MATERYALLERE TOPLU BAKIÞ

Transkript

1 DERLEME / REVIEW Vol. 13,, No. 2,, ( ), ), 2002 AMERÝKA BÝRLEÞÝK DEVLETLERÝNDE ORTOPEDÝK GÝRÝÞÝMLERDE OTOGREFTLERÝN YERÝNE KULLANILAN MATERYALLERE TOPLU BAKIÞ Emre TOMIN*, Burak BEKSAÇ**, Joseph M. LANE* ÖZET Özellikle hücre biyolojisi, biyokimya, moleküler biyoloji ve biyomateryaller alanlarýndaki geliþmeler sonucu, ortopedi konusunda kemik biyolojisi, kýrýk kaynamasý ve omurga füzyonlarýnýn oluþum mekanizmalarý daha iyi anlaþýlýr hale gelmiþtir. Ancak þu unutulmamalýdýr ki, tüm bu geliþmeler bu konulardaki pek çok problemi halen çözmeye yeterli görülmemektedir. Son zamanlarda ortopedi konusunda otojen greftin yerini tutabilecek pek çok yeni ürün piyasaya sürülse de, bunlarýn önemli bir bölümünün yerinde kullanýmýný destekleyecek yeterli veri ve geniþ kapsamlý araþtýrma bulunmayýþý bir sürpriz deðildir. Aþaðýdaki makalede, bu gözlemin ýþýðýnda, ABD'de çeþitli ortopedik prodesürlerde kemik grefti yerine kullanýlan veya kullanýlma potansiyeli olan materyallerin veri analizleri sunulmaya çalýþýlmýþtýr. GÝRÝÞ Kemik rejenerasyonu ortopedik cerrahide en temel ve önemli amaçlardan biridir. Kemik doku mühendisliðinin tam amacý, istenilen anatomik bölgede kemik üretiminin saðlanmasýdýr. Kýrýk iyileþmesinde, omurga füzyonlarýnda ve kemik defektlerini doldurmak için, otojen kansellöz (spongioz) kemik grefti günümüzde "altýn standard" olarak kabul edilmiþtir. Bunun en büyük nedeni kemik iyileþmesine yardým eden asýl komponentleri saðlamasýdýr. Bunlar: 1. Kemik iliðinde bulunan osteoprogenitör hücreler; 2. Osteokondüktif hidroksiapatit kollajen matriks; 3. BMP'lerin en önemli elemaný olduðu birçok osteoindüktif büyüme faktörleri olarak sayýlabilir. Bu özelliðine raðmen otojen kansellöz kemik greftinin (OKKG) birçok dezavantajý da vardýr. Donör (verici) bölge aðrýsý ve parestezisi, greft miktarýnýn yetersizliði, %8-10'lara yaklaþan enfeksiyon riski otojen iliak kemik grefti bedeli olarak karþýmýza çýkan negatif faktörlerdir 118. Otogreftlere alternatif olarak allogreftler ise biyolojik olarak zayýf özellikte olup enfeksiyon ve enflamasyon riskleri vardýr 32,67. Gerek otogreft gerekse allogreftlerin bu negatif etkilerinin üstesinden gelmek için araþtýrmacýlar otojen kemik greftinin özelliklerini taklit edebilecek sentetik kompozit greftler geliþtirmeye baþladýlar. Ýdeal bir sentetik greft, kemik yapýcý osteojenik hücrelere dönüþerek farklýlaþabilecek progenitör (kök) hücreler, bu hücrelerin yerleþeceði ve geliþmesine uygun ortam saðlayacak osteokondüktif matriks yapý ve osteoprogenitör hücreleri etkileyerek kemik oluþturmalarýný saðlayacak osteoindüktif proteinler içermelidir 32,68. Son yýllarda ticari olarak üretilen birçok kemik greft metaryeli piyasaya sunulmuþtur. Ama bunlarýn kullanýmý ve etkinlikleriyle ilgili geniþ kapsamlý çalýþmalar bulunmamaktadýr. Bu yazýda Amerika Birleþik Devletleri (ABD) piyasasýndaki kemik grefti materyalleriyle ilgili bilgiler derlenmiþ ve her birinin ortopedik uygulamalarda kullaným sýnýrlarý belirginleþtirilmeye çalýþýlmýþtýr. OSTEOPROGENÝTÖR HÜCRELER OSTEOGENEZ Baþarýlý kemik ve doku rejenerasyonu belirli bir bölgede yeterli sayýda kemik üreten hücre varlýðýna baðlýdýr. Osteoprogenitör hücreler osteoblastlara dönüþerek kemik yapýmýný saðlarlar. Bu hücreler henüz spesifik bir doku hücresine farklýlaþmamýþ bir grup olup, yaþamlarý boyunca çoðalabilme özelliðine sahiptir. Farklýlaþmamýþ kök hücre klonlarý oluþturduklarý gibi geçiþ hücrelerine farklýlaþýp, geliþerek kemik, kýkýrdak, ligaman, tendon ve yað gibi bað dokusu hücreleri de oluþturabilirler 60. Osteoprogentör hücrelerin, periost ve peritrabeküler yumuþak doku dahil bir çok kaynaðý olabilir 32 ; ama kemik iliði aspirasyonu ile elde edilen kök hücrelerin sayý ve kalite olarak biyosentetik greftlemeye en uygun materyal olduðu bilinmektedir 67. ** Hospital for Special Surgery, New York. ** SSK Göztepe Eðitim Hastanesi, Ýstanbul.

2 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY Kemik iliðinden alýnan bu plüripotent hücrelere çeþitli araþtýrmacýlar çeþitli isimler vermiþlerdir: Stromal ilik hücresi, progenitör bað dokusu hücresi ve mezenkimal kök hücresi, vb 32. Werntz ve ark 113 otojen kemik iliðinin osteojenik kapasitesini fare femurlarýnda oluþturulan segmental defektlerin iyileþmesine etkisini incelemiþ ve kemik iliði greftlemesini takiben defekt bölgesinde woven kemik oluþtuðunu, bu kemiðin geliþerek lameller kemiðe farklýlaþtýðýný ve hacimsel olarak þekillendiðini bildirmiþlerdir. Yeterli miktarda otojen kemik iliði büyük taze defektlere yerleþtirildiðinde otojen kemik greftlemesiyle elde edilen kaynama oranýyla karþýlaþtýrýlabilir bir kaynama elde etmiþlerdir. Bu çalýþmada otojen kemik iliðinin oluþturduðu kemik dokusu kansellöz grefte eþ biyomekanik özellikler göstermiþtir. Baþka araþtýrmalarda da yeterli miktarda 68,89 kullanýlan taze kemik iliðinin büyük kemik defektlerini bile iyileþtirdiði gösterilmiþtir. Klinik araþtýrma olarak ise Connolly ve ark 17 ve Tiedmann ve ark 106 yeterli miktarda kullanýlan kemik iliðinin nonunion tedavisindeki baþarýsýný bildirmiþlerdir (Tablo I). Her ne kadar klinik çalýþma sayýsý sýnýrlý olsa da; tüm sentetik greftler ve allogreftler kemik iliðiyle desteklenebilir ve aþýrý yýkama sonrasý kýrýk bölgesinde uygun bir kaynama ortamý kýrýk hematomu elde edilebilir. Kemik greftinde kullanýlacak taze kemik iliði osteoprogenitör hücrelerin tek kaynaðýdýr. Ponksiyonla alýndýðýndan açýk bir cerrahi giriþim gerektirmez, ek zaman ve masraf istemez ve in vitro kültür risklerini taþýmaz. Ayrýca pelvise yapýlan ponksiyonun hiçbir ek morbiditesi yoktur. Kemik iliði aspirasyonunun asýl dezavantajý pregenitör hücrelerin intramedüller kan dolaþýmý ile seyrelmesi ve otojen kansellöz greftte olan yoðunluðunun 1/2-40'ýna düþmesi 32 ve yaþlýlýða baðlý ilikteki kök hücre sayýsýnýn azalmasýdýr. Bu oran bebeklerde 1/50,000 olup, yaþlýlarda 1/2,000,000'a seyrelmektedir 15,84. Nonunion tedavisinde progenitör hücrelerin sayý ve konsantrasyonunun yüksek olmasý gereklidir. Ex-vivo olarak çoðaltýlmýþ progenitör hücreler kademeli santrifüj ile ayrýþtýrýlabilir. Bruder ve ark 11 kemik iliðindeki mezenkimal kök hücrelerini özel bir kültür ortamýnda izole edip çoðaltmýþlardýr. Seramik ve kollajen içeren kompozit (bileþik) içeren kültür ortamýnda çoðaltýlan bu hücreler, bir seri hayvan modelinde oluþturulan kritik kemik defektlerini iyileþtirmiþtir 73,89,113. Her ne kadar klinik kullaným öncesi deneyleri halen devam ediyorsa da bu ürünler çok fonksiyonlu progenitör kök hücre popülasyonlarýný çoðaltarak ek kullaným olanaklarý yaratmaktadýr. OSTEOKONDÜKTÝF MATRÝKSLER Progenitör hücrelerin biosentetik kemik greftlerine eklenmesi mutlaka gerekli olsa da, bu hücrelerin tek baþlarýna kullanýmý kemik doku mühendisliði için yeterli deðildir 32. Kemik üretiminin en önemli ve mutlaka gerekli parametrelerinden biri, osteogenez sýrasýnda progenitör hücrelerin yerleþeceði osteokondüktif bir iletim ortamýdýr 60. Osteokondüktif matriksler greftleme alanýnda kemiðin iyileþmesini baþlatacak olan hücrelerin Tablo I Osteoprogenitör Hücrelerin Kaynama Potansiyelini Arttýrdýðýný Destekleyen Çalýþmalar Ýnsan ve Greft Hayvan Denek Deney Kullanýlan Materyeli Deneyi Sayýsý Randomizasyon? Konusu Materyel Sonuçlar Referanslar Kemik Ýnsan Füzyon, DKM veya >90% kaynama 17,101,106 Ýliði kemik allogrefte kemik defekti, iliði eklemesi kaynama Ýnsan 38 Kaynamama Perkütan enjeksiyon 82% kaynama, bazý 18,34,43 hastalar kemoterapi veya radyoterapi görmüþ Hayvan + Uzun kemik Kemik iliðinin HA, Kemik iliði eklenmiþ 72,84,88,112,113 defektleri ve TKF, DKM veya denekler kontrol grubuna heterotopik allogreft ile beraber göre daha iyi kemik kemikleþmeyi kullanýmý oluþumu ve kaynama deðerlendirmek oraný gösterdi. için yumuþak doku içine ekim Demineralize Kemik Matriksi (DKM); Hidroksiapatit (HA); Trikalsiyum Fosfat (TKF).

3 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY yapýþmasý, migrasyonu ve daðýlýmý için gerekli uygun ortamý saðlar 32. Yapýsal iskeleti ve uygun ortamý saðlayan bu (OK) materyallerin ayný zamanda biyolojik olarak çözünebilir olmasý gereklidir 60. Genellikle taþýyýcý matriksler osteoprogenitör hücreleri kendilerine çekme, migrasyonlarýný kolaylaþtýrma ve neovaskülerizasyonu baþlatma özelliðindedir. Son aþamada yeni kemik oluþumu baþladýktan sonra taþýyýcýnýn iþlevi tamamlanýr ve zararlý artýklar býrakmadan emilmesi beklenir 5. Hücre-matriks kompozitlerinin osteoblastik progenitör hücrelerin transplantasyonu sýrasýnda uygun bir taþýyýcý ve destek olduðu ayrýca hücrelerin yaþamasý ve çoðalmasý üzerine etkinliði gösterilmiþtir. Allogreft kemik dokusu en iyi taþýyýcý-desteklerden biridir. Ama, potansiyel enfeksiyon riski, immün reaksiyon riski, immün reaksiyon ve yetersiz miktarlarda elde edilebilmesi nedeniyle, bunun yerine mineralize kollajen, kalsiyum fosfat seramikleri, hiyalüronik asit veya kollajen yapýda matriksler ve sentetik polimerler gibi taþýyýcýlar geliþtirilmektedir 32. Yapýlan çalýþmalarda biyosentetik seramiklerin rekonstrüktif ortopedik giriþimlerde baþarýlý bir osteokondüktif ortam yarattýðý gösterilmiþtir 32,60,67. Fonksiyonel açýdan, bu materyalleri dört grupta inceleyebiliriz: 1. Yavaþ emilen seramikler (Hidroksiapatit); 2. Hýzlý emilen seramikler (Trikalsiyum fosfat, kalsiyum sülfat, biyoaktif cam); 3. Hidroksiapatit ve kalsiyum fosfat bileþikleri; 4. Allogreft. HÝDROKSÝAPATÝT (HA) Klasik olarak yavaþ emilen kalsiyum fosfat seramiði hidroksiapatit olarak isimlendirilir. Yüksek derecede kristalize hidroksiapatit in vivo stabil bir bileþiktir ve yýlda %5-15 hýzýyla emilir. Önce hayvan modelleri ve sonra insanda yapýlan deneylerde poröz hidroksiapatit implantlarýn (Tablo II) öncelikle fibrovasküler doku ile kaplandýðýný ve zamanla bu dokunun olgun lameller kemiðe dönüþtüðü gösterilmiþtir 32. Hidroksiapatitin osteokondüktif özellikleri bu implantlarýn kemiðe sýký yapýþmasýna da ortam ve olanak saðlar. Ayrýca hidroksiapatitin lokal büyüme faktörlerine, özellikle kemik morfogenetik proteinlerine (BMP) karþý kuvvetli kimyasal baðlanma eðilimi olduðu Urist tarafýndan gösterilmiþtir 109. Tablo II Hidroksiapatit'in Osteokondüktif Matriks Olarak Kullanýmýný Destekleyen Çalýþmalar Greftin Ýnsan ve Piyasa Hayvan Denek Deney Kullanýlan Ýsmi Deneyi Sayýsý Randomizasyon? Konusu Materyel Sonuçlar Referanslar ProOsteon Ýnsan 40 + Tibia platosu HA, iliak otogreft Klinik veya radyografik 12 metafiz defektleri karþýlaþtýrýlmasý farklýlýk yok Ýnsan 66 Distal radius veya Ýnternal veya Daha önce yapýlan 13,114 uzun kemik eksternal tespit + çalýþmalar kontrol diafiz/metafiz HA grubu olarak kýrýklarý kullanýlmýþ. Fonksiyonel ve radyografik sonuçlar eþdeðer Hayvan + Maksiller defekt Büyük porlu Büyük por yapýsýnýn 98 ProOsteon 500 ün içine 3 kat daha fazla küçük porlu kemik büyümesi (bone ProOsteon 200 ile ingrowth) tespit edildi karþýlaþtýrýlmasý Hayvan + Uzun kemik HA, otogreft HA implant iyi kemik 47,48,50 defektleri ve karþýlaþtýrýlmasý büyümesi (bone spinal füzyon ingrowth), rezorpsiyon veya enflamatuar yanýt göstermemesi ve remodeling i az olmasýna karþýn biyomekanik ve radyografik olarak otogreftten kötü sonuç verdi Devamý arka sayfada!

4 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY Tablo II (Devamý) Hidroksiapatit'in Osteokondüktif Matriks Olarak Kullanýmýný Destekleyen Çalýþmalar Greftin Ýnsan ve Piyasa Hayvan Denek Deney Kullanýlan Ýsmi Deneyi Sayýsý Randomizasyon? Konusu Materyel Sonuçlar Referanslar Hayvan + Radiusta kritik HA, TKF, Kaynama için TKF ve 55 boyutta defekt Collagraft +/ HA ya mutlaka kemik kemik iliði, iliði desteði gerekli; otogreft Collagraft için kemik karþýlaþtýrmasý iliði pozitif etkili ama mutlaka gerekli deðil. Kaynama için pozitif etkili greft yýkýmý sadece TKF de görüldü. Sadece TKF + kemik iliði otogrefte eþdeðer radyografik ve biyomekanik özellikler gösterdi Healos Ýnsan 30 + Spinal füzyon HA iliak otogreft HA grubunda %91 42 karþýlaþtýrýlmasý kaynamaya karþý iliak otogreft grubunda %100 kaynama Hayvan + Spinal füzyon HA iliak otogreft Çalýþma ve kontrol 41,104 karþýlaþtýrýlmasý gruplarýnda eþdeðer radyografik ve biyomekanik özellikler tespit edildi Endobon Ýnsan Metafiz defektleri Vaka sunumu 44,64,95,102 serilerinde iyi sonuçlara raðmen 1996 dan beri yayýnlanan çalýþma yok Surgibone Hayvan Kas içi kemik Altýncý haftada fibröz 4 oluþumu bir kapsül içinde enflamasyon dýþýnda bir reaksiyon yok. Osteoid veya osteoblast yok. Pyrost Hayvan Kas içi kemik Enflamatuar cevap yok, 4 oluþumu bað dokusu kapsül yapýsý var, kemik oluþumu yok Callopat Hayvan Kas içi kemik Hafif bir enflamatuar 4 oluþumu cevap, kemik oluþumu yok Koral HA, scleractinian genus goniopora nin bir türevidir. Bu mercan geniþ por çapý ve nm arasý deðiþen baðlantýlarý ile kanselöz kemiðe çok benzer 14 (integre 500 µm, Interpone Cross Int. Irvine, California). Bunun yaný sýra genus porites cinsi mercanýn yapýsý ise µm arasý por çapý ve 190 µm 36 baðlantýlarý ile interstisyel kortikal kemiðe benzerlik gösterir (Interpore 200 µm, Interpore Crom Int., Irvine, California). Ýmplantasyon sonrasý kemiðin mercan poroz yapýsý içine büyümesi sonucu implantýn mekanik özellikleri üzerlerini kaplayan kemik yapýya baðlý olarak anlamlý þekilde kuvvetlenir. Bucholz ve ark 14, köpeklerde tibia metafiz defekti modelinde yaptýklarý çalýþmada, altý aylýk takip sonrasý, defekte uyguladýklarý mercan implantlarýn mekanik gücünün normal kanselöz kemiðin üç katý ve yine ayný modelde uygulanan kanselöz otogreftlerden %50 fazla olduðunu göstermiþlerdir. Mercan HA'nýn yavaþ emilmesi birçok klinik uygulamada dezavantaj olarak görülmektedir. Emilim hýzýný artýrmak için mercan implantlarýn hazýrlanmasýnda bazý deðiþiklikler yapýlmýþtýr. Bu geliþtirmelerden biri HA'nýn kalsiyum karbonat ile birleþtirilmesidir. Bu kompozit bileþik kalsiyum karbonatýn hidrotermal yolla kýsmî olarak hidroksiapatite çevrilmesiyle elde edilir. Bu iþlem sonucu üstü ince bir HA tabakasýyla kaplý bir

5 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY kalsiyum karbonat ana yapýsý ortaya çýkar. Sonuç olarak bu kompozit implantýn erken dönemdeki biyolojik davranýþý, saf bir mercan HA implantý gibidir. Birkaç ay sonra HA tabakasý erir, kalsiyum karbonat yapý açýða çýkar ve kýsa zamanda rezorbe edilir. Bu emilebilir mercan türevi HA kalsiyum karbonat bileþiði (ProOsteon 500 R, Interpore Cros International, Irvine, California) trombositce zengin plazma konsantresiyle beraber kullanýlarak koyunlarda omurga füzyon modelinde denenmiþtir. Sonuçlar açýk olarak göstermiþtir ki, büyüme faktörleri (özellikle TGF-β) içeren konsantrenin eklenmesiyle emilebilir mercan HA sentetik greftlerinde artan osteoblastik aktivite greftin daha derinine inmekte ve daha yoðun olmaktadýr. Bu da otojen tedavinin osteokondüktif seramiklerin bioaktivitesini kuvvetlendirdiðinin açýk kanýtýdýr 112. Yapýlan tüm hayvan deneylerinde, mercan HA'nýn otojen kemik greftiyle karþýlaþtýrma sonuçlarý kötü olmasýna karþýn, tibial plato kýrýklarýnda Bucholz ve ark. mercan HA ile otojen kemik grefti arasýnda fonksiyonel açýdan bir fark olmadýðýný bildirmiþtir 13. Kemik iliðinin poroz seramiklerin içinde iyi geliþtiði ve hayvan deneylerinde mezenkimal kök hücrelerinin en iyi sonuçlarý hidroksiapatit seramik ile verdiði gösterilmiþtir. Günümüze kadar insan kemik iliði ve seramik ortak yapýsýný, veya yüksek primatlarda trombosit ile zenginleþtirilmiþ eriyebilir mercan HA'nýn kullanýldýðý herhangi bir çalýþma yayýnlanmamýþtýr. Son zamanlarda Avrupa'da bir baþka HA ile þekil verilebilir kollajen sünger karýþýmý ürün piyasaya sürülmüþtür. Burada amaç HA'nýn osteokondüktif özelliði, mekanik saðlamlýðýyla kollajenin elde þekil verilebilir ve eriyebilir olma özelliklerini taþýyan bir ürünün elde edilmesidir. Bir randomize insan deneyinde, 50 lomber omurga füzyonunda %100 baþarý saðlayan otogrefte karþý HA/kollajen greftinin kullanýmýyla %91 baþarý saðlanmýþtýr 43. Ayrýca bazý hayvan deneylerinde, bu ürün, otogreft ile karþýlaþtýrýldýðýnda radyolojik ve biyomekanik testlerde benzerlikler göstermiþtir 42,105. TRÝKALSÝYUM FOSFAT Kalsiyum fosfat seramiðin en bilinen bileþiði trikalsiyum fosfattýr (TKF). TKF implantlar, TKF toz þeklinin naftalin gibi bir taþýyýcý ile sýkýþtýrýlmasýyla üretilir. Daha sonra taþýyýcý olarak kullanýlan naftalin ortamdan uzaklaþtýrýlýr ve poroz yapý ortaya çýkar. Bu üretim tarzý ile TKF implantlar HA'dan 10 ila 20 kat daha hýzlý emilir. Buna raðmen bazý deneyler bu seramiðin segmentlerinin vücutta implantasyondan 10 yýl sonra bile kaldýðýný göstermiþtir 2,14,52. Ayrýca klasik deneylerde HA'nin kompressif testlerde, TKF'nin enjekte edilmeyen formundan daha kuvvetli olduðu gösterilmiþtir. TKF'nin baþarý ile uygulandýðý birçok kullaným alaný vardýr (Tablo III). Kortikokospongioz kemik ile karýþtýrýlarak skolyoz ameliyatlarýnda, benign tümör eksizyonu ve travma sonrasý defektleri doldurmak için kullanýlmakta ve takipler olumlu sonuçlar göstermektedir 2,69. Tablo III Trikalsiyum Fosfat'ýn Osteokondüktif Matriks Olarak Kullanýmýný Destekleyen Çalýþmalar Greftin Ýnsan ve Piyasa Hayvan Denek Deney Kullanýlan Ýsmi Deneyi Sayýsý Randomizasyon? Konusu Materyel Sonuçlar Referanslar Norian Ýnsan 40 + Konservatif Norian, eksternal Yedinci haftada Norian grubu 62 tedavi sýrasýnda fiksatör daha iyi yakalama, ekstansiyon redüksiyon karþýlaþtýrmasý ve supinasyon gösterse de kaybý olan üçüncü ay sonunda gruplar radius distal uç arasý fark yok. Her iki grup da, kýrýklarý Norian grubu biraz daha fazla olmak üzere ilerleyici redislokasyon gösterdi Ýnsan Distal radius Norian+alçý, Erken sonuçlar Norian 63 kýrýklarý sadece alçýlama grubunda daha iyi, ama birinci veya sadece sene sonuçlarý eþdeðer; klinik eksternal fiksatör olarak redüksiyon karþýlaþtýrmasý görüntüsünde fark yok. Eksternal fiksatör grubunda daha yüksek enfeksiyon oraný, Norian grubunda ise materyelin yumuþak dokuya kaçmasý ile ilgili problem var. Devamý arka sayfada!

6 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY Tablo III (Devamý) Trikalsiyum Fosfat'ýn Osteokondüktif Matriks Olarak Kullanýmýný Destekleyen Çalýþmalar Greftin Ýnsan ve Piyasa Hayvan Denek Deney Kullanýlan Ýsmi Deneyi Sayýsý Randomizasyon? Konusu Materyel Sonuçlar Referanslar Ýnsan 91 Femur boyun ve Norian+ARÝF Önceki çalýþmalarla eþdeðer 40 intertrokanterik kaynama oranlarý ve materyelin kýrýklarý yumuþak dokuya kaçmasýyla ilgili tartýþma Biosorb Ýnsan 54 Skolyoz Otogreft+Biosorb, Her iki grupta da % otogreft+allogreft füzyon, implant 2 sene sonunda karþýlaþtýrmasý tamamen rezorbe TKF Ýnsan 50 Travma, kist %95 iyi enkorporasyon, 4 kist 2,13 veya tümör rekürensi nedenli kemik defektleri Son zamanlarda çalýþmalar enjekte edilebilir TKF çimento yapýmý üzerine yoðunlaþmýþtýr. Bu nedenle enjektabl TKF'ler perkütan uygulamalar için TKF'nin diðer bir formu olarak üretilmiþtir. Bu çimentolar çeþitli oranlarda TKF, dibazik dikalsiyum fosfat ve tetrakalsiyum fosfat monoksit karýþýmlarýdýr. Uygulama öncesi karýþtýrýlarak kývamlý bir sývý elde edilir ve dakikalar içinde sertleþir. En önemli özelliði bu sertleþme reaksiyonu sýrasýnda fazla ýsý açýða çýkartmamasýdýr 32. Bu enjektabl çimentolardan bir örnek Norian SRS'dir (Norian Corp, Cupertino, California). TKF, mono kalsiyum fosfat monohidrat ve kalsiyum karbonat karýþýmý bir toz ve sodyum fosfat içeren sývýdan oluþur. Bileþenleri karýþtýrýlarak oluþturulan seramik bileþik yük taþýmayan bir defekte doldurulabilir veya enjekte edilir 47. Sertleþme süresi 10 dakika kadardýr. HA ile karþýlaþtýrýldýðýnda, Norian SRS'nin küçük tanecik ve kristal yapýsý nedeniyle osteoklastik emilimi daha kolaydýr 20. Hayvan deneylerinde çimentonun in vivo remodelasyonunun gerçekleþerek, kristal yapýnýn içindeki karbonat yardýmýyla konak kemik yapýsýna döndüðü gösterilmiþtir. Histolojik olarak incelendiðinde, uygulamadan birkaç hafta sonra greft içinde damarsal kanallar görülmüþ ve hýzlý bir osteoklastik aktivite saptanmýþtýr. Bunu takiben yeni kemik oluþumu baþlar. Bu dönüþüm sýrasýnda minimal (çok düþük ve önemsiz nitelikte) enflamasyon ve yabancý cisim reaksiyonu görülmüþtür. Klasik olarak çimento kýrýk hattýna veya kemik defektlerine açýk veya kapalý metodlar ile enjekte edilebilir. Ýlk klinik kullaným distal radius ve femur boyun kýrýklarý için bildirilmiþtir. Jupiter ve ark 57, perkütan Norian SRS enjeksiyonu sonrasý alçý tedavisiyle beþ ekstraartiküler instabil distal radius kýrýðýnda tedavi sonucunun çok iyi olduðunu bildirmiþlerdir. Hemen sonrasýnda, randomize prospektik bir çalýþmada, Norian SRS artý alçýlama tedavisi, eksternal fiksatörler ile karþýlaþtýrýlmýþ ve bir senelik sonuçlar çok iyi olarak bildirilmiþtir. Ancak çimentonun etraf yumuþak doku içine taþmasý bir dezavantaj olarak yorumlanmaktadýr 64. Diðer bir randomize çalýþmada, Kopylov ve ark 63 konservatif tedavi sýrasýnda deplase olan distal radius kýrýðý tedavisinde Norian SRS ile external fiksasyonu karþýlaþtýrmýþlar ve Norian ile tedavi edilen grubun 7. haftada daha iyi yakalama kuvveti, bilek ekstansiyonu ve daha fazla önkol supinasyonu olduðunu bildirmiþlerdir. Her iki metod da kýrýðý tam stabilize edememiþ ve zaman içinde grafilerde ilerleyici deplasman görülmüþtür. Goodman ve ark 41 çok merkezli bir çalýþma ile deplase femur boynu kýrýklarýnda Norian SRS'nin tedavi etkinliðini araþtýrmýþlardýr. Kýrýk redüksiyonunu takiben uygulanan kanüle vidalarýn içinden Norian SRS enjeksiyonu yapýlmýþtýr. Son kontrolde 92 hastadan 9 tanesine kaynamama ve fiksasyon kaybý nedeniyle total kalça artroplastisi uygulanmýþtýr. Ayný merkezlerde, intertrokanterik femur kýrýklarýnda kullanmak üzere Norian SRS ile enjeksiyonu kayýcý bir kalça çivisinin pilot çalýþmasý yapýlmýþtýr. Çalýþma kriterlerine uyan 39 hastaya, kapalý redüksiyonu takiben intertrokanterik ve posteromedial defektli bölgeye Norian SRS enjeksiyonu ve kayýcý kalça çivisi uygulanmýþtýr. Tüm kýrýklar 6. ay takibinde kaynamýþ olarak deðerlendirilmiþtir. Ama bu çalýþmanýn tartýþmasýnda enjektabl seramiklerin potansiyel bir probleminden bahsedilmiþ ve bu enjeksiyonun zaten kýrýk ile bozulan beslenmeyi daha da bozarak avasküler nekroz ve kaynamama riskini artýrabildiði belirtilmiþtir. KALSÝYUM SÜLFAT BÝLEÞÝKLERÝ 1970'li yýllarýn sonunda Peltier unikameral kemik kistinin kaviter defektlerini doldurmak için kalsiyum

7 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY sülfat (alçý tozu) kullanýmýný bildirmiþtir 91 (Tablo IV). Yirmialtý hastalýk serisinde kalsiyum ile ilgili ciddi bir komplikasyon olmadýðýný ama iki hastada rekürrens geliþtiðini bildirmiþtir. Daha yeni bir araþtýrmada 13 hastada selim kemik kistlerinin ameliyatý sonucu oluþen defektler kalsiyum sülfat ile doldurulmuþ ve baþarýlý sonuçlar alýnmýþtýr 78. BÝOAKTÝF CAMLAR 1999'dan beri silika bazlý yeni bir ürün Novabone Avrupa piyasasýnda olmasýna raðmen literatürde insan deneyleri henüz yayýnlanmamýþtýr (Tablo IV). TKF ve %30 HA bileþiðidir. Bu implantlar vücuda yerleþtirildiðinde TKF süratle emerek altýndaki HA'yý ortaya çýkarýr ve bu stabil ve uzun ömürlü iskelet yapý üstünde yeni kemik oluþumu saðlanmaya çalýþýlýr 32. Ponsuti ve ark. 90 skolyoz tanýsýyla faset eklem füzyonu ve internal fiksasyon uyguladýklarý 12 adolesan hastada HA/TKF bloklarý kullanmýþlardýr. Hastalarýn bazýlarýnda otojen greft HA/TKF'ye karýþtýrýlmýþtýr. 15 aylýk klinik ve radyolojik takip hastalarýn hepsinde füzyon geliþtiðini göstermiþ ve iki hastada yapýlan biyopsiler ile seramik porlara (kanallarda) kemik üremesi Tablo IV Deðiþik Materyellerin Osteokondüktif Matriks Olarak Kullanýmýný Destekleyen Çalýþmalar Ýnsan ve Greft Piyasa Hayvan Denek Deney Kullanýlan Materyeli Ýsmi Deneyi Sayýsý Randomizasyon? Konusu Materyel Sonuçlar Referanslar Kalsiyum Inoteb Hayvan + T 7-8 füzyon Ýliak otogreft Ýliak otogreft Inoteb e 30,3 Karbonat Inoteb göre daha fazla mekanik karþýlaþtýrmasý dayanýklýlýk ve kaynama oraný gösterdi Biyoaktif NovaBone Çalýþma yok Cam 45S5 Hayvan + Femoral HA, 45S5 Her iki materyele de iyi 87 kondilde 6 mm karþýlaþtýrmasý kemik üremesi saptandý. çapýnda defekt 45S5 daha hýzlý rezorbe oldu Kalsiyum Osteoset Ýnsan 39 Ýyi huylu Kist Ciddi komplikasyon 77,9 Sülfat lezyonlarýn kavitesinin yok, 2 hastada rekürens kretajý ile greftlenmesi gözlendi geliþen kaviter defektler Allogreft NA Hayvan + Spinal Otogreft, Kaynama oraný ve 3,22 füzyonlar ve donmuþ veya biyomekanik olarak uzun kemik soðuk otogreft üstünlüðünü defektleri kurutulmuþ gösteren birçok çalýþma allogreft var karþýlaþtýrmasý Hidroksiapatit (HA). KALSÝYUM KARBONAT Fransa'da kalsiyum karbonat içerikli bir ürünün (Inoteb), köpekler üzerinde yapýlan T 7-8 anterior füzyon çalýþmalarýnda, otojen trikortikal iliak greftinden daha kötü sonuçlar verdiði bildirilmiþtir 31,34 (Tablo IV). ALLOGREFT Birçok çalýþma, allogreftlerin uygun osteokondüktif özellikleri olduðunu göstermiþtir. Ama altýn standart otojen greftler ile karþýlaþtýrýldýðýnda kötü biomekanik özellikleri ve düþük kaynama oranlarý vardýr. Bu da daha önce belirttiðimiz gibi biyolojik olarak zayýf özellikte olup enfeksiyon ve enflamasyon riskleri taþýmaktadýr 32,67 (Tablo IV). HA/TKF BÝLEÞÝKLERÝ Sentetik seramik üretiminin tamamen deðiþik bir ürünü de bifazik kalsiyum fosfat bileþikleridir. Çeþitli oranlarda karýþtýrýlabilen seramiklere bir örnek %70 histolojik olarak kanýtlanmýþtýr. Bu pilot çalýþmanýn ardýndan, otojen iliak kanat greftini HA/TKF + dekortikasyon ile karþýlaþtýran randomize bir çalýþma yapýlmýþ ve 58 hastanýn hepsinde benzer iyi klinik radyografik ve fonksiyonel sonuçlar elde edilmiþtir. Buna ek olarak HA/TK seramiði ile tedavi edilmiþ hastalarda daha az kan kaybý ve ameliyat sonrasý komplikasyon ve aðrý görülmüþtür 27 (Tablo V). Chapman ve ark. HA/TKF seramiðini otojen kemik iliði ile karýþtýrarak travmatik uzun kemik kýrýklarýnýn tedavisinde kullanmýþlar, iliak kanat otojen kemik greftine benzer füzyon ve fonksiyonel sonuçlarý daha düþük enfeksiyon oranlarýyla almýþlardýr 16 (Tablo V). OSTOÝNDÜKTÝVÝTE Osteoindüktif özellikler taþýyan kemik grefti ürünleri iki sýnýfta incelenebilirler. Bunlarýn birincisi Demineralize Kemik Matriksi (DBM) ürünleridir, son yýllarda rekombinant yolla sentetik olarak üretilmiþ büyüme faktörleri de ikinci sýnýfý oluþturur.

8 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY Tablo V HA/TKF Kompozitlerinin Osteokondüktif Matris Olarak Kullanýmýný Destekleyen Çalýþmalar Greftin Ýnsan ve Piyasa Hayvan Denek Deney Kullanýlan Ýsmi Deneyi Sayýsý Randomizasyon? Konusu Materyel Sonuçlar Referanslar Collagraft Ýnsan Uzun kemik Kemik iliðiyle Kaynama ve fonksiyonel açýdan kýrýklarý desteklenmiþ sonuçlar eþdeðer; iliak otogreft 15 Collagraft, iliak ile enfeksiyon oraný daha otogreft yüksek; 12 hastada bovin antikor karþýlaþtýrmasý geliþimi saptandý ama klinik reaksiyon görülmedi Hayvan + Kritik HA, TKF, Kaynama için TKF ve HA ya 55 boyutta Collagraft +/ mutlaka kemik iliði desteði radial defekt kemik iliði, gerekli; Collagraft için kemik otogreft iliði pozitif etkili ama mutlak karþýlaþtýrmasý gerekli deðil. Kaynama için pozitif etkili greft yýkýmý sadece TKF de görüldü. Sadece TKF+ kemik iliði otogrefte eþdeðer radyografik ve biyomekanik özellikler gösterdi Triosite Ýnsan 58 + Skolyoz Triosite+ Her iki materyel 12 ay içinde 26 vertebral enkorpore oldu, koreksiyon dekortikasyon, kaybý görülmedi. Triosite ile iliak otogreft ameliyat sonrasý iliak kanat karþýlaþtýrmasý þikayetleri olmadý ve daha az kan kaybý gözlendi. Tüm hastalar 12 ay içinde iþlerine döndüler; 27 iliak otogreft hastanýn 5 inde hafif aðrý þikayetleri kaldý. Hidroksiapatit (HA); Trikalsiyum Fosfat (TKF). DEMÝNERALÝZE KEMÝK MATRÝKSÝ (DBM) Bugün "Bone Morfogenetic Proteins" (BMP) adýný verdiðimiz büyüme faktörleri ilk kez DBM'den ekstrakte edilmiþ olup DBM'ye biyolojik aktivitesini vermektedir 5. BMP'nin babasý sayýlan Urist 1965 yýlýnda ilk kez DBM'yi farelerin baldýr kasýna implante ederek ektopik kemik oluþumunu stimüle etmiþtir 110. Bu deneyin sonucu Urist'in hipotezine göre DBM kemik oluþumunu baþlatan bir bileþik içermektedir. Bu bileþik mezenkimal hücreleri kondroblast, osteoblast ve hematositoblastlara dönüþtürerek endokondral kemik oluþturmaktadýr 109,111. Görüldüðü gibi DBM hem osteokondüktif, hem de osteoindüktif özellikler içermektedir. Seyreltik (0.5N) hidroklorik asit ile kalsiyum hidroksiapatitin kemikten uzaklaþtýrýlmasý sonucunda DBM elde edilir. Bu ürün kollajen, nonkollajenik proteinler (osteokalsin osteonektin, osteopontin vb.) ve birçok büyüme faktörü içerir. Bu büyüme faktörlerinin mitojenik, anjiojenik ve hücre deðiþimi (differentiating) gibi farklý fonksiyonlarý vardýr ki bunlar kemik kýrýklarýnýn iyileþmesi ve yeni kemik oluþumu için temel gereksinimlerdir. Birçok araþtýrmacý demineralize kemiðin osteoindüktif etkisini gerek hayvan gerekse insan deneylerinde defalarca göstermiþtir. DBM kemik rejenerasyonu ve üremesini kolaylaþtýrmak ve stabilite saðlanmýþ kemik defektlerinin tamirinde kullanýlmaktadýr. Ayrýca, kist ve tümör defektleri, kýrýk tamirleri, kaynamama ve artrodezlerde kullanýlan otojen kemik greftlerine karýþtýrýlarak kullanýlýr 61,77,107 (Tablo VI). Diðer kemik greftlerine eklenerek kullanýmý da mümkündür. Bu ürünler ile geliþen kemik yapýnýn mekanik özelliklerinin otogreftler ile karþýlaþtýrýlabilir olduðu bildirilmiþtir 36,66. Hayvan deneyleri DBM'nin tek baþýna 30 otojen kemik greftleriyle 82,106 ve seramikler ile kullanýldýðýnda osteoindüktif özelliðini göstermiþtir 1. Ama son yýllarda yapýlan bazý hayvan deneyleri, olumlu literatür bilgisine raðmen, DBM'nin stabil bir spinal füzyon için o kadar da etkili olmayabileceðini bildirmiþtir 23,46,79. Klinik çalýþmalarda DBM baþarýlý sonuçlar vermiþtir. Glowachi ve ark. kraniofasyal rekonstrüksiyonlarda DBM kullanmýþlardýr 38-40,80. Tiedeman ve ark. 107

9 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY Tablo VI Demineralize Kemik Matriksinin (DKM) Füzyonu Arttýrdýðýný Destekleyen Çalýþmalar Greftin Ýnsan ve Piyasa Hayvan Denek Deney Kullanýlan Ýsmi Deneyi Sayýsý Randomizasyon? Konusu Materyel Sonuçlar Referanslar Grafton Ýnsan 34 Çeþitli ayak ve Sadece Grafton, Tüm vakalar iyi 57 ayak bileði Allogreft/Grafton, greft füzyonlarý veya Otogreft/Grafton enkorporasyonu ile karþýlaþtýrmasý kaynadý Ýnsan 24 + Fibuler defekt BMP7, Grafton, kendi 6 hasta üzerinden 36 haline býrakma Grafton ile 4, BMP7 karþýlaþtýrmasý ile 5 fibula kaynadý. Tedavisiz býrakýlan deneklerden hiçbiri kaynamadý. Hayvan + Spinal füzyon Grafton +/ Otogreft, Eþdeðer kaynama 75,78 sadece Otogreft oranlarý, ama karþýlaþtýrmasý Grafton/Otogreft kombinasyonu daha iyi, en iyi sonuçlar tabaka (Flex) formundaki Grafton ile elde edildi Opteform Osteofil Dynagraft Çalýþma yok Çalýþma yok Çalýþma yok Lubboc Ýnsan 27 Asetabular Lubboc, allogreft Osteoliz veya greft 71 rekonstrüksiyon karþýlaþtýrmasý oynamasý görülmedi. Radyografik olarak allogreft ile eþdeðer bir görünütüsü var DBM'nin tek baþýna ve otojen kemik iliði ile karýþtýrarak parçalý kýrýklarý, artrodezler ve canlý hastalardaki kemik defektlerinde kullanmýþ ve otojen kemik iliðiyle karýþtýrýlan DBM'nin iliak kanat otogrefti kadar etkili olduðunu belirtmiþtir. Bu seride 30 hasta (%77) radyolojik tam kaynama göstermiþtir. Michelson ve ark. 77 arka ayak füzyonlarýnda iliak kanat otogreftiyle DBM'yi karþýlaþtýrmýþtýr. DBM grubunda tüm hastalar 29 kaynamýþ, iliak grubunda ise 15 hastanýn 13'ü kaynama göstermiþtir. Kaynama zamaný 3-4 ay arasýnda olup gruplarý arasý farklýlýk görülmemiþtir. Bu çalýþma ayak arkasý artrodezlerinde, DBM'nin otojen iliak kemik greftiyle karþýlaþtýrabileceðini göstermesi açýsýndan önemlidir. Killian ve ark. 61 ünikameral kemik kisti tedavisinde DBM kullanmýþlar ve iki senelik takiplerde 11 hastanýn sadece 2'si rekürrens göstermiþtir. DBM, Grafton (Osteotech, Shrewsbury, NJ) adýyla piyasada mevcuttur. Bu ürün, üç ticari þekilde kullanýlabilmektedir: Jel (enjektabl), putty (hamur kývamýnda elyaf yapýsýnda) ve flex olarak adlandýrýlan elastik tabaka. Hayvan deneylerinde 29 Grafton'un tek baþýna veya otogreftler ile beraber 76,79 kullanýldýðýnda osteoindüktif özellikleri kanýtlanmýþtýr. DBM'nin üretimi sýrasýnda virüsleri inaktive ettiði de gösterilmiþtir. Kullanýmdaki dezavantajý ise greftin yapýsal kuvveti olmadýðýndan yük taþýyan bölgelerde kullanýlmamasýdýr. Diðer DBM ürünleri Opteform TM, Osteofil TM (Regenenation Technologies, Inc., Alachma, Florida) ve Dynagraft (Gensci Regeneration Lab. Inc., Irving, California) isimleri altýnda piyasaya verilmiþtir. Ýlk iki ürün jelatin kollajen bir taþýyýcý içinde DBM içermektedir. Katý yapýda olup, uygulama için þekillendirmeden önce ýsýtýlmasý gerekmektedir. Ayrýca ürünün nem miktarýnýn sabit kalmasý gerekitðinden donmuþ dokular gibi saklanmalýdýr. Dynagraft ürünlerinin jel ve putty þekli polimer bir taþýyýcý, matris þekli (tabaka) ise kollajen bir taþýyýcý içinde DBM içermektedir. Halen, Osteofil ve Dynagraft ile ilgili herhangi bir klinik deney veya hayvan çalýþmasý yoktur.

10 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY KEMÝK MORFOGENETÝK PROTEÝNLERÝ (BMP) VE BÜYÜME FAKTÖRLERÝ Akut enflamasyon ve doku hasarý sonrasý tüm tamir olaylarý gibi kýrýk iyileþmesi de kimyasal mediatörler ile yönetilir. Kemik matriksinden kaynak alan birçok büyüme faktörleri kýrýk iyileþmesinde önemli roller oynamaktadýr. Kýrýk kaynamasý karýþýk bir iþlemdir. Hücre farklýlaþmasýný ve yeni kemik oluþumunu yapým ve yýkým yönünde etkileyen birçok peptid yapýnýn dengeli çalýþmasýný gerektirir. Bu mediatörler birçok kaynaktan salgýlanabilir ve birden fazla fonksiyonlarý olmasý yanýnda diðer organlarýn rejenerasyonunu da etkilerler. Bugünkü bilgilerimize göre osteoindüktif faktörler, vücutta birçok hücre grubunun farklýlaþmýþ fenotiplerinin üretilmesi ve çoðalmasýný kontrol eden polipeptid büyüme faktörlerinin bir üst ailesidir. Günümüzde bilinen kimyasal mediatörler grubu þunlardýr (Tablo VII): 1. TGF-β (Transforming Growth Factor-β ailesi: BMP'ler (BMP-1 hariç), BMP'lerin bir alt grubu olan GDF2'ler (1-10) inhibinler, aktivinler ve gliol nörotropik faktör bu grupta yer alýr. 2. a-fgf ve b-fgf (Fibroblast Growth Factor asitik ve bazik). Tablo VII Büyüme Faktörlerinin Füzyonu Arttýrdýðýný Destekleyen Çalýþmalar Greftin Ýnsan ve Piyasa Hayvan Denek Deney Kullanýlan Ýsmi Deneyi Sayýsý Randomizasyon? Konusu Materyel Sonuçlar Referanslar BMP2 Hayvan + Spinal füzyon Çeþitli BMP2 nin biyomekanik 9,61,67,68,80,94,9 ve uzun kemik taþýyýcýlarla ve kaynama oraný olarak 7,100,116,117 defektleri (kemik iliði, üstünlüðünü gösteren iliak otogreft, birçok çalýþma mevcut DKM) karýþtýrýlan BMP2, iliak otogreft karþýlaþtýrmasý BMP7 Hayvan + Spinal füzyon Çeþitli BMP7 nin biyomekanik ve 20,21,23,24 (OPI) ve uzun kemik taþýyýcýlarla kaynama oraný olarak defektleri karýþtýrýlan üstünlüðünü gösteren BMP7, iliak birçok çalýþma mevcut otogreft karþýlaþtýrmasý Ýnsan 24 + Fibular defekt BMP7, Grafton, 6 hasta üzerinden Grafton 36 kendi haline ile 4, BMP7 ile 5 fibula býrakma karþýlaþtýrmasý kaynadý. Tedavisiz býrakýlan deneklerden hiçbiri kaynamadý Ýnsan Tibial BMP7, iliak BMP7 grubunda %81, 32 kaynamama otogreft iliak otogreft grubunda ise karþýlaþtýrmasý %85 kaynama saptandý NeOsteo Hayvan + Spinal füzyon BMP+DKM BMP eklenmesiyle 7,99 (Bovin BMP) ve uzun kemik veya otogreft, kaynama oranlarý ve karýþýmý) defektleri iliak otogreft biyomekanik özelliklerde karþýlaþtýrmasý artýþ gözlendi Non spesifik Ýnsan 43 Segmental BMP+ 43 hastadan 42 sinde Ýnsan BMP defektler ve otogreft kaynama saðlandý kaynamama Non spesifik Ýnsan Spinal füzyon Büyüme Erken greft 70,74 Büyüme faktörleri + konsolidasyonu ve yüksek Faktörleri otogreft kaynama oraný gözlendi konsantresi bfgf Hayvan + Fibular Perkütan tek Daha büyük kallus ve 91 osteotomi enjeksiyon, artmýþ kýrýlma gücü taþýyýcý madde enjeksiyonu karþýlaþtýrýlmasý Demineralize Kemik Matriksi (DKM); Bone Morphogenetic Proteins (BMP); Basic Fibroblast Growth Factor (bfgf).

11 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY 3. PDGF (Platelet Derived Growth Factor). 4. IGF I-II 60 (Interleukin like Growth Factor). Normal koþullar altýnda bu faktörlerin tümü karmaþýk bir sýra ile salgýlanýp, beraber çalýþarak kemik oluþumunu baþlatýr 5. Bu faktörler içinde en önemlileri kemik yapým ve tamirinde mihenk taþý rolünü üstlenen düþük molekül aðýrlýklý BMP'lerdir 116. BMP'ler bölgesel osteoblast ailesinden progenitör hücreleri uyararak ve kemik kollajen sentezini arttýrarak enkondral kemik üretimini baþlatan düþük molekül aðýrlýklý (30-40 kda) peptidlerdir 59. Ýlk kez Urist, DBM'den Guanidin HCl ile kollajen dýþýndaki proteinleri ekstrakte etmiþ ve bu bileþiði klasik kromatografi yöntemleriyle daha da saflaþtýrarak kemik üretme potansiyeli olan ve human bone morphogenetic protein (hbmp) diye isimlendirdiði bir karýþým elde etmiþtir. hbmp ve benzer olarak osteogenin (BMP-3) insan kemik matrislerinden elde edilmiþtir ve rekombinant teknikle üretilen rhbmp'ler gibi saf peptid yapý içermez. Bu yapý birçok farklý BMP polipeptidi yaný sýra diðer büyüme faktörü polipeptidleri de (mitojenik, anjiojenik vb.) içermektedir. Johnson ve ark. 54,55 spinal füzyon ve yerleþik psödoartroz tedavisinde insan BMP ekstraktesini (hbmp) kullanmýþ ve spinal füzyonlarda %100, yerleþik psödoartrozlarda %93 baþarý oraný bildirmiþlerdir. Bu çalýþmadaki 70 hastada BMP kullanýmýna iliþkin bir yan etki bildirilmemiþtir. Sandhu ve ark. 93 posterior entrümantasyon sonrasý psödoartroz geliþen 5 vakada hbmp ve otojen kemik grefti kullanmýþlar ve 4 hastada tam kaynama elde etmiþlerdir. Buna benzer bir yaklaþým da ameliyat öncesi baðýþlanmýþ kandan hazýrlanmýþ büyüme faktörlerinin konsantresinin otojenik kemik greftine eklenmesidir 71. Sigara tiryakileri ve daha önce baþarýsýzlýkla sonuçlanmýþ füzyonlarda bu teknik kullanýlarak olumlu sonuçlara ulaþýlmýþtýr 75. Rekombinant gen teknolojisiyle üretilen BMP'ler klinik ve temel araþtýrmalarda kullanýlmaktadýr. Günümüze dek 26 rhbmp rapor edilmiþtir. Ancak bu BMP'lerin pek çoðunun isimlerine raðmen kemik, kýkýrdak, tendon veya bað dokusu yapýmý ile ilgileri yoktur. Kemik yapýmý da etkili olduðu bilinen rhbmp'ler, rhbmp-2 ve rhbmp-7 (diðer adýyla Osteogenik Protein = OP-1) ve GDF-5 (MP-52, BMP-14) çeþitli deneysel hayvan modellerinde baþarýyla kemik oluþturmuþtur. Kollajen, guanidin, HCl-demiralize kemik matriksi veya vücutta eriyebilen polimerler ile beraber kullanýldýklarýnda, bu BMP'ler kemirgen, köpek, koyun ve primat (maymun) modellerinde büyük kemik defektlerini iyileþtirme kapasitesine sahiptir. BMP'ler kýrýk iyileþmesinde önemli rol oynar. Bostrom ve ark. fare kýrýk kalluslarýnýn deðiþik safhalarýnda, BMP-2 ve BMP-4'ü immunohistokimyasal teknikler kullanarak baþarýyla göstermiþlerdir. Bu çalýþma BMP'nin enkondral membranöz kýrýk iyileþmesindeki fizyolojik yerini göstermesi açýsýndan çok önemlidir. Enkondral kýrýk iyileþmesinin erken evrelerinde kallus içinde sadece birkaç primitif hücre pozitif boyanýrken, enkondral kemik yapýmý baþladýðýnda, özellikle primitif mezenkimal ve kondrositik hücrelerde BMP- 2 ve BMP-4'ün miktarý anlamlý oranda çoðalmýþtýr 11. Günümüze kadar olan BMP çalýþmalarý hayvan modellerinde geliþtirilmiþtir. Ýnsan çalýþmalarý halen ABD ve ve Avrupa'da devam etmektedir. Yasko ve ark. 117 tip I kollajen ile kombine BMP kullanarak farede 5 mm'lik femoral defektlerde %81 kaynama bildirmiþlerdir. Koyun modellerinde rhbmp-2 kullanarak uzun dönem kaynama çalýþmalarý Kinker-Head ve ark. 62 tarafýndan incelenmiþ ve 12 ayda tüm defektin kapanýp, remodelize olduðu görülmüþtür. Bu çalýþmada woven ve lamellar kemik dokusu sýrasýyla defekti doldurmuþ, normal bir kaynama sýrasýnda görülen ossifikasyonu, kemik modellemesi ve remodellemesi izlemiþtir. Zegzula ve ark. 119 tavþan radiuslarýnda hazýrladýklarý kritik defektleri rhbmp-2 ve PLA (poli DL-laktik asit) ile doldurmuþlar, histomorfometrik ve radyolojik olarak kemik oluþumunun otojenik grefte benzer olduðunu göstermiþlerdir. Bu çalýþmada gerek otojenik greft, gerekse rhbmp-2 doldurulmuþ defektler taþýyýcý doldurulmuþ kontrol gruptan istatistiksel olarak çok daha iyi bir performans göstermiþlerdir. Cook ve ark. 21,22,25 fare, köpek ve primatlarda BMP-7'yi (OP-I) denemiþlerdir. Afrika yeþil maymunu kullanarak yaptýklarý deneyde 6 ulnadan 5'i ve 5 tibiadan 4'ü tamamen kemik köprü ile birleþmiþ ve 4-6 hafta içinde kaynamýþtý. Ayný seride kontrol olarak otojen kemik grefti kullanýlan tüm tibia ve ulna defektleri fibröz kaynama göstermiþ ve minimal kemik oluþumu olmuþtur. Bu doðrultuda, ilk BMP'ler spinal füzyonlarda denenmeye baþlandý. Rekombinant faktörlerin denenmesi içinde Boden ve ark. 6,7, Sandhu ve ark. 94, Schimandle ve ark. 97,98 ve Muschler ve ark. 81 çeþitli omurga modelleri geliþtirdiler. Sandhu ve ark. 94,95 köpek interspinöz proses modelinde yaptýðý rh BMP-2 çalýþmalarýnda önemli faktörün BMP'nin dozu olduðunu ve kaynamanýn dekortikasyondan baðýmsýz olduðunu bildirdiler. Ayrýca rh BMP-2'nin poliaktik asit taþýyýcýyla, düþük veya yüksek dozlarda (2.3 mg'den 57 mg'ye) 3.

12 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY ay sonunda otojen kemik greftinden daha baþarýlý sonuçlar verdiði gösterildi. Bu çalýþmalarda 3. ayýn sonunda %100 kaynama oraný elde edildi 94,95. Yüksek doz BMP'li füzyonlar düþük doz ile tetiklenen füzyonlardan aksiyel planda daha kuvvetli idi. rhbmp-2'li füzyonlar tüm anatomik planlarda otogreft füzyonundan daha kuvvetli idi. Bu çalýþmalar yüksek doz rh BMP-2'nin köpek omurgasý posterolateral lomber füzyonunda etkinliðini göstermiþtir. rh BMP-7'nin (OP-1) spinal füzyonetkinliðiyse köpeklerde Cook ve ark. 21 tarafýndan denenmiþtir. Sonuçlar rh BMP-7'nin posterior spinal füzyon için uygun ve etkili bir büyüme faktörü olduðunu ve otojen greftten daha hýzlý bir þekilde kaynama oluþturduðunu göstermektedir. Klinik öncesi araþtýrmalarýn ýþýðýnda pilot insan çalýþmalarý baþlamýþtýr. Boden ve ark. 8 insan omurgasýnda rh BMP-2'nin osteoindüktif kapasitesini denemiþlerdir. Çok merkezli ama kýsýtlý hasta sayýsý ile yürütülen bir çalýþmada iki grup oluþturulmuþ ve anterior fazyon kalýpçýklarý içine 1. grupta otojen iliak greft, 2. grupta ise kollajen ve rh BMP-2 doldurulmuþtur. Tüm hastalar tek seviyeli lomber dejeneratif disk hastalýðý tanýsýyla tek seviyeli anterior lomber füzyon amaçlanarak ameliyat edilmiþlerdir. rh BMP-2 grubundaki hastalar otojen iliak greft alýnan hastalara göre hastanede daha kýsa (2'ye karþý 3,3 gün) kalmýþlardýr. Rh BMP-2 grubundaki 11 hastadan 10'u 3. ay sonunda, kalan 1 tanesi de 6 ay'ýn sonunda kaynamýþ kabul edildiler. Kontrol (otojen iliak greft) hastalarýndan 1 tanesi 1 sene sonunda psödoartroz olarak kabul edildi. rh BMP-2 ile indüklenen füzyon grubunda, BT ile yapýlan kontrollerde kalýbýn içinde ve önünde yeni ve devamlýlýðý olan kemik oluþtuðu gösterildi mm'lik fibular defektlerin onarýmý için yapýlan randomize çalýþmada Grafton (DBM), OP-1 (BMP-7) ve plasebo karþýlaþtýrýlmýþtýr. Defektin tamamen onarýlmasýnda OP-1, 6 hastanýn 5'inde, Grafton, 6 hastanýn 4'ünde baþarý saðlamýþtýr. Plasebo hastalarýnýn hiçbirinde defekt kapanmamýþtýr 37. TGF-β süper ailesinin diðer bir baþka üyesi de bazik fibroblast büyüme faktörüdür (bfgf). Anjiojenik ve mitojenik özelliði pek çok in vitro ve in vivo araþtýrmada kanýtlanmýþ olan bfgf hyolüronan jel taþýyýcýyla kullanýldýðýnda bazý hayvan kýrýk iyileþme modellerinde de baþarýlý sonuçlar vermiþtir. Radomsky ve ark bu kompoziti babun fibulalarýndaki 1 mm'lik osteotomilerin tedavisinde tek bir perkütan enjeksiyonla denemiþlerdir 92. Bu araþtýrmacýlar, fibulalarýn kalluslarýnýn kontrol gruptakilere oranla daha büyük ve biyomekanik olarak test edildiklerinde %30-50 daha dayanýklý olduklarýný bildirmiþlerdir. bfgf'nin kullanýldýðý klinik araþtýrmalar Avrupa ve ABD'de halen devam etmektedir. SENTETÝK KOMPOZÝT GREFTLER Lane ve ark. 68 kompozit biosentetik kemik greftlerinin önemini araþtýran bir çalýþmada, inert, biodegredabl, polilaktik glikolik asit matriks (PLGA) içinde kemik iliðinin ve rh-bmp-2'nin tek baþlarýna etkilerini, beraber kullanýmlarý ile karþýlaþtýrmýþlardýr. Bu çalýþmanýn amacý osteopregenitör hücrelerin ve rh-bmp-2'nin sinerjistik çalýþýp çalýþmadýðýnýn araþtýrýlmasýydý. Bu çalýþmanýn sonuçlarý, beraber kullanýlan kemik iliði ve rh-bmp- 2'nin inert (PLGA) taþýyýcýyla diðer gruplara karþý açýk bir üstünlüðünü göstermektedir. PLGA taþýyýcýyla kullanýlan kemik iliði + rh-bmp-2 kemik oluþumu, kaynama ve biomekanik kuvvetlilik olarak anlamlý üstünlük göstererek, farede kemik defektlerini doldurmuþtur. Lane ve ark. 68 çalýþmasýndaki sonuçlar, kemik iliðinin osteokondüktif ve/veya kemik matriksinin çeþitli komponentleriyle karýþtýrýlarak kullanýldýðý bir çok çalýþmanýn sonuçlarýyla benzerlik göstermektedir 44,73,81,86,104,113,114. SONUÇ VE ÇIKARIM Bu yazýda ortopedi alanýnda kullanýlan osteoindüktif büyüme faktörleri ve osteokondüktif materyallerin hayvan ve insanlar üzerinde çeþitli prosedürlerde yapýlan araþtýrma ve sonuçlarý derlenmeye çalýþýlmýþtýr. Yeni ameliyat teknikleri, rekombinant protein teknolojisi yaný sýra son yýllarda yeni ve geliþtirilmiþ osteokondüktif biyomateryallerin yapýlmasý ortopedik ameliyatlarýn baþarý yüzdesini arttýrmýþtýr. Makalede görüldüðü gibi deðiþik materyaller farklý prosedürlerde kullanýlmýþ ve her materyalin baþarý oraný prosedüre göre deðiþmektedir. Kemik iliðinin rh-bmp-2 ile beraber kombinasyonu sinerjistik olup bu çalýþmada tüm kemik defektlerini tamamen ve daha kýsa sürede onarmýþtýr. BMP'ler, kemik iliði olmasa da, lokal mezenkimal hücreleri uyararak kemik yapýmýný saðlar gözükmektedir. Ama ortama osteoindüktif büyüme faktörlerine yanýt veren osteopregenitör hücreler eklemek, kemik tamir ve oluþumu sürecini anlamlý þekilde hýzlandýrmaktadýr. Tüm bu çalýþmalarda kullanýlan (kansellöz allogreft dahil) greft çeþitleri rh-bmp-2 ve kemik iliði beraber

13 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY kullanýmý ile karþýlaþtýrýldýðýnda hýzlý, sonucu önceden tahmin edilebilir ve istatistiki olarak anlamlý, üstün sonuçlar vermiþtir. Ayrýca radyasyon almýþ bir bölge gibi kök hücrelerin olmadýðý veya normal fonksiyon göremeyeceði durumlarda, ortama taze kemik iliði vermek veya pediküllü bir kas flebi çevirmek kaynama için kritik faktör olabilir. Sonuç olarak osteoindüktif büyüme faktörü ve osteokondüktif bir matriksden oluþan sentetik kompozit greftler yeni kemik oluþumu gereken her durum için uygun gözükmektedir. Ama, ortama kemik iliðinden alýnan osteopregenitör hücrelerin de eklenmesi kemik oluþumunu ve kaynamayý kuvvetlendirecek ve iyileþme için gerekli zamaný kýsaltacaktýr. Bu sonuçlar göstermektedir ki, osteoindüktif, osteokondüktif ve osteojenik elementleri içeren bir sentetik kompozit greft, problemli kemik kayýplarýnýn tedavisinde pratik bir çözüm olabilir. Greftleme alanýnda osteoindüktif faktörlere yanýt verecek olan progenitör hücrelerin bu faktörlere yakýnlýðýnýn klinik önemi Lane 68 ve diðer araþtýrmacýlar tarafýndan gösterilmiþtir 73,74,104,106,114. KAYNAKLAR 1. Alper G, Bernick S, Yazdý M, Nimni ME. Osteogenesis in bone defects in rats: the effects of hydroxyapatite and demineralized bone matrix. Am J Med Sci 1989; 298 (6): Altermatt S, Schwobel M, Pochon JP. Operative treatment of solitary bone cysts with tricalcium phosphate ceramic. A 1 to 7 year follow-up. Eur J Pediatr Surg 1992; 2 (3): Anderson ML, Dhert WJ, de Brujin, JD, et al. Critical size defect in the goat's os ilium. A model to evaluate bone grafts and substitutes. Clin Orthop 1999; 364: Begley CT, Doherty MJ, Mollan RA, Wilson DJ. Comparative study of the osteoinductive properties of bioceramic, coral and processed bone graft substitutes. Biomaterials 1995; 16 (15): Boden SD, Finnegan M. Breakout Session 2: Bone. Clin Orthop 1999; 237S: S130-S Boden SD, Schimandle JH, Hutton WC Volvo Award in basic sciences. The use of an osteoinductive growth factor for lumbar spinal fusion. Part II: Study of dose, carrier, and species. Spine 1995; 20 (24): Boden SD,Schimandle JH, Hutton WC, Chen MI Volvo Award in basic sciences. The use of an osteoinductive growth factor for lumbar spinal fusion. Part I: Biology of spinal fusion. Spine 1995; 20 (24): Boden SD, Sandhu HS. The use of rhbmp-2 in interbody fusion cages. Definitive evidence of osteoinduction in humans. In Proceedings of the 66 th Annual Meeting of the American Association of Orthopedic Surgeons. Edited, Anaheim, CA, Bostrom MP, Lane JM, Tomin E. et al. Use of bone morphogenetic protein-2 in the rabbit ulnar nonunion model. Clin Orthop 1996; 327: Bostrom MP, Lane JM, et al. Immunolocalization and expression of Bone Morphogenetic Proteins 2 and 4 in fracture healing. J Orthop Res 1995; 13: Bruder SP, Caplan AI, Gotoh Y, et al. Immunohistochemical localization of a approximately 66 kd glycosylated phosphoprotein during development of the embryonic chick tibia. Calcif Tissue Int 1991; 48 (6): Bruder SP, Fink DJ, Caplan AI. Mesenchymal stem cells in bone development, bone repair, and skeletal regeneration therapy. J Cell Biochem 1994; 56 (3): Bucholz RW, Carlton A, Holmes R. Interporous hydroxyapatite as a bone graft substitute in tibial plateau fractures. Clin Orthop 1989; 240: Bucholz RW, Carlton A, Holmes RE. Hydroxyapatite and tricalcium phosphate bone graft substitutes. Orthop Clin North Am 1987; 18 (2): Burwell RG. Studies in the transplantation of bone. VII. The fresh composite homograftautograft of cancellous bone. An analysis of factors leading to osteogenesis in marrow transplants and in marrow containing bone grafts. J Bone Joint Surg [Br] 1964; 46: Chapman MW, Bucholz R, Cornell C. Treatment of acute fractures with a collagencalcium phosphate graft material. A randomized clinical trial. J Bone Joint Surg [Am] 1997; 79 (4): Connolly J, Guse R, Lippiello L, Dehne R. Development of an osteogenic bone-marrow preparation. J Bone Joint Surg [Am] 1989; 71 (5): Connolly JF. Injectable bone marrow preparations to stimulate osteogenic repair. Clin Orthop 1995; 313: Connolly JF, Guse R, Tiedeman J, Dehne R. Autologous marrow injection for delayed unions of the tibia: a preliminary report. J Orthop Trauma 1989; 3 (4): Constantz BR, Ison IC, Fulmer MT. et al. Skeletal repair by in situ formation of the mineral phase of bone. Science 1995; 267 (5205): Cook SD, Baffes GC, Wolfe MW, et al. Recombinant human bone morphogenetic protein-7 induces healing in a canine long-bone segmental defect model. Clin Orthop 1994; 301: Cook SD, Baffes GC, Wolfe MW, et al. The effect of recombinant human osteogenic protein-1 on healing of large segmental bone defects. J Bone Joint Surg [Am] 1994; 76 (6): Cook SD, Dalton JE, Prewett AB, Whitecloud TS. 3 rd : In vivo evaluation of demineralized bone matrix as a bone graft substitute for posterior spinal fusion. Spine 1995; 20 (8): Cook SD, Dalton JE, Tan EH, et al. In vivo evaluation of recombinant human osteogenic protein (rhop-1) implants as a bone graft substitute for spinal fusions. Spine 1994; 19 (15): Cook SD, Wolfe MW, Skalkeld SL, Rueger DC. Effect of recombinant human osteogenic protein-1 on healing of segmental defects in non-human primates. J Bone Joint Surg [Am] 1995; 77 (5): Dawson E, DR, Dickstein H. The fate of bone substitution with porous hydroxyapatite implants in the dog spine. Trans ORS 1981; 6: 206.

14 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY Delecrin J, Takahashi S, Gouin F, Passuti N. A synthetic porous ceramic as a bone graft substitute in the surgical management of scoliosis: a prospective, randomized study. Spine 2000; 25 (5): Dutton R, Dawson E Preliminary observations in segmental femoral substitution with porous hydroxyapatite implants in the dog. Trans ORS, 1981; 6: Edwards JT, Scarborough NL. Osteoinductive performance of various forms of human demineralized bone matrix. In Proceedings 12 th Annual Meeting of the North American Spine Society. Edited, Edwards JT, Diegmann MH, Scarborough NL. Osteoinduction of human demineralized bone: characterization in a rat model. Clin Orthop 1998; 357: Emery SE, Fuller DA, Stevenson S. Ceramic anterior spinal fusion. Biologic and biomechanical comparison in a canine model. Spine 1996; 21 (23): Fleming JE Jr, Cornell CN, Muschler GF. Bone cells and matrices in orthopedic tissue engineering. Orthop Clin North Am 2000; 31 (3): Friedlaender GE, Perry CR, Cole JD, et al. Osteogenic protein-1 (bone morphogenetic protein-7) in the treatment of tibial nonunions. J Bone Joint Surg [Am] 83-A (Suppl 1 (Pt 2)): 2001; Fuller DA, Stevenson S, Emery SE. The effects of internal fixation on calcium carbonate. Ceramic anterior spinal fusion in dogs. Spine 1996; 21 (18): Garg NK, Gaur S, Sharma S. Percutaneous autogenous bone marrow grafting in 20 cases of ununited fracture. Acta Orthop Scand 1993; 64 (6): Gazdað AR, Lane JM, Glasser D, Forster RA. Alternatives to Autogenous Bone Graft: Efficacy and Indications. J Am Acad Orthop Surg 1995; 3 (1): Geesink RG, Hoefnagels N, Bulstra SK. Osteogenic activity of OP-1 bone morphogenetic protein (BMP-7) in a human fibular defect. J Bone Joint Surg [Br] 1999; 81 (4): Glowacki J, Mulliken JB. Fate of mineralized and demineralized osseous implants in cranial defects. Calcif Tissue Int 1981; 30: Glowacki J, Kaban LB, Murray JE, et al. Application of the biological principle of induced osteogenesis for craniofacial defects. Lancet 1981; 1 (8227): Glowacki J, Mulliken JB. Demineralized bone implants. Clin Plast Surg 1985; 12 (2): Goodman SB, Bauer TW, Carter D, et al. Norian SRS cement augmentation in hip fracture treatment. Laboratory and initial clinical results. Clin Orthop 1998; 348: Griffith SL, Cunningham BW, Ordway NR, Yuan HA. Nonhuman primate evaluation of an osteoconductive bone substitute in a interbody fusion cage. Eur Spine J 1999; 8: Grosse A, Tavan A, Hovorka I, Pidhorz L. First clinical study to evaluate the performance of Healos as a bone grafting material in the lumbar spine. In International Conference on lumbar Fusion and stabilization. Edited, Chesire, UK, Healey JH, Zimmerman PA, McDonnel JM and Lane JM. Percutaneous bone marrow grafting of delayed union and nonunion in cancer patients. Clin Orthop 1990; 256: Helber MU. Filling of metaphyseial bone defects with hydroxylapatit-endobon. In 6 th Biomaterial Symposium. Edited, Gottingen Germany, Helm GA, Sheehan JM, Sheehan JP, et al. Utilization of type I collagen gel, demineralized bone matrix, and bone morphogenetic protein-2 to enhance autologous bone lumbar spinal fusion. J Neurosurg 1997; 86 (1): Hollingerr JO, Brekke J, Gruskin E, Lee D. Role of bone substitutes. Clin Orthop 1996; 324: Holmer R, Hagler H. Porous hydroxyapatite as a bone graft substitute in maxillary augmentation. An histometric study. J Craniomaxillofac Surg 1988; 16 (5): Holmes R, Mooney V, Bucholz R, Tencer A. A coralline hydroxyapatite bone graft substitute. Preliminary report. Clin Orthop 1984; 188: Holmes R, Bucholz R. Regeneration within canine radius defects treated by coralline implants and iliac grafts. Trans ORS 1981; 6: Holmes RE, Bucholz RW, Mooney V. Porous hydroxyapatite as a bone graft substitute in diaphyseal defects: a histometric study. J Orthop Res 1987; 5 (1): Jarcho M. Calcium phosphate ceramics as hard tissue prosthetics. Clin Orthop 1981; 157: Johnson EE, Urist MR, Finerman GA. Bone morphogenetic protein augmentation grafting of resistant femoral nonunions. A preliminary report. Clin Orthop 1988; 230: Johnosn EE, Urist MR, Finerman GA. Repair of segmental defects of the tibia with cancellous bone grafts augmented with human bone morphogenetic protein. A preliminary report. Clin Orthop 1988; 236: Johnson EE, Urist MR, Finerman GA. Resistant nonunions and partial or complete segmental defects of long bones. Treatment with implants of a composite of human bone morphogenetic protein (BMP) and autolyzde, antigen-extracted, allogeneic (AAA) bone. Clin Orthop 1992; 277: Johnson KD, Frierson KE, Keller TS, et al. Porous ceramics as bone graft substitutes in long bone defects: a biomechanical, histological, and radiographic analysis. J Orthop Res 1996; 14 (3): Jupiter JB, Winters S, Sigman S, et al. Repair of five distal radius fractures with an investigational cancellous bone cement: a preliminary report. J Orthop Trauma 1997; 11 (2): Kado KE, Gambetta LA, Perlman MD. Uses of Grafton for reconstructive foot and ankle surgery. J Foot Ankle Surg 1996; 35 (1): Khan SN, Lane JM. Bone growth factors. Orthopedic Clinics of North America 2000; 31: Khan SN, Tomin E, Lane JM. Clinical applications of bone graft substitutes. Orthop Clin North Am 2000; 31 (3): Killian JT, Wilkinson L, White S, Brassard M. Treatment of unicameral bone cyst with demineralized bone matrix. J Pediatr Orthop 1998; 18 (5): Kirker-head CA, Gerhart TN, Schelling SH, et al. Long-term healing of bone using recombinant human bone morphogenetic protein 2. Clin Orthop 1995; 318: Kopylov P, Runnqvist K, Jonsson K, Aspenberg P. Norian SRS versus external fixation in redisplaced distal radial fractures. A randomized study in 40 patients. Acta Orthop Scand 1999; 70 (1): 1-5.

15 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY 64. Ladd AL, Pliam NB. Use of bone-graft substitutes in distal radius fractures. J Am Acad Orthop Surg 1999; 7 (5): Landendorff KP, Schontag H. Die Auffullung knocherner defekte mit bovinen hydroxlyapatit-formakorpern bei frakturen. Osteo Int 1994; 2: Lane JM, Bostrom MP. Bone grafting and new composite biosynthetic graft materials. Instr Course Lect, 1998; 47: Lane JM, Tomin E, Bostrom MP. Biosynthetic bone grafting. Clin Orthop (367 Suppl) 1999: Lane JM, Yasko AW, Tomin E, et al. Bone marrow and recombinant human bone morphogenetic protein-2 in osseous repair. Clin Orthop 1999; 361: LeHuec JC, Lesprit E, Delavigne C, et al. Tri-calcium phosphate ceramics and allografts as bone substitutes for spinal fusion in idiopathic scoliosis as bone substitutes for spinal fusion in idiopathic scoliosis: comparative clinical results at four years. Acta Orthop Belg 1997; 63 (3): Lemmons JE, Weiss AB. Investigations of bone replacement with porous tricalcium phosphate ceramic. Trans ORS 1977; 2: Lettice JJ, Kelley J, McCort M. Supplemental autogenous growth factors in spinal reconstructive surgery. In Scoliosis Research Society 34 th Annual Meeting. Edited, Levai JP, Boisgard S. Acetabular reconstructilon in total hip revision using a bone graft substitute. Early clinical and radiographic results. Clin Orthop 1996; 330: Lindholm TS, Nilsson OS, Lindholm TC. Extraskeletal and intraskeletal new bone formation induced by demineralized bone matrix combined with bone marrow cells. Clin Orthop 1982; 171: Lindholm TS, Urist MR. A quantitative analysis of new bone formation by induction in compositive grafts of bone marrow and bone matrix. Clin Orthop 1980; 150: Lowery GL, Kulkarni S, Pennisi AE. Use of autologous growth factors in lumbar spinal fusion. Bone 1999; 25 (2 Suppl): Martin GJ Jr, Boden SD, Titus L, Scarborough NL. New formulations of demineralized bone matrix as a more effective graft alternative in experimental posterolateral lumbar spine arthrodesis. Spine 1999; 24 (7): Michelson JD, Curl LA. Use f demineralized bone matrix in hindfoot arthrodesis. Clin Orthop 1996; 325: Mirzayan R, Panossian V, Avedian R, et al. The use of calcium sulfate in the treatment of benign bone lesions.a preliminary report. J Bone Joint Surg [Am] 2001; 83-A 3: Morone MA, Boden SD. Experimental posterolateral lumbar spinal fusion with a demineralized bone matrix gel. Spine 1998; 23 (2): mulliken JB, Glowacki J. Induced osteogenesis for repair and construction in the craniofacial region. Plast Reconstr Surg 1980; 65 (5): Muschler GF, Hyodo A, Manning T, et al. Evaluation of human bone morphogenetic protein 2 in a canine spinal fusion model. Clin Orthop 1994; 308: Muschler GF, Negami S, Hyodo A, et al. Evaluation of collagen ceramic composite graft materials in a spinal fusion model. Clin Orthop 1996; 328: Nakahara H, Goldberg VM, Caplan AI. Culture-expanded periosteal-derived cells exhibit osteochondrogenic potential in porous calcium phosphate ceramics in vivo. Clin Orthop 1992; 276: Nishida S, Endo N, Yamagiwa H, et al. Number of osteoprogenitor cells in human bone marrow markedly decreases after skeletal maturation. J Bone Miner Metab 1999; 17 (3): Ohgushi H, Goldberg VM, Caplan AI. Heterotopic osteogenesis in porous ceramics induced by marrow cells. J Orthop Res 1989; 7 (4): Ohgushi H, Goldberg VM, Caplan AI. Repair of bone defects with marrow cells and porous ceramic. Experiments in rats. Acta Orthop Scand 1989; 60 (3): Oikarinen J. Experimental spinal fusion with decalcified bone matrix and deep-frozen allogeneic bone in rabbits. Clin Orthop 1982; 162: Oonishi H, Kushitani S, Yasukawa E, et al. Particulate bioglass compared with hydroxyapatite as a bone graft substitute. Clin Orthop 1997; 334: Paley D, Young MC, Wiley AM, et al. Percutaneous bone marrow grafting of factures and bony defects. An experimental study in rabbits. Clin Orthop 1986; 208: Passuti N, Rogez JM, Martin S, Bainvel JV. Macroporous calcium phosphate ceramic performance in human spine fusion. Clin Orthop 1989: 248: Peltier LF, Jones RH. Treatment of unicameral bone cysts by currettage and packing with plaster-of-paris pellets. J Bone Joint Surg [Am] 1978; 60 (6): Radomsky ML, Aufdemorte TB, Swain LD, et al. Novel formulation of fibroblast growth factor-2 in a hyaluronan gel accelerates fracture healing in nonhuman primates. J Orthop Res 1999; 17 (4): Sandhu H, Shamie A. Human spinal fusions with native bone morphogenetic protein: Short term and ten year follow up. Trans Am Acad Orthop Surg ; 21: Sandhu, HS, Kanim LE, Kabo JM, et al. Evaluation of rhbmp-2 with an Opla carrier in a canine posterolateral (transverse process) spinal fusion model. Spine 1995; 20 (24): Sandhu HS, Kanim LE, Kabo JM, et al. Effective doses of recombinant human bone morphogenetic protein-22 in experimental spinal fusion. Spine 1996; 21 (18): Schaller P. Spongioses hydroxylapatit (Endobon) zur auffutterung von knochenhohlen am hand-und fubskelett. Osteo Int 1994; 2: Schimandle JH, Boden SD, Spine update. Thu use of animal models to study spinal fusion. Spine 1994; 19 (17) Schimandle JH, Boden SD, Hutton WC. Experimental spinal fusion with recombinant human bone morphogenetic protein-2. Spine 1995; 20 (12): Schliephake H, Neukam FW, Klosa D. Influence of pore dimensions on bone ingrowth into porous hydroxylapatite blocks used as bone graft substitutes. A histometric study. Int J Oral Maxillofac Surg 1991; 20 (1): Sciadini MF, Dawson JM, Johnson KD. Bovine-derived bone protein as a bone graft substitute in a canine segmental defect model. J Orthop Trauma 1997; 11 (7):

16 ARTROPLASTÝ ARTROSKOPÝK CERRAHÝ / JOURNAL OF ARTHROPLASTY & ARTHROSOPIC SURGERY Sciadini MF, Johnson KD. Evaluation of recombinant human bone morphogenetic protein-2 as a bone- graft substitute in a canine segmental defect model. J Orthop Res 2000; 18 (2): Seitz WH jr, Froimson AI, Leb RB. Autogenous bone marrow and allograft replacement of bone defects in the hand and upper extremities. J Orthop Trauma 1992; 6 (1): Sudkamp N, Khodadayan C, Haas N. Arthroscopically aided minimal invasive treatment of tibial head fractures. In 6 th Congress of European Society of Sports Traumaology Knee Surgery and Arthroscopy. Edited, Berlin, Germany, Takagi K, Urist MR. The role of bone marrow in bone morphogenetic protein-induced repair of femoral massive diaphyseal defects. Clin Orthop 1982; 171: Tay BK, Le AX, Heilman M, et al. Use fo a collagenhydroxyapatite matrix in spinal fusion. A rabbit model. Spine 1998; 23 (21): Tiedeman JJ, Connolly JF, Strates BS, Lippiello L. Treatment of nonunion by percutaneous injection of bone marrow and demineralized bone matrix. An experimental study in dogs. Clin Orthop 1991; 268: Tiedeman JJ, Garvin KL, Kile TA, Connolly JF. The role of a composite, demineralized bone matrix and bone marrow in the treatment of osseous defects. Orthopedics 1995; 18 (12): Tiedeman JJ, Huurman WW, Connolly JF, Strates BS. Healing of a large nonossifying fibroma after grafting with bone matrix and marrow. A case report. Clin Orthop 1991; 265: Urist M. The search for and the discovery of bone morphogenetic protein (BMP). Edited by Urist M, OCB, Burwell RG, , Oxford, Butterworth- Heinemann, Urist MR. Bone: formation by autoinduction. Science, 1965; 150 (698): Urist MR, Silverman BF, Buring K, etal. The bone induction principle. Clin Orthop 1967; 53: Walsh WR, Arm DM. Growth factor gel and resorbable porous ceramic for use in spinal fusion. Trans ORS 1999; 24: Werntz JR, Lane JM, Burstein AH, et al. Qualitative and quantitative analysis of orthotopic bone regeneration by marrow. J Orthop Res 1996; 14 (1): Wittbjer J, Palmer B, Rohlin M, Thorngren KG. Osteogenetic activity in composite grafts of demineralized compact bone and marrow. Clin Orthop 1983; 173: Wolfe SW, Pike L. Slade JF 3 rd and Katz LD. Augmentation of distal radius fracture fixation with coralline hydroxyapatite bone graft substitute. J Hand Surg [Am] 1999; 24 (4): Wozney JM. The bone morphogenetic protein family and osteogenesis. Mol Reprod Dev, 1992; 32 (2): Yasko AW, Lane JM, Fellinger EJ, et al. The healing of segmental bone defects, induced by recombinant human bone morphogenetic protein (rhbmp-2). A radiographic, histological, and biomechanical study in rats. J Bone Joint Surg [Am] 1992; 74 (5): Younger EM, Chapman MP. Morbidity at bone graft donor sites. J Orthop Trauma 1989; 3: Zegzula HD, Buck DC, Brekke J, et al. Bone formation with use of rhbmp-2 (recombinant human bone morphogenetic protein-2). J Bone Joint Surg [Am] 1997; 79 (12): Zerwekh JE, Kourosh, S, Scheinberg R, et al. Fibrillar collagen-biphasic calcium phosphate composite as a bone graft substitute for spinal fusion. J Orthop Res 1992; 10 (4):