graft was obtained for histological analysis.
All primary samples were stained with Hematoxylin and Eosin (H&E) for histopathological evaluation. Fibrosis was confirmed with Masson's Trichrome (MT) staining. The parenchymal tissues were examined for fibrosis, capillary formation, cellular reaction, capsule formation, and foreign body reaction. Capsule formation and foreign body reaction were not observed and were thus not graded. In the leptomeningeal tissues, foreign body reactions, capsule development, integration of the artificial dura, inflammation, and histological adhesions were assessed. While no significant differences were observed among groups in terms of fibroblastic activity and inflammation, capillary formation was significantly higher in the autologous (periosteal) graft group. Integration of the artificial dura was more pronounced in Group 2 (bovine type I collagen-based graft), and both synthetic graft groups showed significantly positive results.
Conclusion: Synthetic grafts were found to be sufficient and viable for use in duraplasty.
Keywords: Dural repair, artificial dura mater, suboccipital fascia autograft, duraplasty