Hiperbarik oksijen tedavisinin değişen boyutlardaki kemik grefti viabilitesi üzerine etkisi
The effect of hyperbaric oxygen therapy on bone graft viability of varying sizes
Yazar: MEHMET ALKAN
Danışman: PROF. ERHAN SÖNMEZ
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / İzmir Atatürk Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi = Plastic and Reconstructive Surgery
Dizin: Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Hiperbarik oksijenasyon = Hyperbaric oxygenation ; Kemik nakli = Bone transplantation ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Sağkalım = Survival ; Tavşanlar = Rabbits ; Transplantlar = Transplants ; Yara iyileşmesi = Wound healing

Özet:
Amaç: Tavşandaki vaskülarize kemikli serbest doku nakli – kemik grefti operasyonlarının geçiş defekt boyutu saptanarak hayvan modeli oluşturulması ve riskli viabilite boyutlarındaki kemik greftlerinde hiperbarik oksijen tedavisinin etkisinin ortaya koyulması
Gereç ve Yöntem: Bu çalışmamızda toplam 28 Yeni Zellanda tavşanı, viabilitenin risk altına girmeye başladığı greft boyutunu saptamak için 2cm, 3cm ve 4cm çapındaki (yaklaşık 3cm2, 7cm2 ve12cm2) defekt boyutları ve greft konulacak 3 grup ve riskli boyut saptandıktan sonra aynı boyutta defekt tekrar oluşturulup greft konularak HBO tedavisi uygulanacak 4. grup olacak şekilde bölündü. 1. grupta 7 tavşanda biparietal bölgede 20mm çapında sirküler osteotomiler yapıldı. Kemik adası deperioste edilerek greftin üst tarafına galeal tabakadan difüzyonu engelleyecek daha geniş sterilpudrasız eldiven (difüzyonu engelleyecek bariyer) yerleştirildi.1. ayın sonunda hayvanlar uygun şekilde sakrifiye edilipgrefti ve etraftaki sağlam kemik dokuyu içerecek şekilde osteotomi yapılarak patolojik piyesler elde edildi. Patolojik inceleme sonucunda istenilen iskemi-nekroz oranları elde edilmesi üzerine aynı sayıda tavşanla çalışma tekrarlandı. 2. gruptan da aynı sonuçların elde edilmesi üzerine diğer defekt boyutu ve greft gruplarının çalışılmasına gerek olmadığına karar verildi. 3. grup olarak 14 tavşanda çalışma tekrarlanıp, operasyon sonrası 1 ay boyunca 2,4 ATA %100 oksijen 90dk haftada 5 gün HBO tedavisi uygulandı. 1 ayın sonunda tavşanlardan patolojik piyesler elde edilip sonuçlar kıyaslandı.
Bulgular: 1 ay boyunca normobarik ortamda oda havası ile takip edilen 2cm çapında defekt oluşturulan 14 tavşandan alınan örneklerde histolojik olarak greft merkezindeki osteositlerin çekirdeklerini kaybederek apoptoza gittiği ve bu ölü hücre yüzeyinin greft boyutunun %14-17'sini oluşturduğu, osteotomi hattında membranöz yapıda yeni kemik oluşumunun gerçekleştiği gözlemlendi. 2. yapılan çalışmada 2cm çapında defekt oluşturulan ve 1 ay boyunca haftada 5 gün 2,4 ATA %100 oksijen 90dk HBO tedavisi alan 14 tavşandan alınan örneklerde histolojik olarak greft merkezindeki osteositlerin çekirdeklerini kaybederek apoptoza gittiği ve bu ölü hücrelerin greft boyutunun %5-7'sini oluşturduğu, osteotomi hattında daha kompakt yapıda yeni kemik oluşumunun gerçekleştiği gözlemlendi. HBO tedavisi almayangruptan alınan piyeslerde canlı greft dokusu %22-25'ini, ölü greft dokusu %14-17'sini, ilik dokusu %24-26'sını, fibröz doku %5-7'sini, yeni kemik dokusu %26-28'ini oluşturmaktadırHBO tedavisi alan gruptan alınan piyeslerde canlı greft dokusu %25-28'ini, ölü greft dokusu %5-7'sini, ilik dokusu %25-28'ini, fibröz doku %6-8'sini, yeni kemik dokusu %31-34'ünü oluşturmaktadır.

Sonuç: Elde edilen verilerin istatiksel olarak değerlendirilmesi sonucu HBO tedavisinin konulan greftin ve ilik dokusunun viabil kalmasında etkili olduğu, fibröz doku ve yeni kemik doku oluşumunda katkı sağladığı, greft dokusundaki nekroz oranında ise azalma sağladığı gösterilmiştir (p<0,05).Bu da HBO tedavisinin, difüzyonla beslenmede viabilitesini koruyamayacak boyuttaki greftlerde viabiliteyi olumlu yönde etkilediği, greftte viabil kalan doku miktarını arttırdığı, nekroze giden doku miktarını azalttığını göstermektedir.

Abstract:
Purpose:Vascularized bony free tissue transplantation in the rabbit - establishing an animal model by determining the transitional defect size of bone graft operations and revealing the effect of hyperbaric oxygen therapy on the risk viability bone grafts
Materials and Methods:In this study, a total of 28 New Zealand rabbits were divided into 3 groups to determine the size of the graft at which viability began to be at risk: 2 cm, 3 cm, and 4 cm (approximately 3cm2, 7cm2, and 12cm2) in defect diameters. After the risky diameter was determined, for the 4th group, the defect of the same size was reproduced, grafted, and then administered a HBO treatment.Circular osteotomies with a diameter of 20mm were performed in the biparietal region in 7 rabbits of the first group. As the bone island was deperiosted, a larger sterile powder-free glove (barrier to prevent diffusion) was placed on the upper side of the graft to prevent diffusion from the galeal layer. At the end of the first month, the animals were sacrificed humanely, then osteotomies were performed to include the graft and the surrounding intact bone tissue, and finally pathological specimens were obtained. Upon gathering the desired ischemia-necrosis rates as a result of the pathological examination, the study was repeated with the same number of rabbits. As the results from the second group matched the first, it was decided that other defect size and graft groups need not be studied. With the third group, the study was repeated on 14 rabbits. After the operation, HBO treatment was applied for 2.4 ATA, 100% oxygen, 90 minutes and 5 days a week for 1 month. At the end of 1 month, pathological specimens were obtained from rabbits and the results were compared.
Results:In samples taken from 14 rabbits with defects of 2 cm in diameter that were followed in a normobaric environment with room air for 1 month, it was observed histologically that the osteocytes in the graft center lost their nuclei and went to apoptosis. Additionally, this dead cell surface constituted 14-17% of the graft size and new membranous structure bone formation occurred in the osteotomy line. In the second study, samples taken from 14 rabbits with 2 cm diameter defects received 2.4 ATA 100% oxygen for 90 minutes of HBO treatment for 5 days per week for 1 month. Here, histological specimens showed that the osteocytes in the graft center lost their nuclei and went to apoptosis. These dead cells constituted 5-7% of the graft size and a more compact structure in the osteotomy line. In the specimens taken from the non HBO-treated group, living graft tissue constituted 22-25%, dead graft tissue 14-17%, marrow tissue 24-26%, fibrous tissue 5-7%, and new bone tissue 26-28%. In the specimens taken from the HBO treatment group, live graft tissue constituted 25-28%, dead graft tissue 5-7%, marrow tissue 25-28%, fibrous tissue 6-8%, and new bone tissue 31- 34%.

Conclusions:As a result of statistical evaluation of the obtained data it has been shown that the HBO treatment is effective in keeping graft and marrow tissue viable, contributes to the formation of fibrous tissue and new bone tissue, and decreases the rate of necrosis in graft tissue (p <0.05). This indicates HBO therapy, affects viability positively in grafts that are too sizeable to maintain viability in feeding by diffusion, increases the amount of viable tissue remaining in the graft, and shows that it decreases the amount of tissue leading to necrosis.