Antiepileptik ilaçların kırık kaynamasına etkisinin sıçanlarda yapılan kırık modeli ile değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of antiepyleptic drugs on fracture heali̇ng i̇n model of factures in rats
Yazar: MESUT TIKMAN
Danışman: UZMAN EVRİM DUMAN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Ankara Dışkapı Yıldırım Beyazıt Eğitim Ve Araştırma Hastanesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Antikonvülsanlar = Anticonvulsants ; Epilepsi = Epilepsy ; Gecikme = Delay ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kırık iyileşmesi = Fracture healing ; Kırıklar-iyileşmeyen = Fractures-ununited ; Kırıklar-kemik = Fractures-bone ; Ortopedi = Orthopedics ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç: Epilepsi, nöbetlerle karakterize kronik bir hastalıktır. Epilepsinin yaygınlığı 7-12.2/1000 olarak bulunmuştur. Bu hastaların birçoğu anti-epileptik ilaçlar ile nöbetlerden kurtulabilmektedir. Kullanılan bazı antiepileptik ilaçların kemik mineralizasyonunu ve kalsiyum metabolizmasını olumsuz etkilediği bilinmektedir. Epilepsili bireylerde kırık oluşma riski normal popülasyona göre daha yüksektir. Sebep olarak ilk akla gelen nöbetlere bağlı düşmeler nedeniyle oluşan kırıklar olsa da kemik mineral yoğunluğundaki azalma da kırık oranının artmasında oldukça etkilidir. Yapılan çalışmalarda eski jenerasyon ilaçlar olan fenitoin, karbamazepin, fenitoin ile lamotrijin, gabapentin, vigabatrin, levetirasetam gibi  yeni jenerasyon antiepileptik ilaçlar kıyaslandığında eski jenerasyon antiepileptik ilaçların D vitamininin karaciğerdeki hidroksilasyonunu olumsuz yönde etkileyerek osteoporoza neden olduğu, yeni jenerasyon antiepileptiklerden birkaçının böyle bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Çalışmada kullanılan antiepileptik ilaçlar karbamazepin ve levetirasetam, D vitamini metabolizmasını etkileyen ve etkilemeyen grupların en sık kullanılan üyeleridir.D vitamininin kallus oluşumunda olumlu etkilerinin görüldüğü pek çok araştırmada belirtilirken, ileri araştırma gerekliliği de vurgulanmaktadır. Bu bilgilerden yola çıkarak planlanan çalışmada, ülkemizde en sık kullanılan iki antiepileptik ilaç olan karbamazepin (eski jenerasyon) ve levetirasetam'ın (yeni jenerasyon) kırık iyileşmesindeki etkisini ortaya koymak amaçlanmaktadır.
Gereç ve yöntem: Çalışma 30 adet, erkek cinsiyette ve aynı yaşta, ortalama 200 gr (175-225gr) ağırlıkta olan Sprague–Dawley sıçanlar ile yapıldı. Sıçanlar rastgele on adet sıçan seçilerek üç gruba ayrıldı. İlk grup, kontrol grubu olarak seçildi. İkinci gruba levetirasetam (180 mg/kg/gün), üçüncü gruba karbamazepin (75 mg/kg/gün) oral yoldan gavaj ile günde 4 defa uygulandı. Sürekli antiepleptik kullanan bireyin kemik metabolizmasını temsil edebilmesi amacıyla kırık modeli yapılmadan dört hafta önce sıçanlara ilaç verilmeye başlandı. Dört hafta ilaç uygulamasının ardından sıçanların sağ uyluk kemiğine kapalı kırık yapıldı ve kırık tedavisinde retrograd kanal içi çivileme yöntemiyle tespit yapıldı. İkinci ve üçüncü gruba dört hafta ilaç uygulanmasının ardından, her grup kendi arasında ikiye bölünerek, kırık bölgesindeki kallus yapısı, düz röntgenogram ve mikro-tomografi ile görüntülendi, sonrasında histolojik değerlendirme yapıldı. Müteakip iki hafta daha ilaç uygulanmasının ardından, aynı değerlendirme kalan grup üyelerine uygulandı.
Bulgular: Röntgenogram incelemelerinde CAR4, LEV4, KONT4 gruplarının radyolojik skorları arasında anlamlı fark saptanmadı. CAR6, LEV6, KONT6 gruplarının radyolojik skorları  arasında da anlamlı fark saptanmadı. Kırık iyileşmesinin altıncı haftasındaki radyolojik skorlar dördüncü haftaya göre istatistiksel olarak anlamlı düzeyde yüksekti. Kemik  mineral dansitesi ölçümünde CAR, LEV ve KONT arasında anlamlı fark saptanmış ve en düşük değer CAR, en yüksek değer KONT grubunda saptanmıştır. Mikro-tomografi ölçümlerinde BVkallus/TVkallus oranında CAR4 ile KONT4 ve LEV4 ile KONT4 arasında anlamlı farklar saptanmış olup CAR4 ve LEV4'ün oranları, KONT4 grubununkinden anlamlı düzeyde daha düşük saptanmıştır(p<0.05). Altıncı haftada gruplar arasında BVkallus/TVkallus oranlarında anlamlı fark saptanmamıştır(p>0.05). Histolojik incelemede CAR4, LEV4 gruplarının skorları,KONT4 grubunun skorları ile kıyaslandığında CAR4 ve LEV4 grubu anlamlı düzeyde düşük skorlara sahipti. CAR6 ve KONT6 gruplarının skorları arasında anlamlı fark saptanmıştır. 
Tartışma: Röntgenogram değerlendirmelerinde anlamlı fark saptanmaması, skorlama yönteminin subjektif ve daha az ayırt edici olmasına bağlı olabilir. Kemik mineral dansitesindeki azalma daha önce yapılmış çalışmalarda da görüldüğü üzere antiepileptik ilaçların kemik metabolizmasındaki olumsuz etkisini yansıtmaktadır. Mikro-tomografi ölçümlerine bakıldığında kırık iyileşmesinin dördüncü haftasında gruplar arasında fark saptanması ilaçların kırık iyileşmesine olumsuz etki ettiğini düşündürmüş olup altıncı haftadaki değerlendirmeler arasında fark olmaması ise kırık iyileşmesini değerlendirmek için altıncı haftanın geç bir zaman olduğunu düşündürmüştür. Histolojik incelemenin sonucunda da mikro-tomografiye benzer şekilde iyileşmenin dördüncü haftasında antiepileptik ilaçlar kırık iyileşmesini olumsuz etkilediği saptanmış olup tomografiden farklı olarak karbamazepin uygulanan grubun histolojik skorları iyileşmenin altıncı haftasında anlamlı düzeyde düşük olması karbamazepinin kırık iyileşmesini levetirasetama göre daha çok bozduğunu düşündürmüştür.

Abstract:
Objective: Epilepsy is a chronic disease characterized by seizures. The prevalence of epilepsy was found to be 7-12.2 / 1000 . Many of these patients can get rid of seizures with anti-epileptic drugs. It is known that some antiepileptic drugs used negatively affect bone mineralization and calcium metabolism. Individuals with epilepsy have a higher risk of fractures than the normal population. Although there are fractures caused by falls due to seizures that come to mind first, the decrease in bone mineral density is also very effective in increasing the fracture rate . In the studies conducted, compared to the old generation drugs phenytoin, carbamazapine, phenytoin and the new generation antiepileptic drugs, lamotrigine, gabapentin, vigabatrin, levetiracetam, it is seen that a few of the new generation antiepileptics that did not cause osteoporosis by negatively affecting the hydroxylation of vitamin D in the liver.
While it has been stated in many studies that vitamin D has positive effects on callus formation, the need for further research is also emphasized . The study, which is planned based on this information, aims to reveal the effect of two most commonly used antiepileptic drugs in our country, carbamazapine (old generation) and levetiracetam (new generation) in fracture healing.
Material and method: The study was carried out with 30 Sprague – Dawley male rats at the same age, with an average weight of 200 g (175-225 g). Rats were randomly divided into three groups by selecting ten rats. The first group was chosen as the control group. Levetiracetam (180 mg / kg / day) was administered to the second group and carbamazepine (75 mg / kg / day) to the third group orally by gavage 4 times a day. The drug was started to be given to the rats four weeks before the fracture model was made in order to represent the bone metabolism of the individual using continuous antiepleptics. After four weeks of drug administration, the right thigh bone of the rats was closed fracture and the treatment of the fracture was detected by retrograde intramedullary  nailing. After the drug was applied to the second and third groups for four weeks, each group was divided into two, and the callus structure in the fracture region was visualized with x-ray, micro-tomography, and then histological evaluation was performed. After two more weeks of drug administration, the same evaluation was applied to the remaining group members.
Results: There was no significant difference between radiological scores of CAR4, LEV4, KONT4 groups in roentgenogram examinations. No significant difference was found between radiological scores of CAR6, LEV6 and KONT6 groups. Radiological scores in the sixth week of fracture healing were statistically significantly higher than in the fourth week. In the measurement of bone mineral density, a significant difference was found between CAR, LEV and KONT, and the lowest value was found in the CAR and the highest value in the KONT group. In micro-tomography measurements, there was a significant difference between BVcallus / TVcallus ratio between CAR4 and KONT4 and LEV4 and KONT4, and the rates of CAR4 and LEV4 were significantly lower than that of the KONT4 group (p <0.05).There was no significant difference in BVcallus / TVcallus ratios between groups in the sixth week (p> 0.05). In histological examination, the scores of CAR4, LEV4 groups compared to the scores of KONT4 group, CAR4 and LEV4 group had significantly lower scores. There was a significant difference between the scores of CAR6 and KONT6 groups
Discussion: The absence of a significant difference in the roentgenogram evaluations may be due to the subjective and less distinctive scoring method. The decrease in bone mineral density reflects the negative effect of antiepileptic drugs on bone metabolism, as seen in previous studies. Considering the micro-tomography measurements, the difference between the groups in the fourth week of fracture healing suggested that the drugs had a negative effect on the healing of the fracture, and the absence of any difference between the sixth week suggested that the sixth week was late for evaluating the fracture healing. As a result of histological examination, similar to micro-tomography, antiepileptic drugs were found to have a negative effect on fracture healing in the fourth week of recovery, and carbamazapine was significantly lower in the sixth week of healing than carbamazapine compared to levetiracetam.