6
Kalsitoninin K›r›k ‹yileflmesi Üzerine Etkisi:
Histopatolojik ve Radyografik Deneysel Çal›flma
Effect of Calcitonin on Fracture Healing:
A Histopathologic and Radiographic Experimental Study
Ö
Özzeett
Bu çal›flman›n amac› salmon kalsitoninin k›r›k tamirinin histopatolojisi ve radyografik görünümü üzerine etkisini incelemekti.
48 Wistar cinsi s›çan›n sa¤ tibialar›nda cerrahi olarak mid-diafizeal k›r›k oluflturulduktan sonra intramedüller Kirshner teli ile tespit yap›ld›. S›çanlar, her biri 12 s›çan içeren 4 gruptan birine rastgele dahil edildi. Grup I ve II kont-rol gruplar›yd› ve herhangi bir tedavi almad›. Grup III’teki s›çanlara postope-ratif olarak 6 hafta süre ile, Grup IV’tekilere ise 10 hafta süre ile 20 mg/kg/gün IM formda salmon kalsitonin verildi.
Radyografik de¤erlendirmeler Lane-Shandu skorlama sistemi kullan›la-rak, histopatoloji de¤erlendirmeleri ise HUO skorlama sistemi kullan›larak yap›ld›.
Bütün s›çanlarda k›r›k bölgesinde hem radyografik hem de histopatolojik olarak iyileflme gözlendi. Radyografik incelemelerde kalsitonin alanlar ile al-mayanlar aras›nda 6. ve 10. haftalarda istatistiksel olarak anlaml› bir farkl›l›k tespit edilmedi. Histopatolojik de¤erlendirme sonuçlar› ise kalsitonin gru-bunda erken dönem incelemelerde (6. hafta) istatistiksel olarak anlaml› iyi-leflme (p<0,05) gösterdi, ancak 10. haftadaki de¤erlendirmelerde anlaml› farkl›l›k tespit edilmedi.
K›r›k iyileflmesinin erken döneminde histopatolojik sonuçlar›n daha iyi olma-s› bu dönemde kalsitonin kullan›m›n›n faydal› etkileri olabilece¤ini düflündür-mektedir. Bu bulgular, internal fiksasyon uygulanm›fl vakalarda daha erken dönemde ambulasyon ve yük bindirmeye izin verilebilece¤i yönündedir. Türk Fiz T›p Rehab Derg 2005; 51 (1): 6-8
A
Annaahhttaarr KKeelliimmeelleerr: K›r›k iyileflmesi, kalsitonin, histopatoloji, radyografi
S
Suummmmaarryy
The aim of this study was to examine the effect of salmon calcitonin on his-topathology and radiography of the fracture repair.
Transverse mid-diaphyseal fracture of the right tibia of the 48 Wistar rats were surgically induced and stabilized by intramedullary Kirschner wires. The rats we-re arbitrarily assigned to four groups of 12 animals each. Group I and II wewe-re the control groups and did not receive any medication; the other two groups of rats received 20 mg/ kg/day salmon calcitonin intramuscularly for 6 weeks (Group III) and for 10 weeks (Group IV) postoperatively. Formation and healing of bone were determined by radiography and by histopathological examination . Results of the radiographic examinations were evaluated by using Lane-Shandu scoring system and the results of the histopathologic examinations were evaluated by using HUO scoring system.
Radiography and histopathology demonstrated normal bone healing at the fracture site in all rats. On radiographic examination, there were no statisti-cally significant differences between two groups at 6th week and 10th week evaluations. Results of the histopathologic examinations were statistically significant in calcitonin group at the early stage (6th week) of the fracture healing (p<0.05), but there were no statistically significant differences bet-ween two groups at the 10th week evaluations.
Better histopathologic results at the early stage of the fracture healing might imply that calcitonin has beneficial effects on fracture healing at the earlier stages of the healing process. These findings encourage earlier am-bulation and weight bearing in such cases with previous surgical history of internal fixation. Turk J Phys Med Rehab, 2005; 51 (1): 6-8
K
Keeyy WWoorrddss:: Fracture healing, calcitonin, histopathology, radiography
Orijinal Makale / Original Article
Meltem ESENYEL*, Murat BÜLBÜL**, Cem Zeki ESENYEL**, Ayhan Nedim KARA**, Bilge B‹LG‹Ç***
SSK Vak›f Gureba E¤itim Hastanesi, *Fizik Tedavi ve Rehabilitasyon Klini¤i, **Ortopedi ve Travmatoloji Klini¤i ***‹stanbul Üniversitesi T›p Fakültesi Patoloji Anabilim Dal›, ‹stanbul
Y
Yaazz››flflmmaa aaddrreessii:: Dr. Meltem Esenyel-SSK-Vak›f Gureba E¤itim Hastanesi Fizik Tedavi ve Rehabilitasyon Klini¤i
Adnan Menderes Bulvar›, Çapa, ‹stanbul Tel: 0212 4241723 Faks: 0212 6217580 e-posta: esenyel@yahoo.com KKaabbuull TTaarriihhii:: Ocak 2005
G
Giir
riifl
fl
K›r›k iyileflmesi, bireysel oldu¤u kadar sosyoekonomik so-nuçlar› bak›m›ndan da önemli bir süreçtir (1). K›r›k iyileflme sü-recinde hasarlanan dokular›n rekonstrüksiyonu di¤er baz›
do-kular›n iyileflme süreci gibi de¤ildir. K›r›k iyileflmesiyle ilgili de-¤ifliklikler baz› fazlar›n üst üste binmesiyle fakat s›ras› bozul-madan meydana gelir. Bu fazlar inflamasyonun tetiklenmesiy-le bafllar. K›r›k iyitetiklenmesiy-leflmesinin fazlar› erken hasar, savunma ve y›-k›m, iyileflme ve rejenerasyon ile remodeling (yeniden
me) olarak 1967 y›l›nda tan›mlanm›flt›r (2-7).
K›r›k fizyolojisi ve osteoporoz, hem Fizik Tedavi ve Rehabi-litasyon Uzmanlar›n› hem de Ortopedistleri yak›ndan ilgilen-dirmektedir. Bu iki konunun birbirleriyle olan iliflkileri daha çok osteoporoza ba¤l› k›r›k geliflen hastalarda oluflan mortalite ve morbiditenin yüksek oranda olmas›ndand›r (8). Bu nedenle os-teoporoza ba¤l› k›r›k geliflme riski yüksek olan kiflilerde k›r›k riskini azaltmak için birtak›m ilaçlar kullan›lmaya bafllanm›flt›r. Yap›lan klinik ve laboratuar çal›flmalar da bu ilaçlar›n k›r›k ris-kini azaltt›¤›n› göstermifltir. Bu ilaçlardan biri salmon kalsito-nindir (9-11).
Bu çal›flman›n amac›, bahsedilen bilgiler do¤rultusunda olay›n tersi gerçekleflti¤i taktirde, yani k›r›k mevcudiyeti halin-de osteoporoz tedavisinhalin-de kullan›lan ilaçlardan biri olan sal-mon kalsitoninin kullan›lmas› durumunda k›r›k iyileflmesinin ne yönde etkilenece¤ini incelemekti.
G
Ge
er
re
eç
ç v
ve
e Y
Yö
ön
nt
te
em
m
H
Haayyvvaann MMooddeellii:: Çal›flmada a¤›rl›klar› ortalama 235 gr (200-340 gr) olan 48 adet erkek Wistar cinsi s›çan kullan›ld›. S›çanlar›n ortalama yafllar› 5 ay (4-6 ay) idi. Çal›flmaya al›nan s›çanlar standart kemirgen yemi ve musluk suyu ile beslendi-ler. Çal›flma boyunca tekli kafeslerde tutulan s›çanlar›n aktivi-teleri hiçbir flekilde k›s›tlanmad›. Çal›flmam›za bafllamadan ön-ce ‹stanbul Üniversitesi Deneysel T›p Araflt›rma ve E¤itim Mer-kezi Etik Kurulundan onay al›nd›.
D
Deenneeyy MMooddeellii:: Her biri 12 adet s›çan içeren dörtlü grup oluflturuldu. ‹lk 2 grup iki farkl› dönemde karfl›laflt›rma yapabil-mek için gerekli olan kontrol gruplar›n› oluflturdu ve deney bo-yunca kalsitonin uygulanmad›. Di¤er 2 gruba ise farkl› süreler ile 20 mg/kg/gün salmon kalsitonin uyguland›. ‹lac›n yan etki-si ve mortalite monitorizasyonu amac›yla hayvanlar her gün gözlemlendi ve vücut a¤›rl›klar› ölçüldü.
C
Ceerrrraahhii TTeekknniikk:: Anestezi yaklafl›k olarak 20 mg intraperito-neal ketamin ve intramusküler 2 mg diazepam uygulanarak sa¤land›. Her bir s›çan›n sa¤ tibialar› 5 ila 7 mm kadar rezeke edildi ve bir adet 0,8 mm çap›nda Kirschner teli ile tespit edildi.
Tüm s›çanlar cerrahi sonras› bir komplikasyon geliflmeden uyand›lar. Ameliyat sonras› ve deney süresince her hangi bir komplikasyon geliflmedi.
Grup 1 ve 3 teki s›çanlar 6. haftada, 2 ve 4 deki s›çanlar 10. haftada afl›r› doz sodyum pentobarbital verilerek sakrifiye edildi. Her bir gruptaki k›r›k kallusu radyolojik ve histopatolojik olarak incelendi, sonuçlar istatistiksel olarak de¤erlendirildi.
H
Hiissttooppaattoolloojjiikk DDee¤¤eerrlleennddiirrmmee::
Kemikler çevre yumuflak dokulardan temizlendikten sonra oluflan kallus dokusuna zarar vermeden ayr›ld›. Örnekler daha sonra % 10 tamponlu formalin içinde iki gün fikse edildikten sonra % 5 formik asit ile demineralize edilip y›kand› ve dere-celi etanol ile dehidrate edildi. Xylene ile duruland›ktan sonra parafin içine gömüldü. K›r›k hatt› merkezli olarak 6 mikron ka-l›nl›¤›nda longitüdinal kesitler al›nd›. Kesitler cam slaytlara ya-p›flt›r›ld› ve Hematoksilen Eosin boyas› ile boyand›. Tüm kallus dokular›na Huo ve ark.’n›n (12) önerdi¤i sisteme göre bir nume-rik puan verildi. Bu sisteme göre yüksek bir puan daha matür kallus dokusunu iflaret etmektedir.
Tüm histopatolojik de¤erlendirmeler HUO kriterlerine göre yap›ld›.
1: Fibröz doku; 2: Fibröz doku ve az k›k›rdak; 3: K›k›rdak ve fibröz doku eflit; 4: K›k›rdak ve az fibröz doku; 5: K›k›rdak do-ku; 6: K›k›rdak ve az immatür kemik; 7: K›k›rdak ve immatür ke-mik eflit; 8: Esas olarak immatür keke-mik ve az k›k›rdak; 9:
‹mma-tür kemik ve k›r›k iyileflmesi; 10: Ma‹mma-tür kemik iyileflmesi olarak de¤erlendirildi.
R
Raaddyyoolloojjiikk DDee¤¤eerrlleennddiirrmmee
Konvansiyonel radyografi cihaz›nda direkt grafiler çekildi. Çekim için 12 adet s›çan baca¤› ba¤l› oldu¤u grup dahilinde çe-kim yap›lacak zemin üzerine lateral flekilde yerlefltirilmek sure-tiyle her grup için tek büyük kasete çekim yap›ld›.
Tüm de¤erlendirmeler Lane ve Sandhu’nun (13) bildirdi¤i kriterlere göre yap›ld›.
0: ‹yileflme yok; 1: Kallus formasyonu; 2: Osseöz kaynama bafllang›c›; 3: Osteotomi alan›n›n kaybolmas›; 4: Tam osseöz kaynama
‹‹ssttaattiissttiikk DDee¤¤eerrlleennddiirrmmee
Tüm veriler Prisma V3 paket program› ile de¤erlendirildi. Denek say›s› ve da¤›l›mlar göz önüne al›nd›¤›nda non para-metrik testlerle çal›flman›n uygun oldu¤u kan›s›na var›ld›. ‹kili grup k›yaslamalar›nda Mann Whitney U testi, grup içi karfl›lafl-t›rmalarda Wilcoxon testi kullan›ld›. p<0,05 anlaml› olarak ka-bul edildi.
B
Bu
ullg
gu
ulla
ar
r
H
Hiissttooppaattoolloojjiikk BBuullgguullaarr:: Alt›nc› ve onuncu hafta sonunda hem kontrol hem de kalsitonin gruplar›ndaki s›çanlarda iyilefl-me lehine olan puan fark› istatistiksel olarak anlaml› bulundu (p<0,01), (Tablo 1).
‹ki grup k›yasland›¤›nda 6. hafta sonunda kalsitonin grubun-daki s›çanlarda k›r›k iyileflmesi yönündeki puan fark› istatistiksel olarak anlaml› flekilde yüksek bulundu (p<0,05). Onuncu hafta sonunda ise iki grup aras›nda k›r›k iyileflmesi yönünde istatistik-sel olarak anlaml› farkl›l›k saptanmad› (p>0,05), (Tablo 1).
R
Raaddyyoolloojjiikk BBuullgguullaarr:: Kalsitonin grubu ve kontrol grubunda yer alan s›çanlarda 6. ve 10. haftalarda k›r›k iyileflmesi yönün-deki de¤erler istatistiksel olarak anlaml› bulundu (p<0,05 ). ‹ki grup birbiri ile k›yasland›¤›nda ise hem 6. hafta hem de 10. hafta de¤erleri aras›nda istatistiksel olarak anlam-l› farkanlam-l›anlam-l›k tespit edilemedi (p>0,05), (Tablo 2).
T
Ta
ar
rt
t››fl
flm
ma
a
Kalsitonin osteoporoz tedavisinde yayg›n olarak kullan›-maktad›r (9-11). Kemik rezorpsiyonunu inhibe etmek suretiyle etki gösterdi¤inden k›r›k tamiri ve kallusun kalitesi üzerine et-kisini ö¤renmek önem tafl›yabilir.
Peter ve ark. (14) taraf›ndan köpekler üzerinde plasebo
K KOONNTTRROOLL GGRR KAKALLSS‹‹TTOONN‹‹NN GGRR X X±±SSSS XX±±SSSS pp 6 6 HHAAFFTTAA 5,4±1,39 6,42±2,28 <0,05 1100 HHAAFFTTAA 7,5±1,49 8,6±0,62 >0,05 p p <0,01 <0,01 T
Taabblloo 11:: TTüümm ss››ççaannllaarr››nn hhiissttooppaattoolloojjiikk ddee¤¤eerrlleennddiirrmmee ssoonnuuççllaarr››..
K KOONNTTRROOLL GGRR KAKALLSS‹‹TTOONN‹‹NN GGRR X X±±SSSS XX±±SSSS pp 6 6 HHAAFFTTAA 2,6±1,11 2,21±1,29 >0,05 1100 HHAAFFTTAA 3,5±0,71 3,5±0,79 >0,05 p p <0,05 <0,05 T
Taabblloo 22:: TTüümm ss››ççaannllaarr››nn rraaddyyoolloojjiikk ddee¤¤eerrlleennddiirrmmee ssoonnuuççllaarr››..
Türk Fiz T›p Rehab Derg 2005; 51 (1): 6-8 Turk J Phys Med Rehab 2005; 51 (1): 6-8
Esenyel ve ark. K›r›k ‹yileflmesi ve Kalsitonin
7
kontrollü olarak yap›lan bir çal›flmada osteoporoz tedavisinde kullan›lan baflka bir grup ilaç olan alendronat›n k›r›k iyileflme-si üzerine etkiiyileflme-si incelenmifltir. Plasebo grubu ile k›yasland›¤›n-da radyografik incelemelerde kallus formasyonunun 2-3 kez büyük oldu¤u bildirilmifl ve bunun kallus dokusunda yeniden flekillenmenin daha yavafl oldu¤unu gösterdi¤i sonucuna var›l-m›flt›r. Histomorfometrik sonuçlar ise kemik formasyonu ve mineralizasyonunun inhibe olmad›¤›n› göstermifltir.
Çal›flmam›zda hem kontrol hem de kalsitonin gruplar›n›n 6. ve 10. haftada yap›lan de¤erlendirilmelerinde p<0,05 güvenir-lilik aral›¤›nda anlaml› bir art›fl oldu¤u tespit edilmifltir, bu da k›r›k iyileflmesini göstermektedir.
Radyolojik de¤erlendirmeler sonunda k›r›k iyileflme süre-cinde meydana gelecek olan radyolojik düzelmeler her iki gru-bun kendi içinde anlaml› bir art›fla neden olmakla birlikte her iki grubun birbirleriyle karfl›laflt›r›lmas› sonucunda arada biyo-istatistiksel olarak anlaml› bir fark tespit edilmemifltir.
Erken dönemde daha iyi histopatolojik görünüm kalsitoni-nin k›r›k iyileflmesi üzerine olumlu etkisi oldu¤unu göstermek-tedir. Literatürde kalsitoninin k›r›k iyileflmesi üzerine etkisini inceleyen biyomekanik çal›flmalara rastlanmas›na karfl›n, his-topatoloji çal›flmas›na rastlanmam›flt›r. Erken dönemdeki bu iyileflmeyi aç›klayan bir mekanizma yoktur, olas› bir mekaniz-ma öne sürmek için ise denek say›s› yeterli de¤ildir. K›r›k iyilefl-mesinin daha geç dönemi olarak ald›¤›m›z 10. haftadaki de¤er-lendirmelerde hem radyolojik hem de histopatolojik aç›dan hiçbir anlaml› fark bulunamam›flt›r.
Elde edilen bulgular kalsitonin alanlarda internal fiksasyon yap›ld›ktan sonra erken mobilizasyon ve yük vermeye olanak sa¤lanabilece¤ini düflündürmektedir. Erken dönem ambulasyon sa¤lanmas›, immobilizasyonun genel olumsuz etkilerinin önlen-mesine olanak sa¤layabilece¤i için de¤er tafl›yabilir. Bu çal›flma, mevcut olanaklar›n k›s›tl› olmas› nedeniyle bir pilot çal›flma ola-rak yürütülebilmifltir. Daha sa¤l›kl› sonuçlar al›nabilmesi için ça-l›flma daha genifl gruplar üzerinde sürdürülmelidir.
K
Ka
ay
yn
na
ak
klla
ar
r
1. Baker SP. Injuries: the neglected epidemic. J Trauma 1987; 27: 343–8.
2. White AA, Panjabi MM, Southwick WO. The four biomechanical stages of fracture repair. J Bone Joint Surg Am 1977; 59: 188-92. 3. Simmonds DJ. Fracture healing perspectives. Clin Orthop 1985;
200: 100-13.
4. McKibbin B. The biology of fracture healing in long bones. J Bone Joint Surg Br 1978; 60: 150-62.
5. Lane JM. and Werntz JR. The Biology of Fracture Healing. In : La-ne JM. ed. Fracture Healing Perspectives. New York: Churchill Li-vingston, 1987; 49-60.
6. Hulth A. Current concepts of fracture healing. Clin Orthop 1989; 249: 265-84.
7. Buckwalter JA, Einhorn TA, Bolander ME. Healing of the Muscu-loskeletal Tissues. In Rockwood CA, Green DP. (eds). Fractures in Adults Philadelphia:Lippincott-Raven, 1996: 268-92.
8. Menkin AM. Bone Remodelling: Relationship to Amount and Structure of Bone and the Pathogenesis and Prevention of Frac-tures. In Riggs BL and Melton LJ. ed(s). Osteoporosis, Aetiology, Diagnosis and Management. New York: Raven Press, 1988: 76-87. 9. Overgaard K, Hansen MA, Jensen SB, Christiansen C. Effects of salcatonin given intranasally on bone mass and fracture rates in established osteoporosis: a dose-response study. BMJ 1992; 305: 556-61.
10. Gonnelli S, Cepollaro C, Pandrelli C. Ultrasound parameters in os-teoporosis . Osos-teoporosis Int 1996; 6: 303-7.
11. Civitelli R, Gonnelli S, Zacchei F. Bone turnover in postmenopa-usal osteoporosis: Effect of calcitonin treatment. J Clin Invest 1988; 82: 1268-74.
12. Huo MH, Troiano NW, Pelker RR, Gundberg CM, et al. The influen-ce of ibuprofen on fracture repair: biomechanical, biochemical, histologic, and histomorphometric parameters in rats. J Orthop Res 1991; 9: 383-90.
13. Lane JM, Sandhu HS. Current approaches to experimental bone grafting. Orthop Clin North Am 1987; 18: 213-25.
14. Peter CP, Cook WO, Nunamaker DM, Provost MT, et al: Effect of alendronate on fracture healing and bone remodeling in dogs. J Orthop Res 1996; 14: 74-9.
Türk Fiz T›p Rehab Derg 2005; 51 (1): 6-8 Turk J Phys Med Rehab 2005; 51 (1): 6-8 Esenyel ve ark.
K›r›k ‹yileflmesi ve Kalsitonin
