Tavşanlarda deneysel laminektomi modelinde  lokal uygulanan vankomisinin intradural etkisinin (BOS düzeyi) araştırılması ve histopatolojik değerlendirilmesi
İnvestigation and histopathological evaluation of intradural effect (CSF level) of locally applied vancomycin in experimental laminectomy model in rabbits
Yazar: JAVID KHALILOV
Danışman: PROF. DR. ÖMER AKÇALI
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Fibroz = Fibrosis ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Histopatoloji = Histopathology ; Laminektomi = Laminectomy ; Serebrospinal sıvı = Cerebrospinal fluid ; Tavşanlar = Rabbits ; Vankomisin = Vancomycin

Özet:
Amaç:  İntravenöz yolla ve omurga üzerine direkt lokal uygulanan vankomisinin kan beyin bariyerini geçip geçmediği ve santral sinir sistemi üzerindeki histopatolojik etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır.
Yöntem :  Çalışmaya toplam 18 tavşan, üç grup halinde alındı. 1. grup kontrol grubu olarak belirlendi ve laminektomi sonrası yara kapatıldı. 2. gruba laminektomi sonrası lokal vankomisin (30mg/kg, total doz 50mg) uygulandı. 3. gruba da laminektomi sonrası intravenöz vankomisin (10mg/kg, total doz 30mg) yapıldı. Deneklerden ameliyat sonrası 6. 12. 24. saatlerde BOS ve serum örnekleri alındı. Tüm numunelerden LC-MS/MS yöntemi ile vankomisin düzeyi bakıldı. İşlem sonrası 4.haftada denekler sakrifiye edilerek lomber vertebraları blok şeklinde çıkarıldı. Kesitler epidural fibrozis açısından derecelendirildi ve histopatolojik analizi yapıldı. Biyokimyasal analizler ve patolojik incelemeler ile sonuçların istatistiksel analizi çift kör olarak çalışıldı.
Bulgular: Üç grubun ölçüm değerleri karşılaştırıldığında, intravenöz vankomisin uygulanan grupta 6. saatte alınan BOS örneklerinde vankomisin düzeyinin kontrol-lokal vankomisin gruplarına göre istatistiksel olarak anlamlı şekilde yüksek olduğu bulunmuştur (p =0.035). 12. ve 24. saatteki BOS vankomisin ölçümlerinde ise 3 grup arasında fark saptanmamıştır. İkili grup karşılaştırmasında da benzer şekilde IV vankomisin grubunda 6. saat BOS değerlerinin lokal vankomisin grubuna göre anlamlı şekilde yüksek olduğu saptanmıştır (p=0,025). Ancak 12. ve 24. saat ölçümlerinde her üç grup arasında anlamlı farklılık görülmemiştir. Üç grubun serum vankomisin değerleri karşılaştırıldığında, IV vankomisin ve lokal grup ile kontrol grubu arasında 6. 12. ve 24. saatlerde anlamlı yüksek değerler saptanmıştır (p<0.05). IV vankomisin grubu ile lokal  grup arasındaki serum  düzeyleri karşılaştırmasında ise, IV vankomisin grubunda 6.ve 12. saat ölçümlerinin anlamlı olarak yüksek olduğu (p<0,050), 24.saat ölçümlerinde ise farklılık olmadığı bulunmuştur. 
Grupların kendi içlerindeki değerlendirmelerinde ise, IV uygulamada BOS değerleri 6. saatte yüksek olup 12 ve 24. saatlerde düşme eğilimi gösterirken, lokal grupta 6. saatte saptanamamış, 12. ve 24. saatlerde de eser miktarda saptanmıştır. Serumda ise IV grupta 12. saatte vankomisin düzeyi tepe noktasına ulaşmış ve 24. saatte anlamlı düşme saptanmıştır (p=0.03). Lokal grubun serum değerleri çok yüksek olmamakla birlikte 6. saatten 24. saate kadar artan bir yükselme eğilimi olduğu görülmüştür.
Histopatolojik değerlendirme sonuçları değerlendirildiğinde, IV gruptan elde edilen örneklerin tamamında Grade1 fibrozis,  lokal uygulama örneklerininın tamamında ise Grade 0 fibrozis bulunmuştur. Kontrol grubunda ise %50 örnekte Grade 3, %16,7 Grade 2 ve %33,3 Grade 0 fibrozis saptanmıştır. İstatistiksel olarak her üç grup arasında da anlamlı farklılık mevcuttur (p=0.01).
Sonuç : İntravenöz vankomisin uygulamasında tavşan modelinde vankomisin molekülünün kan beyin bariyerini 6. saatte geçtiği gösterilmiştir. Her ne kadar istatistiksel olarak anlamlı olmasa da lokal vankomisin uygulamasında da beyin omurilik sıvısında eser miktarda vankomisin molekülü bulunmaktadır ve 6. saatten 24. saate kadar ılımlı bir artış göstermektedir. Lokal vankomisin uygulamasında epidural fibrosiz diğer gruplara göre daha az oluşmuştur. Asidik yapıdaki vankomisin molekülü, fibroblastları etkileyerek fibrosis oluşumunu azaltıyor olabilir. Bu çalışmadan elde edilen veriler, infüzyon ve lokal vankomisin uygulamasının olumlu etkileri olabileceği lehinedir. Devam edecek çalışmalarda, lokal vankomisin dozaj değişiklikleri ve uzun süreli salınım sistemlerine üzerinde durulursa yeni tedavi rehberleri geliştirilebilir.
Anahtar   Kelimeler : Laminektomi  , vankomisin , BOS  ,epidural fibrozis

Abstract:
OBJECT: The aim of this study was the penetration of vancomycin from the blood-brain barrier of intravenously or directly local application on dura and evaluation of its histopathological effects on the central nervous tissue.
METHODS: The study includes a total of 18 rabbits in three groups of 6 rabbits each. (1)Group 1 was determined as the control group and the wound was closed after laminectomy. (2) Local vancomycin (30 mg/kg, total dose 50mg) was applied to the second group after laminectomy.(3) Intravenous vancomycin (10 mg/kg, total dose 30mg) was applied to the third group after laminectomy.
 CSF and serum samples were taken from the subjects at the 6th, 12th and 24th hours postoperatively. Vancomycin levels were measured in all samples by LC-MS / MS method. In the 4th week after the procedure, the subjects were sacrificed and their lumbar vertebrae were removed as a block. Sections were graded for epidural fibrosis and histopathological analysis was performed. Biochemical analyzes, pathological examinations and statistical analysis of the results were designed as double-blind studies.
RESULTS: When the measurement values of the three groups were compared, in the CSF samples taken at the 6th hour, it was found that the level of vancomycin in the intravenous vancomycin group was significantly higher than control-local vancomycin groups statistically (p = 0.035). There was no difference between the three groups in the measurements of CSF vancomycin values at 12th and 24th hours. Similarly, in the paired group comparison, the 6th hour CSF values in the IV vancomycin group were found to be significantly higher than the local vancomycin group (p = 0.025). However, there was no significant difference between the three groups in the 12th and 24th hour measurements.
When the serum vancomycin values of the three groups were compared, significantly higher values were found in the intravenously applied vancomycin group in comparison to locally applied vancomycin group and control group at 6, 12 and 24 hours (p <0.05). In the comparison of serum levels between the IV vancomycin group with the local group, it was found that the 6th and 12th hour measurements were significantly higher in the IV vancomycin group (p <0.050), and there was no difference in the 24th hour measurements.
In the evaluations of the groups among themselves, CSF values were high at the 6th hour in the IV application and tended to decrease at the 12th and 24th hours. In the local group, CSF values was not detected at the 6th hour, and it was detected in trace amounts at the 12th and 24th hours.
The level of serum vancomycin values reached its peak at the 12th hour in the IV group and a significant decrease was found at the 24th hour (p = 0.03). It was observed that serum values in the local group were not very high, but there was an increase tendency from the 6th to the 24th hour.
When histopathological evaluation results were evaluated, Grade 1 fibrosis was found in all samples obtained from the IV group, and Grade 0 fibrosis was found in all local application samples. In the control group, 50% of the samples had Grade 3 fibrosis, 16.7% Grade 2 fibrosis and 33.3% Grade 0 fibrosis. There was a statistically significant difference between all three groups (p = 0.01).
CONCLUSION: In the intravenous application of vancomycin, it has been shown that the vancomycin molecule crosses the blood-brain barrier at the 6th hour in the rabbit model. Although it is not statistically significant, the local application of vancomycin also contains trace amounts of vancomycin molecules in the cerebrospinal fluid and shows a moderate increase tendency from the 6th to the 24th hour. Epidural fibrosis occurred less frequently in local vancomycin application compared to other groups. The acidic vancomycin molecule may reduce fibrosis by affecting fibroblasts. The data obtained from this study are in favor of the positive effects of vancomycin applied locally and intravenously. In ongoing studies, new treatment guidelines can be developed if local vancomycin dosage changes and long-term release systems are emphasized.
Key Words: Laminectomy ,vancomycin, CSF, epidural fibrosis