TİBİA KAYNAMA YOKLUĞUNDA EKSTRAKORPOREAL ŞOK DALGA TEDAVİSİNİN (ESWT) KIRIK İYİLEŞMESİNE ETKİSİ

Transkript

1 T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ ORTOPEDİ VE TRAVMATOLOJİ ANABİLİM DALI Tez Yöneticisi Yrd.Doç. Dr. Mert ÇİFTDEMİR TİBİA KAYNAMA YOKLUĞUNDA EKSTRAKORPOREAL ŞOK DALGA TEDAVİSİNİN (ESWT) KIRIK İYİLEŞMESİNE ETKİSİ (Uzmanlık Tezi) Dr. Murat KAYA Bu tez Trakya Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir (Proje no: ) EDİRNE -2014

2 TEŞEKKÜR Uzmanlık eğitimim süresince bilgi, beceri ve tecrübelerini benimle paylaşan değerli hocalarım Prof. Dr. Kenan SARIDOĞAN, Prof. Dr. Nurettin HEYBELİ, Prof. Dr. Hasan Hilmi MURATLI, Doç. Dr. Cem ÇOPUROĞLU ve Doç. Dr. Mert ÖZCAN a, tezimi oluştururken yardımlarıyla yanımda olan Prof. Dr. Turan KARACA, Prof. Dr. Necdet SÜT, Yrd. Doç. Dr. Sedat Alpaslan TUNCEL, Vet. Hek. Ziya ÇUKUR a, ayrıca tez çalışmam ve eğitimim süresince bana yol gösteren değerli hocam Yrd. Doç. Dr. Mert ÇİFTDEMİR e, dostluğunu esirgemeyen asistan arkadaşlarıma ve klinik çalışanlarına teşekkür ederim.

3 İÇİNDEKİLER GİRİŞ VE AMAÇ... 1 GENEL BİLGİLER... 3 KEMİĞİN ANATOMİSİ... 3 KEMİĞİN HİSTOLOJİSİ... 4 KEMİĞİN HÜCRESEL BİYOLOJİSİ... 4 KEMİK MATRİKSİ... 5 KEMİĞİ SARAN YAPILAR... 6 KEMİĞİN KANLANMASI... 6 KEMİĞİN YAPIMI... 7 KIRIK İYİLEŞMESİ... 8 İNTRAMEDÜLLER ÇİVİLEMEDE KIRIK İYİLEŞMESİ KIRIK İYİLEŞMESİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER EKSTRAKORPOREAL ŞOK DALGA TEDAVİSİ GEREÇ VE YÖNTEMLER BULGULAR TARTIŞMA SONUÇLAR ÖZET SUMMARY KAYNAKLAR EKLER

4 SİMGE VE KISALTMALAR BMP CIF ESWT FGF ILGF- ß PDGF rhpdgf- ßß ß-TCP TGF-ß : Bone Morphogenetic Protein : Cartilage Inductive Factor : Extracorporeal Shock-Wave Therapy : Fibroblast Growth Factor : Insulin Like Growth Factor ß : Platelet Derived Growth Factor : Recombinant Human Platelet Derived Growth Factor- ß : ß-Tricalcium Phosphate : Transforming Growth Factor ß 4

5 GİRİŞ VE AMAÇ Günümüzde çok birey kemik ve yumuşak doku travmaları sonucu ortopedi uzmanlarına başvurmaktadır. Biyomühendislikteki gelişmeler, yeni cerrahi teknikler ve bilimsel paylaşımdaki artış sayesinde günümüzde bu yaralanmaların cerrahi tedavisi hem hekim hem de hasta açısından çoğunlukla yüz güldürücü olmaktadır. Geniş yumuşak doku travması ile birlikte olan açık kırık, yüksek enerjili travma, enfeksiyon, kan akımının bozulması, radyasyon, kırık uçları arasındaki temas kaybı, kırık uçlarındaki hareket ve kemik doku kaybı da kaynamama için predispozan faktörlerdendir (1). Tedavisi güç bir tablo olan kaynama yokluğu, ortopedik cerrahide yeni tedavi şekilleri arayışının başlıca nedenlerinden biridir. Kırık iyileşmesine birçok faktör etki etmektedir. Kaynamaya etki eden mekanik ve biyolojik temellerden yola çıkarak kaynama yokluğuna yönelik birçok yeni tedavi yöntemi geliştirilmekte ve uygulanmaktadır. Mekanik temellere yönelik ultrasonografi, elektrik stimülasyonu, elektromanyetik alan, erken yük verme ve mikrohareket, poli-kopolimerler, ekstrakorporeal şok dalga tedavisi (ESWT) biyolojik temellere yönelik ise bone morfogenik proteinler, bazı vitamin ve hormonlar, prostaglandin analogları, anjiogenetik ve osteogenetik mediatörler başta olmak üzere, kırık kaynaması üzerine etkisi olabilecek yeni yöntemler araştırılmaktadır. ESWT 1970 li yıllarda üroloji alanında kullanılmaya başlanmıştır. ESWT nin kullanıma girmesinden sonra alt üriner taş kırma işlemi yapılan olgularda os iliumda yaptığı değişiklikler bu yöntemin iskelet sistemi hastalıklarında ve kırık iyileşmesinde etkin bir rol oynayabileceği düşüncesini doğurmuştur (2). Zaman içinde, farklı enerji seviyeleri ve farklı 1

6 frekanslarla yapılan ESWT uygulamaları sonucunda ESWT nin radyolojik, histolojik ve sintigrafik olarak kırık iyileşmesini hızlandırdığı gösterilmiştir (3). Kaynama yokluğu bulunan 72 olgu üzerinde yapılan prospektif bir çalışmada, 1 yıllık takip sonucunda % 80 lere varan kaynama oranları tespit edilmiştir (3). Bu çalışmada, yukarıdaki verilerin ışığında, ESWT nin kaynama yokluğu üzerindeki etkisi tibialarında kaynama yokluğu modeli oluşturulmuş deney hayvanlarında radyolojik ve histopatolojik olarak araştırılmıştır.. 2

7 GENEL BİLGİLER KEMİĞİN ANATOMİSİ Kemik doku şekil olarak dörde ayrılır; uzun, kısa, yassı ve amorf şekilli kemikler. Femur, humerus ve tibia gibi uzun kemikler epifiz, diafiz ve metafiz olarak adlandırılan 3 bölgeye ayrılırlar. Bu üç bölge geometrilerine ve yapılarına göre birbirinden farklıdır. Epifiz ve metafiz ince kortikal kemikle çevrelenen süngerimsi kemikten oluşur ve büyümeye devam eden iskelette fizis ile birbirinden ayrılır. Fizis (büyüme plağı) kapandıktan sonra epifizle metafiz arasında fizis skarı veya epifiz çizgisi olarak adlandırılan bir sınır oluşur. Kortikal kemiğin iç kısmı endosteal, eklem yüzü haricindeki dış yüzey ise periosteal yüz olarak adlandırılır (4). Tüm kemiklerin yüzeyleri özelleşmiş doku veya hücrelerce çevrelenir. Periosteal yüz periost zarı ile örtülüdür. Periost zarının dış yüzünde fibröz bağ dokusu, iç yüzünde ise büyüme ve kırık iyileşmesi sırasında kemik oluşturan değişmemiş öncül hücreler vardır (5). Lamellar (matür) kemik dokusu, kollajen ve osteoblastların düzenli olarak yerleştiği, kortikal ve trabeküler kemik olarak iki kısımda incelenir. Örgüsel (woven) kemik dokusu ise; kaynama dokusunda ve embriyonal iskelette görülen, kimi zaman kemiğin primer tümörlerinde tümör tarafından üretilen düzensiz, döngüsü fazla, zayıf ve esnek kemik çeşididir (6). KEMİĞİN HİSTOLOJİSİ Histolojik açıdan kemik iki grupta incelenir. Bunlar lamellar ve örgüsel kemik tipleridir.. İnsan vücudunda normalde lamellar kemik doku hâkim iken, örgüsel kemik dokusu gelişmemiş ya da patolojik durumlarda önümüze çıkar. Lamellar kemik dokusu bulunduğu 3

8 yere ve fonksiyona göre özelleşerek ikiye ayrılır. Bunlar kortikal kemik dokusu ve kansellöz kemik dokusudur. Kortikal kemik dokusu insan vücudundaki tüm kemiklerin yaklaşık % 80 ini oluşturur (6,7). Kortikal kemik dokusu, kemiğin uzun eksenine paralel ve dikey kanallar ihtiva eden yapıda iken kansellöz kemik dokusu anastomozlarla ağ oluşturan kemik trabeküllerinden oluşur. Kortikal kemik Volkmann kanallarıyla birbirine bağlanan sıkıca sarılmış osteon veya haversian sistemlerini ihtiva eder (Şekil 1). Bu kanallarda arterioller, venüller, kapillerler, lenfatikler ve sinirler yer alır. Kansellöz kemik daha az yoğundur ve daha yavaş bir yaşam döngüsüne sahiptir. Kortikal kemik dokunun medüller kanalında ve kansellöz dokunun trabekülleri arasında kemik iliği bulunur (8). KEMİĞİN HÜCRESEL BİYOLOJİSİ Osteoblastlar Osteoblastlar mezenkimde veya ilik temel dokusunda yer alan kök hücrelerden oluşurlar. Osteoblastlar mineralize olmayan matriksin sentezlenmesi ve salgılanmasından sorumludurlar (9). Ayrıca, osteoblastlar matriks kalsifikasyonunda da rol alır. Alkalen fosfatazdan zengindir. Kırık iyileşmesinde, yeni kemik ve kıkırdağın organik matriksinin mineralizasyonunu başlatır. Osteoblastların osteositlere farklılaşmasında interlökinler, PDGF, ILGF rol alır (8). Osteositler Osteositler, olgun iskelette hücrelerin % 90 ını oluşturur. Sentezlenen matriks ile sarılan farklılaşmış osteoblast hücrelerinin devamıdır. Yapımdan çok kalsiyum ve fosforun ekstrasellüler konsantrasyonunu idame ettirmede görev alırlar (8). Osteoklastlar Monositer progenitör hücrelerden köken alan çok çekirdekli dev hücrelerdir. Kemiğin rezorpsiyonundan sorumludurlar. Kendi rezorbtif aktiviteleri ile oluşan Howship lakünalarında bulunurlar ve aktif olanları kalsifiye kemik yüzeyi ile temasa geçer (10). Kalsitonin, reseptörü osteoklastlarda olan ve osteoklastları inhibe eden bir hormondur. Kırık iyileşmesinde, yeniden şekillenme evresinde görev alır (11). 4

9 Şekil 1. Volkman kanalları ve Haversian sistem (8) hücrelerdir. Osteoprogenitör Hücreler Haversian kanallarda, endosteum ve periosteumda dizili osteoblastlara farklılaşan Astar (Lining) Hücreler Kemiği saran dar yassı hücrelerdir (8). KEMİK MATRİKSİ Kemik matriksinin % 40 ı organik, % 60 ı inorganik komponentlerden oluşur. Organik komponentleri başlıca kollajen, proteoglikanlar, kollajen dışı matriks proteinleri (glikoproteinler, fosfolipidler, fosfoproteinler), büyüme faktörleri ve sitokinler oluşturur. Kemik matriksi tip I kollajen ağırlıklı bir yapı olup organik maddenin % 90 ını oluşturur ve kemiğin gerilme kuvvetinden sorumludur. Proteoglikanlar ise daha çok kemiğin kompresif kuvvetinden sorumludur. Matriks, osteokalsin, osteonektin, osteopontin gibi proteinleri içerir. Bu proteinlerin başlıcası olan osteokalsin osteoklastları aktive ederek kemik yoğunluğunun düzenlenmesinde rol alır. Kemiğin başlıca glikozaminoglikanlarını ise kondroitin-4-sülfat, kondroitin-6-sülfat ve keratan sulfat oluşturur. Glukozaminler kemiğin sertlik ve dayanıklılığından sorumludurlar (8). 5

10 Kemiğinin organik kısmını kalsiyum ve fosfatın birleşmesiyle oluşan kalsiyum hidroksiapatit [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] ve osteokalsiyum fosfat tuzları oluşturur. Kalsiyum kemiğin kompresif kuvvetini sağlar ve birikimi çeşitli hormonların etkisi altındadır. İnorganik matriksin çoğu başlıca kalsiyum tuzlarından oluşup geriye kalanını fosfat tuzları oluşturur. Az miktarda bikarbonat, sitrat, magnezyum, sodyum ve potasyum iyonları bulunur (8). KEMİĞİ SARAN YAPILAR Periosteum Kemiği saran bağ doku zarı olup iç ve dış tabaka olmak üzere 2 tabakadan oluşur. Dış tabaka fibröz yapıda olup, kollajen ve fibroblastlardan oluşur. Periostun dış tabakası daha az hücre içeren ve kendisine ligaman, tendon ve eklem kapsüllerinin yapışmasına izin veren bir yapıya sahiptir. İçte ise hücreden daha zengin ve daha vasküler olan kambiyum tabakası adı verilen osteojenik tabaka yer alır. Bu tabakada osteoblastları oluşturabilme potansiyeli olan yassı hücreler bulunur. Bu hücreler kemiğin büyümesinde ve kırık iyileşmesinde büyük öneme sahiptirler. Periosteum çocuklarda çok daha kalın olup kemiğin enine büyümesinden ve kortikal kemiğin kalınlaşmasından sorumludur. Yaşla beraber periosteumun osteojenik ve kondrojenik kapasitesi azalır (12,13). Endosteum Kemiğin içindeki boşlukları kaplayan tek katlı, yassı kemik öncül hücreleri ve az miktarda bağ dokusundan oluşur. Kemik tamiri ve büyümesinde periosteum ile beraber görev alır (13). KEMİĞİN KANLANMASI Kemikler bir organ olarak kardiak atımın % 5 10 unu alır. Uzun kemiklere kan akımı 3 yoldan sağlanır. 1- Besleyici (nutrient) arter sistemi: Sistemik dolaşımdan kaynak alan ana arterlerin besleyici delikten medüller kanala girmesiyle oluşur. Besleyici arterler çıkan ve inen dallar vererek tüm endosteal tabakayı ve iç 2/3 korteksi haversian sistem aracılığıyla beslerler. Her haversian kanalda yeniden şekillenme fazında oluşan kesen konide (cutting cone) olduğu gibi tek bir kapiller yer alır. Nutrient arter sistemi erişkin kemiğinde yüksek basınçlı bir sistemdir (8,14). 6

11 2- Metafiziel-epifiziel sistem: Periartiküler damar ağlarından köken alırlar. Proksimal ve distal metafiziel ve epifiziel arterler olarak anastomozlar yaparlar (14). 3- Periosteal sistem: Primer olarak çevre yumuşak dokulardan köken alan kapillerlerden oluşur. Korteksin dış 1/3 ünü besler. Periosteal sistem erişkinde düşük basınçlı sistemdir (14). Kemikteki arteriel kan akımı sentrifugaldir, yani içten dışa doğrudur. Bu durum besleyici arteriel sistemin yüksek basınçta, periosteal sistemin ise düşük basınçta olmasından kaynaklanır. Deplase bir kırık oluştuğunda endosteal dolaşımın kesilmesi sonucu periosteal kan akımı dominant hale geçer ve kan akışı dıştan içe yani sentripedal hale döner. Bu da kırık iyileşmesinde kilit önemi olan periosteal kemik yapımına izin verir. Ayrıca çocuklarda aşırı vasküler ve kalın periosteum nedeniyle sentripedal akım dominanttır. Kemikteki venöz akım da kortikal kapillerlerin venöz sinüslere dökülmesine izin verecek şekilde sentripedaldir. Kemikteki venöz sistemin kapasitesi arteriel sistemin 6 ila 8 katıdır. Perforan ve nütrient venler vasıtasıyla ekstremitelerin derin venlerine dökülürler (14). KEMİĞİN YAPIMI Enkondral Kemik Yapımı Hyalin kıkırdak bir model üzerinden kemikleşmeye enkondral kemikleşme adı verilir. Enkondral kemikleşme, embriyonel hayatta uzun kemik oluşumunda, kemiklerin uzunlamasına büyümesinde, kırık kallusunda ve demineralize kemik matriksi kullanımındaki kemik oluşumunda karşımıza çıkmaktadır. Pluripotent kök hücreler büyüme hormonu, interlökinler ve osteoindüktif ajanlar tarafından uyarılarak kondrositlere dönüşür. Kondrositler bulundukları ortama ekstrasellüler matriks salgılarlar (interstisyel büyüme) (8). Daha sonra bu matriks mineralize olur ve vasküler tomurcuklar matrikste ilerler. Bu tomurcuklar ortama osteoprogenitör hücreleri taşır ve bu hücrelerden oluşan osteoklastlar kalsifiye kıkırdağı rezorbe ederken osteoblastlar da yeni kemik yapımında rol alırlar. Bu durum kıkırdağın kemikleşmesi değil, kemik doku ile yer değiştirmesidir (8). İntramembranöz Kemik Yapımı İntramembranöz kemik yapımı embriyonel hayatta yassı kemik (pelvis, klavikula, kafatası kemikleri) oluşumunda, distraksiyon osteogenezi yoluyla oluşan kemik yapımında ve çocuk amputasyonlarında karşımıza çıkar. Yassı kemikler, kıkırdak model olmaksızın farklılaşmamış 7

12 mezenkimal hücrelerin katmanlar halinde birikimiyle oluşur. Bu hücreler daha sonra osteoblastlara dönüşerek organik matriks üretirler. Bu matriks içinde mineralizasyon başlar ve kemik oluşturulur (8). Appozisyonel Ossifikasyon Mevcut kemik yüzeyinde osteoblastların dizilimi sonucu yeni kemik oluşturulmasıdır. Periosteal kemik genişlemesi ve kemik remodelizasyon safhasında kemik üretimi bu tipe örnek olarak verilebilir (8). KIRIK İYİLEŞMESİ Kırık iyileşmesi zarar görmüş bir kemik dokunun bu hasara cevap verme ve yenilenme sürecidir (Şekil 2) (6). Kırık iyileşmesi yara iyileşmesine benzer ancak çok önemli bir noktada farklılık gösterir. Yara iyileşmesinde zarar gören dokunun yerini skar dokusu alırken kemikte yeni kemik oluşumu ve şekillenmesiyle ortaya çıkan tam bir rejenerasyon (yenilenme) mevcuttur (14,15). Bu durum kemiğin iyileşme basamaklarını oluşturan süreçlerle yakından ilişkilidir. Bu süreçler iç içe geçmiş olup enflamasyon, tamir ve yeniden şekillenmeden oluşur (8,16,17). Bu karmaşık işleyiş kemiğin yeniden yük taşıyabilecek eski doku özelliklerine dönebilmesine bağlıdır (16). Orijinal anatominin tam bir geri kazanımı sadece çocuklarda görülse de erişkinde de yeni oluşan kemiğin remodelizasyonu mekanik olarak oldukça istikrarlı bir lameller yapıyı elde edebilir (16). Biyokimyasal açıdan bakılacak olur ise kırık iyileşmesi elektrik potansiyelleri, düşük oksijen basıncı, düşük ph, kininlerin salınımı ve kemik morfojenik proteini (BMP), kıkırdak uyarıcı faktör (CIF) gibi çeşitli indüktif proteinlerin bir arada bulunmasıyla oluşan karmaşık süreçlerin bir birleşimidir (17,18). Kırık iyileşmesindeki birçok hücresel ve biyokimyasal süreç, büyüme plağındaki gelişim basamaklarına paralellik gösterir. Ancak kırık iyileşmesindeki olay geçici ve kesintili bir süreçtir. Büyüme plağında rezerv bölgesinden köken alan hücreler matriks sentezinden sorumlu olup daha sonra kondrositlere farklılaşırlar. Hipertrofi bölgesinde demineralizasyonun olduğu osteoblastik aktivite hâkimiyeti görülür (8). 8

13 Şekil 2. Kırık iyileşmesinin histolojik özellikleri (6) Kırık iyileşmesi ilk tarif edildiğinde 5 ayrı süreçten oluştuğu düşünülmüştü. Bu süreçler kırık oluşumu, granülasyon dokusu oluşumu, granülasyon dokusunun kallusla yer değiştirmesi, kallusun lameller kemik yapısına dönüşmesi ve yeniden şekillenme olarak bildirilmişti (19). Einborn ve ark. (16) da kırık iyileşmesini 5 ayrı evrede ele almışlardır. Bunlar; hematom oluşumu ve enflamasyon, anjiogenezis ve kıkırdak oluşumunun başlaması, kıkırdak kalsifikasyonu, kıkırdağın yerini kemiğin alması ve yeniden şekillenmedir. Kırık iyileşmesine katılan farklı süreçleri daha iyi anlayabilmek için kırığa farklı yanıt veren dört ayrı pencereden bu süreçleri inceleyebilmek gerekir. Bunlar; 1- Kemik iliğinde, 2- Kortekste, 3- Periostta, 4- Çevre kas ve yumuşak dokularda meydana gelen değişikliklerdir. Kırığın tipine, yerine ve tedavi yöntemine göre bu dokuların yanıtları birbirlerine baskınlık gösterebilirler (19). 1- Kemik iliğindeki değişiklikler Kemik iliğinde kırık oluşumundan birkaç saat sonra normal mimari yapı bozulur ve kan damarlarının sayısında belirgin azalma olur. Bunu fibrin pıhtı oluşumu ve yüksek ve düşük hücre yoğunluklu bölgelerin meydana gelmesi izler. Yüksek hücre yoğunluklu bölgedeki endotel hücreleri 24 saat içinde polimorfik hücrelere dönüşür ve bu dönüşümü, hücrelerin kemik matriksi yapacak olan osteoblastik fenotipik özellikler kazanması takip eder. Medülla özellikle kırığın erken dönemindeki kemik oluşumuna önemli katkıda bulunur (20). 9

14 2- Kortekste meydana gelen değişiklikler Kırık iyileşmesi histolojik terminolojide ikiye ayrılır. Bunlar primer ve sekonder kırık iyileşmesidir (15). Primer kırık iyileşmesi ki buna primer kortikal iyileşme de denebilirkorteksin devamlılığının bozulması sonucu bozulan devamlılığı tekrar sağlamaya yönelik sadece kortikal doku yanıtının oluşturduğu bir süreçtir. Sekonder kırık iyileşmesi ise periosteum ve çevre yumuşak dokuların kallus oluşturmak üzere verdiği doku yanıtlarının birleşimidir (15). Primer kortikal iyileşmede asıl olan kırık uçlarının anatomik olarak uç uca gelmesi ve yeterli hareketsizliğin sağlanmasıdır. Bu sayede mekanik devamlılık sağlanabilir (21). Bu şartlar altında kırık uçlarındaki kemik rezorbe edici hücreler içinde yeni kan damarlarının ilerleyebileceği haversian sistemleri kurmak üzere rezorpsiyona başlar ve tüneller açarlar. Bu damarlar daha sonra endotel hücreleri ve perivasküler mezenkimal hücrelerle döşenirler. Bu hücreler de osteoblastları oluşturmak üzere osteoprogenitör hücrelere dönüşürler. Bu olaylar kesik koni adı verilen ayrı remodelizasyon ünitelerinin oluşumuna yol açarlar (Şekil 3). Sekonder iyileşmede ise mineralizasyon ve kıkırdak matriksin kemiğe dönüşmesi izlenir. Bu dönüşümün belirteci kallus oluşumunun görülmesidir. Kırık yerinde hareket arttıkça, kallusun miktarı da artacaktır. Bu kallus, kemik genişliğini artırarak kırık yerinde stabilite sağlar (15). 3- Periosteumda meydana gelen değişiklikler Kırık iyileşmesindeki belki de en önemli yanıt periosteuma ait olandır. Burada osteoprogenitör hücreler ve farklılaşmamış mezenkimal hücreler embriyonik intramembranöz kemikleşme ve endokondral kemik yapımı yoluyla kırık iyileşmesi sürecine katılırlar (12,22). Periost reaksiyonu kemik yaralanmasına verilen temel yanıtlardan biridir. Kırık uçlarının hareketli olması bu yanıtı arttırırken, katı tespit azaltır (21). Günümüzde periosteumun tek başına yeni kemik oluşumunu uyaramadığı ancak alttaki kırık hematomu ile ilişkide olduğunda iyileşmenin en önemli parçalarından biri olduğu kabul edilmiştir (23). Özellikle sekonder kaynamada periosteum kan damarlarının temel kaynağını oluşturur (24,25). 10

15 Şekil 3. Kesik koni (Cutting Cone). Koninin uç kısmındaki osteoklastik aktiviteyi (siyah ok) osteoblastik yeni kemik yapımı izlemektedir (beyaz ok) (21) İntramembranöz ossifikasyonda kıkırdak altyapı olmaksızın sert kallus oluşumu izlenir. Bu kallus dokusu kırık hattına nispeten uzak yerleşimdedir. Kemik matriksini oluşturan yapısal proteinler bu dokuda erken dönemde belirir. Enkondral ossifikasyonla oluşan kemik doku kırık hattına komşu olup kartilaj rehber dokunun kalsifiye olması ve kemik dokuyla yer değiştirmesiyle meydana gelir. Kallus dokusu çeşitli muskuloskeletal doku tiplerinin oluşumuyla karakterizedir. Periosteal kallus medüller ve eksternal kallusla karşılaştırıldığında iyileşmenin erken dönemlerinde daha damarsaldır (26). Bu değişiklik iyileşme dokusunun farklı bölgelerindeki oksijen gerilimlerinin değişik değerlerde olmasından kaynaklanır (27). 4- Çevre kas ve yumuşak dokularda meydana gelen değişiklikler Kırık iyileşmesindeki önemli süreçlerden biri de yumuşak dokulardaki yanıttır (23). Bu yanıt hızlı hücresel aktivite ve erken köprüleşme kallusu oluşturarak kırık parçalarının erken stabilizasyonunda rol alır. Kırık iyileşmesinde çevre yumuşak dokuların vasküler kaynak oluşturarak önemli bir rol oynadığı bilinmektedir (28,29). Bu süreç mekanik faktörlerle yakından ilişkili olup katı tespitle yavaşlar. Çevre yumuşak dokuların yanıt olarak oluşturduğu doku endokondral ossifikasyon süreciyle meydana gelir ve farklılaşmamış mezenkimal hücrelerin buraya göçü, tutunması, çoğalması ve sonuç olarak da kıkırdak üreten hücrelere farklılaşmasıyla sonlanır (21,28). Çeşitli dokulardan kaynaklanan bu pluripotent 11

16 hücrelerin periosteal ve endosteal kallus aktivitesine yol açan ana sebep olduğu bilinmektedir (30,31). Yumuşak doku hasarlı kırıklarda iyileşmenin yavaş olduğu bilinmektedir. Kas dokusu sıyrılmış kırık modellerinde kırık uçlarındaki yeni kemik doku oluşumunun azaldığı gösterilmiştir (32). Kimi yazarlara göre bu sadece kas dokuların ortama oksijen ve besin ulaştırılmasında yetersizliğine bağlı iken kimi yazarlara göre kemiği saran dokunun zarar görmesinin yanı sıra kırığın kaynamasında görev alan mezenkimal hücrelerin yumuşak doku iyileşmesinde de görev almak zorunda kalmalarındandır (32,33). Günümüzde en çok kabul gören kırık iyileşmesi modeli üç ayrı süreçte incelenebilir. Enflamasyon Kırık iyileşmesi yumuşak dokudaki yara iyileşmesinde oluşan süreçlere benzer olaylar zinciridir. Burada da enflamasyon başlangıç evresi olup ilk 5 günü kapsar. Kanama ve trombotik faktörlerin salınımından sonra başlayan doku yıkımı kan hücrelerinin ve mezenkimal hücrelerin göçünü düzenleyen mediatörlerin katılımıyla devam eder (23,33). Bu mediatörlerin ortama göçü kıkırdak ve kemik oluşana kadar devam eder. Bundan sonra zamanında ve uygun yeni kemik doku oluşumu iki anahtar olaya bağlıdır. Bunlar kan akımı ve stabilitedir (33). Erken dönemde kırık hattında, periosteum altında ve medüller kanalda oluşan kırık hematomu enflamasyon sürecini başlatır. Hematom içerisindeki trombositlerden ve zarar görmüş kemik ve yumuşak dokulardan salgılanan enflamatuar mediatörler, kan damarlarının vazodilatasyonuna, plazma ekstravazasyonuna ve kırık bölgesinde ödem oluşumuna neden olurlar (8,14,19,34,35). Bu mediatörler başlıca enflamatuar hücrelerden salgılanan interlökin-1 (IL-1) ve interlökin-6 (IL-6) ile trombositlerden salgılanan dönüştürücü büyüme faktörü beta (TGF- ß) ve trombosit kökenli büyüme faktörüdür (PDGF). Bu mediatörler başlıca polimorfik hücre göçü, proliferasyonu ve mezenkimal kök hücre farklılaşmasından sorumludurlar (16,17). Ortamdaki makrofaj, lenfosit ve lökositler salgıladıkları çeşitli mediatörlerle anjiogenezi stimule ederler. Enflamatuar cevap yatışırken nekrotik doku ve eksuda rezorbe olur. Bölgeye göç eden fibroblastlar yeni matriks oluşturmaya başlar (19,34-37). Kırık hattındaki fibroblastlar, mezenkimal hücreler ve kemik öncül hücreler granülasyon dokusu oluşturarak kırık uçlarını şekillendirir (8). 12

17 Tamir Tamir sürecindeki ilk basamak kırık hematomunun organizasyonudur. Bu organize olmuş hematom stabilizasyon oluşturmaktan çok osteojenik hücrelerin proliferasyonunu ve göçünü sağlayacak olan fibrin ağı oluşumuna katkıda bulunur (23,38,39). Mizuno ve ark. ( 40) kırık hematomunun farklı dönemlerde farklı işlevlere sahip olduğunu bildirmişlerdir. Hematom kökenli trombosit ve diğer hücrelerin salgıladığı büyüme faktörleri ve diğer matriks proteinleri kemik dokunun yeniden oluşumu için gerekli matriks sentezi ve hücre farklılaşmasından sorumludur (36). Periosteumun bütünlüğü de kırık hematomunun çevre dokuya kaçmasını engellemesi açısından gereklidir. Kırık hematomunun organizasyonu sonucunda birçok olaylar zinciri başlar. Bu dönemde biyokimyasal değişikliklerle dokular arasında yakın ilişkiler mevcuttur. Kıkırdak oluşumu ve kondrosit çoğalması, osteoblast çoğalması ve sonunda kemik oluşumu asidik fibroblast büyüme faktörü (afgf), bazik fibroblast büyüme faktörü (bfgf) ve TGF-ß gibi mediatörlerin oksijen basıncındaki değişikliklere yanıt olarak mezenkimal hücrelerden ve trombositlerden salgılanmasıyla uyarılır (14,36). Beşinci günden sonra periosteumda intramembranöz kemik oluşumu başlar. Kırık hattından 1-2 milimetre uzakta kortekse komşu woven kemik oluşumu göze çarpar (16). Aynı zamanda periosteumun ve çevre yumuşak dokuların oluşturduğu kallus dokusu kıkırdak görünümü almaya başlar. İkinci haftanın ortalarında kırık hattını kıkırdak doku tamamen sarar. Bundan sonra kıkırdağın kalsifikasyonuna neden olacak biyokimyasal olaylar zinciri başlar. Bu dönemde kallus dokusu ikiye ayrılır; intramembranöz kalsifikasyonun meydana geldiği sert kallus ve enkondral ossifikasyon sürecinin hâkim olduğu yumuşak kallus. Kallus dokusunun tipine göre oksijen basıncı ve damarsal yapılara yakınlık kıkırdak ve kemik üretimini belirleyen faktörlerin başında gelir (36). Kırık hattındaki kıkırdak kallusun kalsifikasyonu büyüme plağında meydana gelen kalsifikasyona benzer. Yukarıda kemik yapımında da bahsedildiği gibi, kırığın yaklaşık 9. gününde mitozla bölünmeye ve çoğalmaya giden kondrositlerde uzama (elongasyon) göze çarpar. Kırığın ikinci haftasında hücre çoğalması yavaşlar ve hipertrofik kondrositler kıkırdak kallusta baskın hücre haline gelirler. Bu hücreler elektron mikroskopi altında incelendiğinde vezikül oluşturmak üzere membran yapılarının tomurcuklandığı görülür (16). Bu matriks vezikülleri ekstrasellüler matrikse doğru yer değiştirerek kalsifikasyonun düzenlenmesinde rol alırlar. Potasyum piroantimonat histokimyasal yöntem kullanılarak yapılan bir çalışmada bu hücrelerin mitokondrilerinin matriks vezikülleriyle taşınacak olan 13

18 kalsiyumu depoladığı ve salgıladığı gösterilmiştir (16). Bir başka çalışmada da bu veziküllerin matriksin proteolitik yıkımı için gerekli enzimleri taşıdığı gösterilmiştir (16). Proteolitik matriks yıkımı kallusun kalsifikasyona hazırlanması için gerekli basamaklardan biridir. (16). Matriks vezikülleri kalsiyum fosfat paketlerinin yanı sıra nötral proteaz enzimini de içermektedir (36). Ayrıca matriks vezikülleri matriks fosfodiesterlerinin yıkımı için gerekli fosfatazları da taşımaktadır. Söz konusu fosfatazlar fosfat iyonlarının kalsiyum ile çökebilmesi için gerekli enzimlerdir. Proteaz aktivitesini sayısal olarak değerlendirdiğimizde nötral proteazların tüm tiplerinin kırıktan yaklaşık 14 gün sonra pik yaptığını, bundan yaklaşık 3 gün sonra da alkalen fosfataz seviyelerinin pikinin gerçekleştiğini görürüz (16). Enzimlerin bu dağılımı bize kallusun ekstrasellüler matriksindeki proteoglikanların ve iri proteinlerin yeterli yıkımları gerçekleşene kadar kalsifikasyonu inhibe ettiklerini gösterir. Kıkırdak doku kalsifiye olmaya başladığı andan itibaren kan damarlarının kallus içine doğru ilerlemesi başlar. Bu damarlar duvarlarında osteoblast öncülleri olan perivasküler hücreleri taşırlar. Kırık kallusundaki kalsifiye kıkırdak büyüme plağında bulunan primer spongiozaya benzerlik gösterir. Bu kıkırdak doku kondroklast adı verilen kalsifiye doku rezorbe edici hücreler tarafından rezorbe edilmeye başladığında kalsifiye dokunun yerini woven kemik almaya başlar ki bu da büyüme plağındaki sekonder spongiozaya yakın benzerlik gösterir (16). Periosteum tarafından intramembranöz kemik yapımı kırık oluşumundan hemen sonra başlasa da hücrelerdeki proliferatif aktivite yaklaşık 2 hafta sonra durur. Endokondral süreçle kıkırdak yapımı başladığı anlarda kırık hattına komşu bölgede yeterli miktarda woven kemik çoktan üretilmiştir. Bir kere kırık hattını kateden kemik köprücüğü kurulduğunda kallus artık tamamen woven kemik yapısına sahip olur. Böylece kırık hattı gittikçe stabilleşir ve klinik kaynama meydana gelir. Bu yapı daha sonra yeniden şekillenmeye ve orijinal lamellar mimarinin tekrar oluşmasına oldukça elverişlidir (16). Yeniden Şekillenme Tamir sürecinin sonunda woven kemiğin yerini lamellar yapının almaya başlaması ve görevini tamamlamış kıkırdak kallusun rezorpsiyonu ile çok uzun sürecek olan yeniden şekillenme süreci başlamış olur. Uzun bir süreçten sonra immatür kemik doku halindeki kallus dokusu, normal streslere dayanıklı kemik haline gelir (19,41). Yeniden şekillenme döneminde başlıca 4 süreç öne çıkar: 14

19 1- Mineralize kıkırdağın osteoid doku ile yer değiştirmesiyle primer spongiozanın oluşumu, 2- Spongioz dokunun yerini yeni lamellar kemik paketlerinin alması 3- Kompakt kemik uçlarındaki kallusun yerini lamellar kemikten yapılmış sekonder osteonların alması, 4- Medüller boşluğu kaplayan kallus dokusunun uzaklaştırılarak, boşluğun yeniden düzenlenmesi (19). Bu dönemde hücre ve matriks değişiklikleri olur ancak asıl önemli değişim kemiğin mekanik stabilitesindeki progresif artıştır (36). İNTRAMEDÜLLER ÇİVİLEMEDE KIRIK İYİLEŞMESİ Erken dönemde periosteal köprüleşme kallusuyla iyileşirken buna ileri dönemde medüller kallus eşlik eder. Bu tip cerrahi uygulamalarda tüm kırık iyileşmesi endokondral tiptedir. Dinamik çivileme metotlarıyla son dönemde osteoblastik aktivitenin yükleme sayesinde artırılması amaçlanmış ve kabul görmüştür (8). KIRIK İYİLEŞMESİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER Kırık iyileşmesi üzerine yapılan araştırmaların temeli başlıca kan dolaşımının durumu ve stabilite üzerine kuruludur (33). Kırığın stabilitesine göre primer veya sekonder kırık iyileşmesi izlenir. Sekonder kırık iyileşmesinde eğer kırık hattı yeterli miktarda sabitlenmemiş ise kırık iyileşmesi mezenkimal hücre çoğalması ve eksternal kallus oluşumuyla karakterizedir. Bu durumda aşırı kallus oluşumu meydana gelir (23). Rijit fiksasyonun sağlandığı durumlarda ise minimal kallus oluşumuyla kırık iyileşmesi izlenir ki buna primer kırık iyileşmesi denir (42). Bu iyileşmede direkt kontak sağlayan kırık uçları lamellar kemiğin osteonların direkt uzaması sonucu kırık hattını geçmesine izin verir. Osteoklast kümeleri de direkt kırık hattını geçer ve bunları matriks sentezleyen osteoblastlar takip eder. Kan damarları bu osteoblastları takip eder. Gap iyileşmesinden sonra kortikal kemiği oluşturmak üzere haversian yeniden şekillenme başlar (42). Klinik olarak kırık iyileşmesini etkileyen faktörlere baktığımızda, aşağı yukarı tüm sistemik ve çevresel faktörlerin olumlu ya da olumsuz bir etkisinin olabileceğini düşünebiliriz. Bu yüzden daha önceki çalışmalarla ispatlanmış olan bu faktörleri başlıca 4 gruba bölebiliriz (22,23,32,36,43). 15

20 Travmaya Bağlı Faktörler Kırığı oluşturan yaralanmanın şiddeti: Kırık fragmanlarının deplasmanı ve şiddetli travmaya bağlı doku hasarı, aşırı doku nekrozu, hücre göçü ve vasküler invazyonun engellenmesi, yerel kan dolaşımının bozulması nedeniyle kırık iyileşmesini geciktirir (32). Açık kırıklar: Çevre yumuşak doku hasarı, trombosit ve mezenkimal hücreden zengin kırık hematomunun ortamdan kaçışı ile enfeksiyona yatkınlık iyileşmeyi yavaşlatır (22,23,32). Eklem içi kırıklar: Kırığın oluştuğu eklemin sinovial sıvısında bulunan kollajenazlar kallusun başlangıç matriksini bozarak, kırık iyleşmesinin ilk evresini geciktirir (36). Segmental kırıklar: Ortada yer alan (yüzen) fragmanın medüller kan dolaşımının bozulması ve periosteal hasar nedeniyle kaynama bu tip kırıklarda gecikse de segmental kırıklarla segmental olmayan kırıklar arasında kallus oluşumu ve total kemik kan akımı bakımından fark olmadığı bildirilmiştir (36,43). Yumuşak dokunun araya girmesi: Kas, fasya, tendon ve nadiren de damar ve sinirlerin kırık fragmanları arasına girmesi kırık iyileşmesini geciktirir (13). Yetersiz kanlanma: Femur başı, talus ve skafoid gibi bazı kemiklerde kan dolaşımının yetersiz olması veya yumuşak doku travmasının aşırı olmasına bağlı kan dolaşımının yetersizliği kırık iyileşmesini geciktirir (36). Dişlenmiş (impakte) kırık: Kırık yüzleri birbirine uyan kırıklar, kırık uçları ayrık kırıklara göre daha iyi iyileşir (15). Hastaya Bağlı Faktörler Yaş: Bilindiği üzere çocukluk çağında öncül hücrelerin mezenkim havuzundan daha hızlı farklılaşabilmesi ve yüksek mitoz hızı nedeniyle kırık iyileşmesi daha hızlıdır (36). Ayrıca periosteumun kalınlığı ve kanlanmasının da yaşla azaldığı bilinmektedir (12). Hormonal etkiler: Kortizon kallus üretimini azaltırken, kalsitonin, tiroid hormonları, parathormon, vitamin D3, büyüme hormonu ve fibroblast büyüme faktörü, insülin benzeri büyüme faktörü, trombosit kaynaklı büyüme faktörü (PDGF-BB) gibi faktörler kırık iyileşmesini hızlandırır (8,36,44,45). Sistemik hastalıklar: Diabetus Mellitus (DM) anemi, rikets, vitamin A, C, D ve K nın kırık iyileşmesini olumsuz etkilediği bilinmektedir (36,46). Östrojen eksikliğine bağlı gelişen osteoporozda da kırık iyileşmesinin yavaşladığı bilinmektedir (45,47). Kronik alkoliklerde de kırık iyileşmesi yavaştır (48). 16

21 Kemik nekrozu: Kırık fragmanlarından birinin kanlanmasında bir bozukluk kırık iyileşmesini yavaşlatır. Kan damarlarının cerrahi veya travmatik yaralanması, enfeksiyon, uzun süreli steroid tedavisi ve radyasyon kemik nekrozuna neden olur (17,36,49). Radyasyon tedavisi: Radyasyon haversian sistemde değişikliklere ve dokunun hücre içeriğinde azalmaya yol açar. Hatta yüksek dozlarda yapısal mimarinin bozulmasına neden olabilir (8,36). Enfeksiyon: Normal dokuda enfeksiyon varlığı vasküler tromboz oluşturarak kan dolaşımını bozar. Ödem ve nekroza yol açar. Kırık iyileşmesini engeller (36). Denervasyon: Kırık iyileşmesini geciktirdiği bildirilmiştir (46). Bazı ilaçlar: Misoprostol, osteoformin, anti-cox-2 (antisiklooksijenaz-2) gibi ajanlar kırık iyileşmesine pozitif etkirken, kortizon, bifosfonatlar, siprofloksasin, aspirin ve indometasin gibi nonsteroid antienflamatuarlar gibi ilaçların negatif yönde etkileri gösterilmiştir (8,18,44,50,51). Stronsiyum ranelat gibi kemik döngüsü üzerine etkili bazı ilaçların etkileri de hala araştırılmaktadır (52). Dokuya Bağlı Faktörler Kemiğin şekli: Bilindiği üzere kansellöz kemiğin kaynaması kortikal kemiğe göre daha hızlıdır. Bu durum yüzey alanı, hücre içeriği ve vaskülarizasyondaki farklılıkla açıklanabilir (17,36,53,54). Kemik hastalıkları: Primer ve sekonder malignitelerde bağlı patolojik kırıklar güç iyileşirler. Ayrıca fibröz displazi, Paget hastalığı gibi hastalıklarda mezankim hücrelerinin farklılaşma yetmezliğine bağlı olarak kırık iyileşmesi yavaştır (36). Tedaviye Bağlı Faktörler Kırık fragmanlarının yerleştirilmesi: Parçalar arasındaki aralık ne kadar az olursa tamir o kadar kolay olur. Bu kesik konilerin direkt olarak kırık hattını geçebilmesine ve herhangi bir köprüleşme kallusuna ihtiyaç duymadan kaynamayı sağlamasına bağlıdır (36,46,55). Kırık kallusa yük verme: Artan mekanik yük kemik kazanımını arttırırken mekanik yükün etkimemesi kemik kaybı oluşturur. Bu kayıp çoğu zaman geri dönüşlüdür (Wolf yasası) (8). Yük verme büyüme faktörlerini ve prostaglandin E2 yi stimüle ederek kırık iyileşmesini hızlandırır. Yüklenme osteoblastik aktiviteyi de artırır (33). 17

22 Egzersiz: Kırık hattında kompresif ve gerici kuvvetlerle oluşan stresin kemik yapımını uyarmasının yanı sıra kırık hattının kanlanmasını artırması yoluyla iyileşmeyi olumlu etkiler (36). Elektrik alanı: Elektromanyetik alan ve elektrik alanının kırık iyileşmesini olumlu etkilediği hatta kaynama yokluğu ve osteotomilerde kaynamaya faydası olduğu gösterilmiştir (56,57). Kırık stabilizasyonu: Kırık stabilizasyonu tamir dokusuna tekarlayan travmaları engelleyerek kırık iyileşmesini güçlendirir. Fleksibl (esnek) fiksasyon kallus oluşumunu artırarak kırık iyileşmesinde etkilidir. Stabil olmayan fiksasyonda ise kaynamama meydana gelebilir (46,55). Kemik grefti: Osteoindüktif ve osteokondüktif etkilerle iyileşmeyi hızlandırdıkları, içerdikleri hücresel elemanlar ve faktörlerle kaynamayı sağladıkları bilinmektedir (8). Ultrason: Düşük intensite sinyalli ultrasonun iyileşme süresini kısalttığı bildirilmiştir. Bu etki kırık iyileşmesinden sorumlu hücrelerin ultrason sinyalleriyle iletilen mekanik enerjiye olumlu yanıt vermesine bağlanmıştır (8,58,59). Demineralize kemik matriksi: Hem osteoindüktif hem de osteokondüktiftir (8). EKSTRAKORPOREAL ŞOK DALGA TEDAVİSİ (ESWT) ESWT Nedir? Gümüş bir palette kısa devre elektrik kontağı yapılması sonucu meydana gelen patlama sıvı içerisinde ani bir buharlaşma meydana getirir. Açığa çıkan bu enerji elips şeklinde bir reflektörle skopi ile önceden fokuslanmış belli bir noktaya yönlendirilebilir. Yumuşak dokuda hızlı hareket eden ve yumuşak dokuya direkt geçen bu enerji böbrek taşları ve kemik korteksi gibi yüksek dansiteli dokularda enerjisini dokuya aktararak şiddeti ayarlanabilir doku hasarına neden olur (60). Tarihçe Ekstrakorporeal şok dalgalarıyla üriner sistem taşlarının kırılması ilk olarak 1976 yılında Chaussy tarafından (61) klinik kullanıma tanıtılmıştır. Bu teknoloji çeşitli seviyedeki ve özellikle müdahalesi zor olan renal pelvisteki üriner sistem taşlarının ağrısız ve en önemlisi noninvazif tedavisine olanak sağlamıştır (59,60). 18

23 Etki Mekanizması Litotripsi yöntemi üroloji klinikleri tarafından uzun süredir üriner sistem taşlarının kırılmasında kullanılmaktadır. Bu taşlar yüksek enerji ve frekans altında kırılabilmektedirler. Kemik dokunun da üriner sistem taşlarına benzerliği nedeniyle litotripsinin bazı kemik hastalıklarında kullanımı ortaya atılmıştır. Kırık kaynamasında gecikme veya kaynamama başta olmak üzere lateral epikondilit, plantar fasiit ve kalsifiye tendinit gibi hastalıklarda kullanılmaya başlanmıştır (62). Girişimsel bir yöntem olmaması ve düşük komplikasyon oranları nedeniyle ilgi odağı olmaya devam eden bu yeni teknolojinin kullanımı halen rutin tedavi protokollerine girmemiş olup etki mekanizmaları üzerinde çalışmalar devam etmektedir. ESWT mekanik enerjinin iletilebilen ve odaklanabilen bir formunu oluşturur. Su içerisinde yüksek voltajlı kısa devre yapılarak elde edilen anlık su buharlaşmasının ortaya çıkardığı enerjiden faydalanılır. Benzer akustik karakterinden dolayı arada hava olmamak kaydıyla enerji insan vücuduna iletilebilir. Ancak insan vücudundaki her dokunun farklı bir akustik impedansı olması nedeniyle farklı tepkimeler ortaya çıkar. Üriner sistem taşlarının akustik impedansı 6,25 (10 5 kg/m 2 /sn) iken kemikte bu değer 7,80 dir. Vücuttaki diğer dokuların akustik impedans değerleri ise yağ dokusunda 1,38, kas dokusunda 1,70 tir (63). Bu farklılık nedeniyle yumuşak dokudan kemik gibi sert bir dokuya geçiş esnasında belirgin bir enerji açığa çıkar (63,64). Bu enerjinin kemik dokuda yaptığı değişiklikleri aydınlatmak amacıyla halen çalışmalar yürütülmektedir. Kemik dokudaki değişiklikleri ortaya koymak amacıyla yapılan çalışmalarda şok dalgasının mikrokırıklar yaratarak yeni kırık hematomu oluşturduğu ve böylece kırık iyileşmesini hızlandırdığı öne sürülmektedir (59,63). Sağlam kemik üzerinde yapılan bir çalışmada 40 mj/mm 2 değerinde 500 ve 1000 şok dalgası uygulanan femurlarda periost altı kanama ve periost ayrılması saptanmış ancak bu periosteal reaksiyon sadece şok dalgalarının verildiği korteks üzerinde izlenmiştir (58). Bir diğer çalışmada bu enerjinin etkisini özellikle süngerimsi kemik dokuda gösterdiği bildirilmiştir (65). Kullanım Endikasyonları ESWT ilk olarak üriner sistem taşlarının kırılmasında kullanılmıştır. Medikal ve cerrahi tedavisi oldukça zor olan renal pelvis yerleşimli taşların ağrısız ve girişimsel olmayan 19

24 tedavisinde önemli bir yer almıştır. Üriner sistem taşları dışında yara iyileşmesinde de çeşitli çalışmalarda denenmiştir (60,64). Düşük enerji seviyelerinde domuz modelinde tam kat cilt defektinin iyileşmesi esnasında yara dokusundaki hücreleri uyardığı ve yara iyileşmesini hızlandırdığı gösterilmiştir (64). Kemik dokunun akustik impedans değerinin üriner sistem taşlarına yakın olması nedeniyle lökomotor sistemde de ortopedistler tarafından kullanılmaya başlanmıştır. Ortopedide başlıca kullanım endikasyonları kaynama yokluğu olan kırıklar, revizyon artroplastiler, lateral humeral epikondilit, plantar fasiit ve omuzun kalsifiye tendinitleridir (60,62). Ancak klinik uygulamada, uygulanan şok dalgalarının enerji seviyesi ile kortikal kemiğe etkisi arasındaki ilişkinin büyük önemi vardır (59,65). Kemik dokudaki bu etkileri açıklayabilmek için çeşitli enerji seviyeleri değişik frekanslarda denenmiştir. Bir rat kırık modelinde, 0., 5., 9., 14. ve 19. günlerde 14 kv gücünde 200 er şok dalgası verilmiş ve bu dalgaların radyolojik, histolojik ve sintigrafik olarak kırık iyileşmesini hızlandırdığı gösterilmiştir (59). 72 kaynama yokluğu hastası üzerinde yapılan prospektif bir çalışmada 6. ayda % 60,9 ve 12. ayda % 80 lere varan kaynama oranları tespit edilmiştir. Femur ve tibiada 28 kv gücünde şok dalgası kullanılmış ve özellikle hipertrofik kaynamama problemi olan olgularda yöntem daha başarılı bulunmuştur (66). Bazı hastalarda yan etki olarak yerel şişlik, ekimoz ve hematom oluşumu izlenmiştir (66). Bir diğer çalışmada tibia ve femur için 28 kv gücünde şok dalgası, skafoid kemik için kv gücünde şok dalgası verilen kaynamama olguları ortalama 18 ay takip edilmiş ve hastaların % 75,7 sinde kemik oluşumu ve şikayetlerde azalma tespit edilmiştir (60). Kırık iyileşmesi üzerine olumlu etkilerine rağmen, şok dalgası alanında büyüme plağı, alveoler doku, sinir sistemi veya tümör olması, kanama diatezi, akut enfeksiyon ve hamileliğin bulunması ESWT kullanımını sınırlayan etkenlerdir (65,67). 20

25 GEREÇ VE YÖNTEMLER Bu deneysel çalışmada tibialarında kaynama yokluğu modeli geliştirilen sıçanlarda cerrahi kanlandırma ve kırık uçlarını yenileme ile ESWT metodlarının kaynama üzerine etkilerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla 30 adet Sprague-Dawley cinsi rat Trakya Üniversitesi Tıp Fakültesi Deney Hayvanları ve Araştırma laboratuvarından elde edildi. Ocak 2014 tarihinde proje onaya sunularak Ek-1 de yer alan 11/07/2013 tarih 2013/48 sayılı etik kurul izni alındı. Sprague-Dawley tipi ratlar 18 haftalıktan büyük olacak şekilde seçildi. Tüm ratların aynı cinsiyette olmasına dikkat edilerek elde edilme kolaylığı açısından hepsi dişi olacak şekilde seçildi. Hiçbirinde hamilelik bulunmadığı ve başka bir hastalığı olmadığı çalışmadan önce 1 ay izlenerek teyid edildi. Tüm ratların ağırlıkları gr arasında değişmekteydi. Çalışmada ratlara herhangi bir diyet kısıtlaması uygulanmadı. Kuru rat yemi ile beslendi. Tüm ratlar gece ve gündüz farkı olmaksızın normal oda ısısında muhafaza edildiler. Güneş ışığı kısıtlaması uygulanmadı. Tüm deneysel çalışmalar Trakya Üniversitesi Tıp Fakültesi Deney Hayvanları ve Araştırma Laboratuarında yürütüldü. Deney sonrası histopatolojik incelemeler, radyolojik incelemeler ve istatistiksel çalışmalar yine Trakya Üniversitesi Tıp Fakültesi bünyesinde yürütüldü. Ratlar 3 gruba ayrıldı (Tablo 1). Gruplar, Grup I: Tibiada kaynama yokluğu kontrol grubu (cerrahi kanlandırma-kırık uçları tazelendirme veya ESWT uygulanmayan grup), Grup II: Cerrahi kanlandırma ve kırık uçları tazelendirme işlemi ile tedavi edilen tibiada kaynama yokluğu grubu, Grup III: ESWT ile tedavi edilen tibiada kaynama yokluğu grubu olarak belirlendi. 21

26 Tablo 1. Grupların dağılımı Gruplar Cerrahi ESWT Rat sayısı Grup I (-) (-) 10 Grup II (+) (-) 10 Grup III (-) (+) 10 Toplam 30 Deneysel Çalışma Modeli Ratlara deneyin ilk günü 50 mg/kg Ketamin HCL (Ketalar, Pfizer-USA) verilerek anestezi uygulandı. Sonrasında her ratın sağ crurisine yönelik tüy dökücü krem (Depitak, Eczacıbaşı-Türkiye) uygulanarak tüylerden arındırıldı. Betadine scrub (10 % Povidoneiodine, Merkez-Türkiye) solüsyonu ile antisepsi sağlanarak sağ alt ekstremite steril sahada kalacak şekilde örtünme sağlandı. 10mg/kg Sefazolin Na (Sefazol, Mustafa Nevzat İlaç San.- Türkiye) preoperatif antibiyotik profilaksisi olarak intramusküler zerk edildi. Tibia anterolateralinden longitudinal olarak cilt, cilt altı ve fasya 15 numara bisturi ile kesilerek tibia diyafizinin ortasına ulaşıldı. Hohmann ekartörleri ile tibia orta 1/3 diyafiz yumuşak dokudan korunarak kesici motor (Şekil 4) yardımıyla transvers kırık oluşturuldu. Kırık hattından 1 adet 0,6 mm lik Kirschner (K) teli proksimale doğru gönderilerek tibia proksimalinden çıkartıldı. Kırık hattı redükte edilerek motor yardımıyla K teli proksimalden kırığın distaline gönderildi. Intramedüller tespit tamamlandıktan sonra K teli proksimal giriş deliğinin olduğu yerden delici insizyon yapılarak K teli tel kesici yardımıyla kesildi. Kırık hattı manuel rotasyonel hareketle yaklaşık 3 mm distrakte edildi. Mevcut distraksiyonu korumak amacıyla 2/0 propylene sütür 3 tur sarılarak kırık uçlarının birbirine temas etmesi engellenecek şekilde bağlandı (Şekil 5). Kas doku kırık hattını örtecek şekilde absorbable 3/0 Vicryl (monofilament polybutester emilebilen sütür materyali) tek sütür yardımıyla kapatılıldı. Cilt 3/0 propylene yardımıyla kapatıldı. Yara yeri 10% povidoneiodine ile silinerek pansumanı yapıldı. 22

27 Şekil 4. Synthes kesici motor Şekil 5. Transvers kırık oluşturularak intramedüller tespit ve propylene sütür ile distraksiyon işlemi uygulanmış rat tibiası. Tüm ratlarda (30 adet ratta) 6 hafta beklendikten sonra kaynama yokluğu modeli oluşturuldu. İkinci defa cerrahiler için ratlara 50 mg/kg Ketamin HCL (Ketalar, Pfizer-USA) uygulanarak anestezi sağlandı. Betadine scrub (10% Povidoneiodine, Merkez-Türkiye) solüsyonu ile antisepsi sağlanarak sağ alt ekstremite steril sahada kalacak şekilde örtünme sağlandı. Tibia anterolateralinden longitudinal olarak eski skar doku üzerinden cilt ve ciltaltı 15 numara bisturi ile kesilerek fasya kesilerek distrakte sahaya ulaşıldı. Hohmann ekartörler yardımıyla doku visualize edilerek her 3 gruptaki 10 ar ratın (toplam=30 rat) distrakte alandaki 23

28 sütürleri alındı. Grup I ve Grup III ratlarda rotasyonel manevra ile distraksiyon komprese edilerek kırık uçların teması sağlandı. Grup II deki 10 rat içinse kırık uçlarının kanlanmasını sağlamak amacıyla 15 numara bisturi ve küçük bir küret yardımıyla kırık uçları tazelendi ve kırık uçları birbirine değecek şekilde komprese edildi. Tüm ratlarda yara kapama işlemi yapıldı. Betadine scrub (10% Povidoneiodine, Merkez-Türkiye) ile silinerek yara pansumanı yapıldı. Grup I deki ratlar, kaynama yokluğu modeli açısından Grup II ve Grup III teki ratlar için kontrol grubu olarak takip edildi. Grup II deki ratlar kaynama yokluğu modeline uygulanan açık psödoartroz cerrahisi modeli açısından takibe alındı. Grup III teki ratlara ise kaynama yokluğu modeline minimal invaziv girişim oluşturması açısından postop 24. saatte tekrar 50 mg/kg Ketamin HCL (Ketalar, Pfizer-USA) ile anestezi sağlanarak 15 kv luk 500 şok dalga olacak şekilde cruris lateralinden ESWT uygulandı. Bu dozlar literatürde daha önce yayınlanmış ve etkinliği gösterilmiş çalışmalardan edinilmiştir (59). Cerrahi uygulanan Grup II den bir adet rat postoperatif 1. günde öldü. Çalışmaya yeni rat eklenmedi. İkinci cerrahi işlemlerin 4. haftasında her 3 gruptaki tüm ratlar, 50 mg/kg Ketamin HCL (Ketalar, Pfizer-USA) ile yapılan anestezi altında iken servikal dislokasyon+açık pnömotoraks oluşturularak sakrifiye edildi. Ratların sağ tibiaları ayakbileği ve diz eklemlerinden dezartiküle edilerek rat tibia spesimenleri % 10 luk formol solüsyonuna konularak radyoloji bölümünde grafileri çekildi. Radyolojik incelemenin ardından mevcut piyesler (numuneler) histopatolojik inceleme amaçlı K telleri çekilerek histoloji bölümüne teslim edildi. Histopatolojik İnceleme Tibia piyesleri % 15 oranında formik asit çözeltisi ile dekalsifiye edildikten sonra parafine yatırılarak 6 µm kalınlığında kesitler alındı. Bu inceleme ışık mikroskopu ile x10 büyütmede parafinde hazırlanıp H&E boyaması sonrası hazırlanan preparatlar çalışma gruplarını bilmeyen bir histolog tarafından önceden belirlediğimiz 4 puanlık puanlama sistemi üzerinden değerlendirildi (46). Bu skalada t am k emiksel k a yn amaya 4 p u an verildi. Eğer kemik kaynama tam değil ve bir miktar kıkırdak kallus içermekteyse 3 puan aldı. Tam bir kıkırdak kaynama kırık parçalarını birleştiren bir hiyalin kıkırdak köprüsü ile meydana gelmiş ise 2 puan aldı. Kallustaki kıkırdak plakta fibröz elemanlar ağırlıkta olup tam kıkırdak kallus elde edilememişse 1 puan aldı. Tam bir fibröz kaynama yokluğu mevcutsa 0 puan üzerinden değerlendirildi (Tablo 2) (51). 24

29 Tablo 2. Histopatolojik sınıflama (Allen ve ark.) (51) PUAN HİSTOLOJİK ÖZELLİK 4 Tam kemik kaynama 3 İnkomplet kemik kaynamayla beraber kıkırdak kallus mevcudiyeti 2 Tam kıkırdak kaynama hyalin kıkırdak köprüsü ile oluşmuş 1 İnkomplet kıkırdak kaynamayla beraber fibröz elemanlar mevcudiyeti 0 Fibröz kaynama yokluğu Radyolojik İnceleme Tüm ratlar sakrifiye edildikten sonra tibia radyografileri çekilmiş olup bu radyografiler çalışma gruplarından habersiz bir radyolog tarafından önceden belirlenen radyografik skorlama sistemine göre derecelendirilmiştir. Bu skorlama sistemi kemik formasyonu, kırık hattının mevcudiyeti ve yeniden şekillenme derecesini değerlendirmektedir. Skorlama sisteminde her 3 parametreden alınan puanlar toplanarak her kırığın toplam puanı hesaplanmıştır (Tablo 3) (68). Kemik formasyonu 4 puan üzerinden değerlendirilmiştir. Buna göre tüm aralığın kemik ile tamamen kaplanmış olması 4 puan, defektin % 75 inin dolması 3 puan, % 50 sinin dolması 2 puan, % 25 inin dolması 1 puan ve hiç kemik formasyonu olmaması 0 puan almaktadır. Kaynamanın değerlendirilmesinde kırık hattının görülememesi 4 puan, kısmi izlenmesi 2 puan ve tam hat görülmesi 0 puan üzerinden değerlendirilmiştir. Remodelizasyonun değerlendirilmesinde de kortekste tam bir remodelizasyon 4 p u an alırken, sadece intramedüller kanalın remodelize olduğunun görülmesi 2 puan, remodelizasyonun izlenmemesi ise 0 puan almaktadır. Tablo 3. Radyolojik skorlama sistemi (Lane ve Harvinder) (68) KEMİK FORMASYONU PUAN a Kemik formasyonu yok 0 b Defektin % 25 ini kaplayan kemik formasyonu 1 c Defektin % 50 sini kaplayan kemik formasyonu 2 d Defektin % 75 ini kaplayan kemik formasyonu 3 e Defektin tamamının kemik formasyonu ile dolması 4 KAYNAMA a Tam kırık hattının izlenmesi 0 b Kısmi kırık hattının izlenmesi 2 c Kırık hattının izlenememesi 4 REMODELİZASYON a Remodelizasyon yok 0 b İntramedüller kanalın remodelizasyonu 2 c Korteksin tam remodelizasyonu 4 25

30 İstatistiksel Değerlendirme Tüm ratlarda 6. haftanın sonunda kaynama yokluğunun geliştiği görüldü ve önceden planlanmış olan ikinci cerrahiler uygulandı. Grup I deki ratlara kırık uçlarının temasını engelleyen propylene sütürün alınması ve kırık uçları teması sağlanması dışında ek cerrahi ve müdahale yapılmazken, Grup II deki ratlara kırık uçlarının temasını engelleyen materyal çıkartıldıktan sonra kırık uçlarını tazelendirme ve kemik yüzeyleri temas eder hale getirme işleminden ibaret olan kaynama yokluğu cerrahisi, Grup III teki ratlara ise kırık uçlarının temasını engelleyen propylene sütürün alınması, kırık uçları temasının sağlanması ve postoperatif 24. saatte ESWT uygulaması yapıldı. Gruplar arasında histolojik ve radyolojik skorların karşılaştırılmasında Kruskal Wallis testi kullanıldı. Çoklu karşılaştırmalar için Bonferroni düzeltmeli Mann Whitney U testi kullanıldı. İstatistiksel analizler T.Ü. Tıp Fakültesi Biyoistatistik ve Tıbbi Bilişim Anabilim Dalında SPSS 20.0 (Lisans No: ) paket programı kullanılarak yapıldı. p<0,05 değeri istatistiksel anlamlı kabul edildi. 26

31 BULGULAR Çalışmamıza toplam 30 rat ile başlandı. Deney sürecinde uygulanan ikinci cerrahilerden sonra Grup II den 1 adet rat öldüğü için çalışma 29 rat ile tamamlandı. Gruplardaki rat sayıları Grup I ve Grup III te 10, Grup II de ise 9 olarak belirlendi. Bu sayılar istatistiksel olarak anlamlı sonuçlar verdiği için çalışmaya başka rat eklenmedi. Tüm gruptaki ratlar radyolojik ve histolojik olarak incelendi. RADYOLOJİK BULGULAR Radyolojik bulgular Tablo 4 te gösterilmiştir. Tablo 4. Grupların radyolojik değerlendirme skorlarının değerlendirilmesi Ort±SS (minimum-maksimum) Kemik Formasyonu Kaynama Derecesi Remodelizasyon derecesi Toplam Radyolojik Skor Grup I (n=10) 0,60±1,07 (0-3) 0,60±0,97 (0-2) 0,40±0,83 (0-2) 1,60±2,75 (0-7) Ort: ortalama, SS: standart sapma * Kruskal Wallis Testi, p<0,05 istatistiksel olarak anlamlı Grup II (n=9) 2,11±1,05 (0-4) 2,0±1,0 (0-4) 1,56±1,33 (0-4) 5,67±3,16 (0-12) Grup III (n=10) 2,70±0,95 (1-4) 2,40±0,84 (2-4) 2,20±1,13 (0-4) 7,30±2,75 (3-12) P 0,002* 0,002* 0,006* 0,002* 27

32 Radyolojik değerlendirme sonucunda Grup I deki ratlarda kemik formasyon skoru 0,60±1,07 Grup II deki ratlarda 2,11±1,05 ve Grup III teki ratlarda ise 2,70±0,95 olarak bulundu. Gruplar istatistiksel olarak karşılaştırıldıklarında gruplar arasında kemik formasyon skoru bakımından anlamlı bir farkın olduğu bulundu (p=0,002). Gruplar ileri varyasyon analizi ile değerlendirildiğinde; Grup II ve Grup III teki kaynama derecesinin Grup I e göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek olduğu bulunurken, Grup II ile Grup III arasında anlamlı bir farkın olmadığı bulundu (sırasıyla p=0,011; p=0,001; p=0,190) (Şekil 6). 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0,60 2,11 Kemik Formasyonu 2,70 Grup I (n=10) Grup II (n=9) Grup III (n=10) Şekil 6. Grupların radyolojik değerlendirmesine göre kemik formasyonu skorlarının karşılaştırılması Radyolojik değerlendirme sonucunda Grup I deki ratlarda kaynama derecesi 0,60±0,97 Grup II deki ratlarda 2,0±1,0 ve Grup III teki ratlarda ise 2,40±0,84 olarak bulundu. Gruplar istatistiksel olarak karşılaştırıldıklarında gruplar arasında kaynama derecesi bakımından anlamlı bir farkın olduğu bulundu (p=0,002). Gruplar ileri varyasyon analizi ile değerlendirildiğinde; Grup II ve Grup III teki kaynama derecesinin Grup I e göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek olduğu bulunurken, Grup II ile Grup III arasında anlamlı bir farkın olmadığı bulundu (sırasıyla p=0,010; p=0,001; p=0,358) (Şekil 7). 28

33 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0,60 2,00 Kaynama Derecesi 2,40 Grup I (n=10) Grup II (n=9) Grup III (n=10) Şekil 7. Grupların radyolojik değerlendirmesine göre kaynama derecesi skorlarının karşılaştırılması Radyolojik değerlendirme sonucunda Grup I deki ratlarda remodelizasyon derecesi 0,40±0,83 Grup II deki ratlarda 1,56±1,33 ve Grup III teki ratlarda ise 2,20±1,13 olarak bulundu. Gruplar istatistiksel olarak karşılaştırıldıklarında gruplar arasında remodelizasyon derecesi bakımından anlamlı bir farkın olduğu bulundu (p=0,006). Gruplar ileri varyasyon analizi ile değerlendirildiğinde; Grup II ve Grup III teki remodelizasyon derecesinin Grup I e göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek olduğu bulunurken, Grup II ile Grup III arasında anlamlı bir farkın olmadığı bulundu (sırasıyla p=0,039; p=0,001; p=0,254) (Şekil 8). 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 2,20 1,56 0,40 Remodelizasyon Derecesi Grup I (n=10) Grup II (n=9) Grup III (n=10) Şekil 8. Grupların radyolojik değerlendirmesine göre remodelizasyon derecesi skorlarının karşılaştırılması Radyolojik değerlendirme sonucunda Grup I deki ratlarda toplam radyolojik skorun 1,60±2,75 Grup II deki ratlarda 5,67±3,16 ve Grup III teki ratlarda ise 7,30±2,75 olarak bulundu. 29

34 Gruplar istatistiksel olarak karşılaştırıldıklarında gruplar arasında toplam radyolojik skoru bakımından anlamlı bir farkın olduğu bulundu (p=0,002). Gruplar ileri varyasyon analizi ile değerlendirildiğinde; Grup II ve Grup III teki toplam radyolojik skorun Grup I e göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek olduğu bulunurken, Grup II ile Grup III arasında anlamlı bir farkın olmadığı bulundu (sırasıyla p=0,016; p=0,001; p=0,127) (Şekil 9). 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 1,60 5,67 Toplam Radyolojik Skor 7,30 Grup I (n=10) Grup II (n=9) Grup III (n=10) Şekil 9. Grupların radyolojik değerlendirmesine göre toplam radyolojik skorlarının karşılaştırılması Tüm gruplarda ilk cerrahiyi takiben etkin distraksiyon, ikinci cerrahilerden sonra kırık uç teması, sakrifikasyon sonrası radyolojik skorlama ve kaynamayı gözlemlemek amaçlı direkt radyografik inceleme yapıldı (Şekil 10-12). Şekil 10. Tüm gruplarda erken postoperatif grafi 30

35 A B C Şekil 11. İkinci cerrahiler sonrası erken postoperatif grafi A. Grup I, B. Grup II, C. Grup III A B C Şekil 12. İkinci cerrahiler sonrası postoperatif 6. hafta grafileri A. Grup I, B. Grup II, C. Grup III 31

36 HİSTOLOJİK BULGULAR Histolojik değerlendirmede ratlara 0-4 arası puanlar verildi. Buna göre aşağıdaki veriler elde edildi. Histolojik değerlendirme sonucunda Grup I deki ratlarda histolojik skor 0,80±0,63 Grup II deki ratlarda 1,56±0,88 ve Grup III teki ratlarda ise 2,70±1,16 olarak bulundu. Gruplar istatistiksel olarak karşılaştırıldıklarında gruplar arasında histolojik skor bakımından anlamlı fark olduğu bulundu (p=0,002). Bu farkın tüm gruplar arasında olduğu bulunurken, Grup III teki histolojik skorun Grup I ve Grup II ye göre, Grup II deki skorun da Grup I e göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek olduğu bulundu (sırasıyla p=0,001; p=0,039; p=0,049) (Tablo 5, Şekil 13). 3 gruba ait histolojik görüntü örnekleri verilmiştir (şekil 14-16). Tablo 5. Histolojik değerlendirme Histolojik skor Grup I (n=10) Grup II (n=9) Grup III (n=10) P Ort±SS (minimum-maksimum) 0,80±0,63 (0-2) 1,56±0,88 (0-3) 2,70±1,16 (1-4) 0,002* Ort: ortalama, SS: standart sapma *Kruskal Wallis Testi, p<0,05 istatistiksel olarak anlamlı 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 2,70 1,56 0,80 Histolojik Skorlama Grup I (n=10) Grup II (n=9) Grup III (n=10) Şekil 13. Histolojik skorlama 32

37 Şekil 14. Grup I de 12. hafta sonundaki histolojik görüntü HEx200. Bağ doku lifleri, * Kıkırdak matriks Şekil 15. Grup II de 12. hafta sonundaki histolojik görüntü HEx400. KA: Kemikleşme alanı, Osteblast, > Osteosit, * Kemik matriks 33

38 Şekil 16. Grup III te 12. hafta sonundaki histolojik görüntü HEx400. KM: Kemikleşme Merkezi, Osteblast, > Osteosit, * Kemik matriks 34