Distraksiyon Osteogenezisi Nedir
Distraksiyon osteogenezisi, kısaca kortikotomi ile kemikte meydana getirilen boşluğu tedrici olarak distrakte ederek canlı kemik dokusu oluşturma yöntemidir. G. A. İlizarov, yaptığı çalışmaların sonucunda doku büyümesi ve rejenerasyonunu sağlayan gerim-stres teorisini ortaya atmıştır. Diğer otörler de bu konu ile ilgili çalışmalar yapmışlar ve distraksiyon osteogenezisinin temel prensipleri, biyolojik ve biomekanik özellikleri araştırılmıştır.
Bu çalışmaların sonucunda devamlı olarak yapılan fraksiyonunun canlı dokularda aktif büyümeyi stimüle eden stresler oluşturduğu anlaşılmıştır. Belli bir ritm ve hızla yapılan distraksiyon sonucu dokular metabolik olarak aktif hale gelmekte, proliferasyon ve biosentez olayı artmaktadır. Distraksiyon sonucu dokuya gelen kan miktarındaki artış ve ağırlık vermenin stimülatör etkisi metabolik aktivitedeki artışın başlıca nedenleridir.
Distraksiyon osteogenezisinin histolojisi: Kemiğe osteotomi yapılıp belli bir ritm ve frekansta uzatıldığı zaman kemikte bazı histolojik değişiklikler meydana gelir. Bunlar. aşağıdaki dönemlere ayrılır;
a) Latent dönem: Kortikotomi yapıldığı andan itibaren distraksiyon başlangıcına kadar olan dönemi içerir. Kortikotomi bölgesindeki boşluk, fibrin bir kılıfla çevrelenen iltihabi hücre infılatrasyonu ve hematom ile dolar.
b) Distraksiyon başlangıcı'. Fibrovasküler köprünün kendini distraksiyon yönünde organize ettiği görülür. Kollejen ağı daha yoğun fakat daha az vasküler bir hal alır. Bu dönemde aradaki yapının gerim-toleransını aşmayan hız ve ritmin uygulanması çok önemlidir.
c) Distraksiyonun I. haftası: Birinci hafta sonunda 6-7 mm. olan distraksiyon aralığındaki fibröz avasküler doku 'fibröz interzon' olarak adlandırılan kollojen lifleri arasında iğ şeklinde fıbroblastlar içeren yapı halini alır. Osteoid ve osteoblastlar bu dönemde halen mevcut değildir.
d) Distraksiyonun II. haftası: Osteoblastik hücreler ortaya çıkar.
e) Distraksiyonun III. haftası: Osteojenik yapılanma, kemik speküllerinin uzaması, mikrokolon formasyonu ve fibröz interzon ossifikasyonu göze çarpar.
f) Distraksiyonun son haftası: Fibröz interzon tam ossifiye olur ve aralık tam köprüleşir.
g) Konsolidasyon dönemi: Bu dönemde vasküler sinüzoidler köprüleşir ve fibröz interzonun mineralize mikrokolon haline dönüşmesi ile aralık kapanır ve canlı kemik dokusu oluşur. Kemik kolonlar arasındaki fibrovasküler doku normal ilik dokusu haline dönüşür.
Distraksiyon Osteogenezisini Etkileyen Fatörler: Distraksiyon osteogenezisinde her zaman yukarıda belirtilen histolojik dönemler gözlenememektedir. Distraksiyona karşı kemikte 4 farklı yanıt oluşabilmektedir. Bu yanıtlar;
a) Dejeneratif ve destrüktif,
b) Dönüşebilen reaktif,
c) Rejeneratif,
d) Büyüme.
Histolojik, histokimyasal, biokimyasal ve radyonükleer görüntüleme çalışmaları sonunda gerilim-stres osteogenezisi ile oluşacak kemiğin kalitesini ve kantitesini belirleyen beş ana faktör vardır. Bunlar;
a) Osteotomi sırasında kemik iliği,
b) Periostal yumuşak dokular ve besleyici arterlerde olan hasar miktarı,
c) Fiksasyonun rijiditesi,
d) Latent dönemin süresi,
e) Distraksiyon hızı ve frekansı.
Distraksiyon osteogenezisi, primer olarak intramembranöz ossifıkasyon ile oluşmaktadır. Büyüme zonunda, fibroblastlarca sentezi enen kollajen ve matriks oluşumunda ve mineralizasyonunda görev alan alkalen fosfatazın arttığı görülür. Pirüvik asid ve laktik asidde de artma saptanır. Gerimin osteoblastlar üzerindeki stimülatör etkisi ortamdaki cAMP ve prostagladin sentez ve aktivasyonunun hızla artmasına ve hücre bölünmesinin hızlanmasına bağlıdır. Aranson ve arkadaşları distraksiyon zonunda yeni oluşan kemiğin histolojik olarak büyüme plağını çevresel olarak saran periostal köprünün aynısı olduğunu saptamıştır.
Distraksiyon osteogenezisini etkileyen önemli bir nokta da osteotominin yeridir. Distraksiyon osteogenezisinin ostejenik potansiyelini maksimize etmek için en uygun osteotomi yeri metafizer bölgedir (2,3). Metafizer bölge zengin kolleteral vasküler yapı ve masif spongioz kemik ağı yönünden zengindir. Spinelli ve arkadaşlarının yaptığı çalışmaya göre osteotomi ya da travmatik olarak ayrılmış iki kemik fragmanı arasında oluşan yumuşak nonkalsifiye dokunun gerim toleransını aşmayan bir kuvvet ile ve frenkans ile distrakte edilirse boşluk, osteogenezis sonucu kemikle dolar. Stabil bir fiksasyon eklem hareketlerini kısıtlamadığı gibi, fizyolojik fonksiyon ve tam ağırlık vermeye de izin verdiği için kırık kaynaması ve erken fonksiyonel iyileşmeye de optimal mekanik ve biyolojik ortam sağlamaktadır. Aynca kemik fragmanları üzerindeki translasyonel mikrohareketleri ve makaslama kuvvetlerini engellediğinden fibrokıkırdaktan kallus oluşması kolaylaşmaktadır.
Gerim-Stresin yumuşak doku histogenezise olan etkisi
a) İskelet kası: Gerim-stres etkisi ile kas dokusundaki artan uzama va kalmlışma üç yoldan olur:
l)Miyofibrosentez aktivasyonu ile mevcut olan kas kitlesinin interkalar büyümesi oluşur.
2)Mevcut kasın nükleer ve sarkoplazmik komponentlerinin diferansiasyonu ile oluşmuş miyoblastlarla karakterize yeni kas dokusu gelişir.
3)Tamamen bağımsız yeni kas dokusu oluşur.
İnterkalar büyümenin belirtisi mitokondrilerdeki hipertrofi ve uzamadır. Mitokondrilerde görülen kristalann yoğunluğunun artması sitoplazma içindeki birçok polizomun biyosentetik aktivitesinin artmasının göstergesidir. Bu da, gerekli enerjinin depolandığının işaretidir. Biyosentetik aktivite sonucu fıbril oluşumu artmakta, var olan fibriller uzamakta, mevcut sitoplazmanın hacmi artarak sarkolemma kaplanmaktadır. Biyosentetik sürecin regülasyonunu yansıtan karakteristik bulgu, aktive olmuş kas hücre çekirdeğinde görülen ökramatin materyelin farklı dağılımıdır. Hem 2 haftalık , hem de distraksiyonun 14. günündeki köpeklerde intrafibriler boşlukta ve sarkolemmal membran altındaki kas fibrilleri içinde aktin, miyozin ve Z bandı sentezleyen çok sayıda polizom saptanmıştır (24). Tüm bu olaylar sonucu oluşan kas fibrilleri kalınlaştırır. Bir aylık distraksiyon sonunda kasta aktif longitudinal büyüme oluşur (25).
Diferansiye olmuş miyoblastlarla karakterize olan ikinci mekanizmada ise yeni kas dokusu oluşumu söz konusudur. Miyoblastlar aktif biyosentez özelliğine sahip, sitoplazmanın perinükleer bölgelerine lokalize olan büyük çekirdekli, yaygın ökramatinli ve serbest ribozomlu hücrelerdir. Hem 2 haftalık, hemde distraksiyonun 14. günündeki köpeklerde, miyoblastlarla genç kas dokuları arasında miyotübül formasyonu gözlemlenmiştir. 2. ay sonunda ise her iki grupta da miyofilaman ve poliribozomlarca sarkoplazmanın diğer proteinlerinin biyosentezini gösteren bulgular saptanır (24). Ayrıca yeni oluşan bu kas dokusunda bağımsız kas fibrilleri oluşturma kapasitesine sahip sitoplazmik organeller saptanmıştır. Üçüncü mekanizmadaki yeni kas oluşumu ise bu yoldan olmaktadır. Kas dokusundaki artma, uzama ve kalınlaşmanın gerçekleşmesinde kas kapillerlerindeki artış ve neovaskülarizasyonun da etkisi vardır (25). Ancak Aronson ve arkadaşlannm yaptığı deneysel çalışmalarda gerek femur , gerekse tibial uzatma sırasında, hem dizi hem de kortikotomi hattını geçen kas grubundaki (örneğin; m.quadriceps ve gastrocnemius gibi) uzamanın kemiğe göre yavaş olması nedeniyle eklemde kıkırdak harabiyeti yaparak eklem kısıtlılığına sebep olduğu saptanmıştır. Ekstremitesi %30 oranında uzatılan köpeklerde diz kıkırdaklarında dejenerasyon, fibrilasyon ve ileri derecede hareket kısıtlılığı saptanmıştır. Diz eklem hareket açıklığı 40°'nin altına inen hastalarda uzatmanın sonlandırılması önerilmektedir (2,3).
b) Düz kas: Gerim-stres etkisi sonucu kan damarı duvarında düz.kas oluşumu artar. Sonuçta gerim-stres ile uzayan düz kas hücrelerinde üç önemli değişiklik olur;
1) Düz kas hücreleri arasındaki bağlantı sayısı ve biyosentetik aktivasyonları artar.
2) Arter duvarında yeni elastik yapılar oluşur.
3) Düz kas hücreleri sirküler konfigürasyondan longitudinal dizilime geçer.
c) Sinir dokusu: Tibial uzatma yapılan erişkin köpeklerle büyüyen yavru köpeklerin sinir dokuları karşılaştırıldığında aynı ultramikroskopik büyüme bulguları saptanmıştır. Bunlar:
1) Mevcut sinirlerde interkalar büyüme,
2) Yeni sinir fıbrilleri oluşmasıdır.
Yeni sinir kılıfı ve hücresi oluşurken sinir turunkusunu çevreleyen kılıflar da oluşur. Endonörium ve perinöriumun aktif biyosentezini gösteren her iki hücrede saptanan aktif mitokondri, hipertrofik granüler endoplazmik retikulum ve sitoplazmadaki yoğun glikojen granülleridir. Bu hücreler aynı zamanda intersellüler matriksin yoğun yapımına sebep olan kollajen prekürsörlerini de salgılarlar (49).
Distraksiyon hızı ve frekansının osteogenezise etkisi:
G.A.Îlizarov tarafından 60'ar erişkin köpek üzerinde yapılan deneyde distraksiyon hızı ve sıklığının doku gelişimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır (27). Deneklerden bir gruba açık transseksiyonel osteotomi, diğer gruba ise kapalı tel osteotomisi uygulanmıştır. Her iki grupta da çapraz gerim teli sistemi ile dört halkalı îlizarov eksternal fıksatörü ile stabilizasyon yapılmıştır.
Distraksiyonun büyüme zonundan alman örneklerde süksinil dehidrojenaz, alkalen fosfataz ve ATPaz aktivitelerinin arttığı saptanmıştır. Süksinil dehidrojenaz aerobik metabolizmanın arttığını, alkalen fosfataz osteoid mineralizasyonunun arttığını ve ATPaz primer kemik matriksindeki osteoblastik aktivite artışını göstermektedir. Bu artışlar kapalı osteoklazi yapılan gruplarda daha belirgin olduğu saptanmış, fasya, fasyal kapiller, kan damarı ve sinir dokularındaki kantitatif sayısal ve hacimsel değişiklikler otodistraksiyon ve kapalı osteoklazi yapılanlarda belirgin olarak daha fazla olduğu saptanmıştır (24,27).
Kurallarına uygun yapılmış kortikotomiler sonrası santral endosteal arterin sağlam kaldığını gösteren deneysel çalışmalar vardır. Uygun kortikotomi sonrası endosteal damarlarda hızlı bir neovaskülarizasyon ve rekanalizasyon olduğu İlizarov tarafından gösterilmiştir (29). Başarılı bir uzatma için periosteumun üstlendiği rol medüller kanal içi yapılara göre çok daha önemlidir. Yapılan immünohistokimyasal çalışmalarda hücrelerin proliferatif aktivitesini gösteren PCNA (Proliferating celi nuclear antigen),- osteoblast aktivitesini gösteren osteokalsin ve kalsiyuma bağlı protein reaksiyonlarının stabilitesini gösteren Tgase. (transglutaminaz) düzeylerinin perıosteumda endosteuma göre daha yoğun olduğu saptanmıştır (29). PCNA ve osteokalsin, distraksiyon zonunda primitif mczenkimal hücrelerden osteoprogenitör hücrelerin ve osteoblastlarm oluşarak, farklılaşmanın olduğunu gösteren belirleyicilerdir.
Distraksiyonla uzayan bir ekstremitenin dört tür yanıtı vardır;
a) Dejeneratif ve destrüktif yanıt,
b) Dünüşebilen reaktif yanıt,
c) Rejeneratif yanıt
d) Büyüme
Tüm bu yanıtlar uzatmanın metodu, şekli ve frekansı ile direkt ilişkilidir. Örneğin hızlı distraksiyon, distraksiyon zonunda dejeneratif ve destrüktif bir yanıt oluştururken, uygun osteotomili ritmik distraksiyon interkalar büyüme ile sonuçlanır.
Kaynak: http://zehirlenme.blogspot.com