Tavşanda femur başı osteonekroz modelinde tadalafilin koruyucu etkisinin incelenmesi
Effects of prophylactic tadalafil use in a rabbit model of femoral head osteonecrosis
Yazar: EMRE ÖZMEN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET SALDUZ
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Femur = Femur ; Femur başı = Femur head ; Fosfodiesteraz inhibitorleri = Phosphodiesterase inhibitors ; Osteoartrit-kalça = Osteoarthritis-hip ; Osteonekroz = Osteonecrosis ; Steroidler = Steroids ; Tadalafil = Tadalafil ; Tavşanlar = Rabbits

Özet:
Giriş: Çocuk ve genç erişkin hastalarda, yüksek doz steroid tedavisi gerektiren çocukluk çağı
maligniteleri veya romatolojik hastalıklar sonrası gelişen femur başı osteonekrozu ciddi bir
problem teşkil etmektedir. Literatürde bu hasta grubu için geçerliliği kanıtlanmış bir profilaksi
bulunmamaktadır. Fosfodiesteraz inhibitörleri, etki mekanizmaları sebebiyle profilaksi ve tedavide
kullanım potansiyeline sahiptirler. Biz, tavşanlarda yüksek doz kortikosteroid ve lipopolisakkarid
kullanarak oluşturduğumuz osteonekroz modelinde, profilaktik tadalafil kullanımının etkilerini
radyolojik, histopatolojik ve moleküler biyolojik yöntemlerle incelemeyi amaçladık.
Gereç ve Yöntem: 24 adet Yeni Zellanda tavşanı üç gruba ayrıldı. 8 tanesi kontrol grubu (G0)
yapılarak herhangi bir işlem yapılmadı. Birinci gruptaki (G1) tavşanlara 0.1 mg/kg E.coli
lipopolisakkaridi (LPS) intravenöz olarak verildi. Ardından aynı gün başlamak üzere, üç gün üst
üste 40 mg/kg metilprednizolon sodyum süksinat (MP) intramüsküler (IM) olarak uygulandı. İkinci
gruptaki (G2) tavşanlara önce on gün boyunca 5 mg/kg tadalafil oral olarak verildi. Tadalafil
tedavisinin sekizinci gününde bu gruptaki tavşanlara da G1'deki tavşanlar gibi 0.1 mg/kg LPS
verildikten sonra aynı gün başlamak üzere üç gün boyunca günlük 40 mg/kg IM MP uygulaması
yapıldı. Son MP uygulamasından üç hafta sonra tüm hayvanlar sakrifiye edildi. Manyetik rezonans
görüntüleme (MR) yapıldıktan sonra femurlar çıkartılıp, femur başlarının yarısında VEGF
ekspresyonu çalışıldı. Kalan kısımlarda osteonekroz açısından histopatolojik inceleme yapıldı.
Bulgular: G1'de 8 tavşanın 16 kalçasından 15'inde (%93) nekroz görüldü. Buna karşılık G2'de 6
tavşanın 12 kalçasından 8'inde (%67) nekroz görüldü (p>0.05). G2 grubunda VEGF protein
ekspresyon seviyelerinin kontrol ve G1 grubuna göre anlamlı bir şekilde yükseldiği görüldü
(sırasıyla p<0.05 ve p<0.0004) G0 ve G1 arasında VEGF ekspresyonu açısından anlamlı fark
bulunmadı (p>0.05).
Çıkarımlar: Lipopolisakkarid ve kortikosteroid kombinasyonu ile tavşanlarda çok yüksek oranda
osteonekroz oluşturulabilmiştir. Profilaktik olarak verilen tadalafil bu modelde osteonekroz oranını
anlamlı olarak azaltmamıştır. Buna karşılık, tadalafilin, steroid ve lipopolisakkarit etkisinden
bağımsız olarak femur başında VEGF ekspresyonunu arttırdığı görülmüştür.
Anahtar kelimeler: steroid ilişkili osteonekroz, profilaksi, tavşan osteonekroz modeli,
lipopolisakkarid, vasküler endotelyal büyüme faktörü, fosfodiesteraz inhibitörleri, tadalafil

Abstract:
Introduction: Femoral head osteonecrosis secondary to high dose steroid use for childhood
malignancies or rheumatological diseases in the pediatric and adolescent population is a serious
problem. Currently, there are no evidence-based prophylactic methods in the literature for these
patients. Phosphodiesterase inhibitors have the potential to be used in prophylaxis and treatment
due to their mechanism of action. We aimed to assess the radiological, histopathological, and
molecular biologic effects of prophylactic tadalafil use in a rabbit femoral osteonecrosis model
using high dose corticosteroids and lipopolysaccharide.
Material and method: 24 New Zealand rabbits were divided into three equal groups. 8 were
designated as the control group (G0) and no further intervention was made. Rabbits in group 1 (G1)
received 0.1 mg/kg E. coli lipopolysaccharide (LPS) intravenously. Then starting on the same day,
40 mg/kg methylprednisolone sodium succinate (MP) was given intramuscularly (IM) for three days
consecutively. Rabbits in group 2 (G2) were given 5 mg/kg tadalafil orally for ten consecutive days.
Starting on the eighth day, 0.1 mg/kg LPS was given followed by three days of 40 mg/kg MP
injections as in rabbits in G1. All animals were sacrificed 3 weeks after the final MP injection.
Magnetic resonance imaging (MRI) was performed and bilateral femora were harvested. Halves of
the femoral heads were saved for VEGF examination with Western blot analysis. The remaining
parts were examined histopathologically for the presence of osteonecrosis.
Results: In G1, 15 out of 16 hips (93%) of 8 rabbits had osteonecrosis compared to 8 out of 12 hips
(67%) of 6 rabbits in G2 (p>0.05). VEGF expression in G2 was significantly higher than G0 and
G1 (p<0.05 and p<0.0004, respectively). VEGF expression was not significantly different between
G0 and G1.
Conclusions: Lipopolysaccharide and corticosteroid combination achieved a very high rate of
osteonecrosis in the rabbits. Prophylactic tadalafil use did not decrease the occurrence of
osteonecrosis significantly. On the other hand, it increased VEGF expression in the femoral head
significantly, independent from the effects of steroids and lipopolysaccharide.
Keywords: steroid-induced osteonecrosis, prophylaxis, rabbit osteonecrosis model,
lipopolysaccharide, vascular endothelial growth factor, phosphodiesterase inhibitors, tadalafil