Normobarik aralıklı hipoksinin kemik tendon bileşkesi iyileşmesi üzerine etkisi: Rat modeli
Effect of normobaric intermittent hypoxia on bone tendon junction healing: A rat model
Yazar: ANIL TARIK SAYGILI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA TEKİN
Çukurova Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology

Özet:
Normobarik aralıklı hipoksinin kemik tendon bileşkesi iyileşmesi üzerine etkisi: Rat modeli
Amaç: Bu çalışmanın amacı, kemik-tendon bileşkesinin iyileşme sürecinde normobarik aralıklı hipoksi uygulamasının biyomekanik ve histolojik etkilerini incelemektir. Kemik-tendon bileşkesinin doğal iyileşme süreçlerinde karşılaşılan zorluklar göz önüne alındığında, normobarik aralıklı hipoksinin bu süreci nasıl etkileyebileceği araştırılmıştır.
Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada, 64 adet Wistar-Albino cinsi erişkin dişi rat kullanılmıştır. Denekler, kontrol ve deney grupları olmak üzere iki ana gruba ayrılmış ve her grup kendi içinde biyomekanik ve histolojik analizler için iki alt gruba bölünmüştür. Aralıklı hipoksi uygulaması, haftada 5 gün, günde 5 saat, ortalama %10.5 oksijen seviyesine maruz bırakılarak gerçekleştirilmiştir. Denekler 8 haftalık bir takip sürecine tabi tutulmuş ve bu süre zarfında cerrahi olarak oluşturulan aşil tendonu yaralanmalarının iyileşme süreçleri değerlendirilmiştir. 4. ve 8. haftalarda alınan örneklerle iki ayrı gözlem noktası belirlenmiştir. Biyomekanik analizler Testometric(M500-50CT, İngiltere) cihazı kullanılarak gerçekleştirilmiş, histolojik değerlendirmeler ise Safranin-o ve Picro-Sirius boyaları ile ve mikroskopik incelemeler yardımıyla Bonar, Movin, Nourissat skorlama sistemlerine göre yapılmıştır.
Bulgular: Aralıklı hipoksi uygulaması yapılan deney grubunda, iyileşen kemik-tendon bileşkesinin biyomekanik dayanıklılığında ve histolojik yapısında anlamlı iyileşmeler gözlemlenmiştir. 8. hafta sonunda kontrol grubuna kıyasla, deney grubunda kopma anındaki uzama, maksimum uzama, kopma anındaki gerilim ve maksimum gerilim değerleri istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha yüksek bulunmuştur.(p değerleri sırasıyla; 0.016 , 0.031, 0.016, 0.033) Bonar,Movin ve Nourissat skorlama sistemlerine göre yapılan değerlendirmelerde, deney grubunun Bonar ve Movin skorlarının kontrol grubuna göre daha düşük olduğu, anlamlı olarak daha iyi iyileştiği saptanmıştır. (p değerleri sırasıyla; 0.009, 0.004) Ayrıca skorlamaların parametreleri de incelendiğinde Bonar skorlama sistemi parametrelerinden kollojen artışı, Movin skorlama sisteminden hyalinizasyon azalışı, Nourissat skorlama sistemi parametrelerinden kollojenin organizasyonunun artışı 8. haftada kontrol grubuna göre anlamlı bulunmuştur. (p değerleri sırasıyla; 0.009, 0.041, 0.015)
Sonuç: Bu çalışma, aralıklı hipoksi uygulamasının kemik-tendon bileşkesinin iyileşme sürecinde olumlu etkileri olduğunu göstermektedir. Biyomekanik ve histolojik bulgular, aralıklı hipoksinin skar dokusu oluşumunu azaltarak entez yapısının yeniden oluşumunu desteklediğini ve tendonun elastikiyetini, kuvvet taşıma kapasitesini, uzama kapasitesini ve taşıdığı gerilimi arttırdığını ortaya koymaktadır. Bu sonuçlar, aralıklı hipoksinin ortopedik yaralanmaların tedavisinde potansiyel bir terapötik yaklaşım olarak kullanılabileceğini düşündürmektedir.
Anahtar sözcükler: normobarik aralıklı hipoksi,kemik-tendon bileşkesi, iyileşme süreci

Abstract:
Effect of normobaric intermittent hypoxia on bone tendon junction healing: A rat model
Objective: The aim of this study is to investigate the biomechanical and histological effects of normobaric intermittent hypoxia on the healing process of the bone-tendon junction. Considering the challenges encountered in the natural healing processes of the bone-tendon junction, the potential impact of normobaric intermittent hypoxia on this process was explored.
Materials and Methods: In this study, 64 adult female Wistar-Albino rats were used. The subjects were divided into two main groups: control and experimental, with each main group further divided into two subgroups for biomechanical and histological analyses. The intermittent hypoxia application involved exposing the subjects to an average of 10.5% oxygen level for 5 hours a day, 5 days a week. The rats were subjected to an 8-week follow-up period during which the healing processes of surgically induced Achilles tendon injuries were evaluated. Two observation points were determined with samples taken at the 4th and 8th weeks. Biomechanical analyses were conducted using a Testometric (M500-50CT, UK) device, while histological evaluations were performed using Safranin-O and Picro-Sirius stains, assessed microscopically according to Bonar, Movin, and Nourissat scoring systems.
Results: Significant improvements were observed in the biomechanical strength and histological structure of the healing bone-tendon junction in the experimental group subjected to intermittent hypoxia. At the end of the 8th week, the experimental group showed statistically significant higher values in extension at break, maximum extension, stress at break, and maximum stress compared to the control group (p-values: 0.016, 0.031, 0.016, 0.033, respectively). Evaluations according to Bonar, Movin, and Nourissat scoring systems indicated that the experimental group had significantly lower Bonar and Movin scores than the control group, demonstrating better healing (p-values: 0.009, 0.004, respectively). Additionally, the parameter analyses of these scoring systems revealed significant findings at the 8th week: increased collagen content in the Bonar scoring system, decreased hyalinization in the Movin scoring system, and improved collagen organization in the Nourissat scoring system compared to the control group (p-values: 0.009, 0.041, 0.015, respectively).
Conclusion: This study demonstrates that intermittent hypoxia application has beneficial effects on the healing process of the bone-tendon junction. Biomechanical and histological findings indicate that intermittent hypoxia supports the reformation of the enthesis structure by reducing scar tissue formation and enhancing the tendon's elasticity, load-bearing capacity, extension capacity, and stress tolerance. These results suggest that intermittent hypoxia could be a potential therapeutic approach in the treatment of orthopedic injuries.
Key words: normobaric ıntermittent hypoxia,bone-tendon junction,healing process