Gümüş iyon katkılı kalsiyum fosfat seramiklerin kronik osteomyelit deney modelinde etkinliğinin araştırılması, hayvanlarda deneysel çalışma

Abstract

Bu çalışmada önce tavşan tibialarında deneysel olarak osteomiyelit geliştirildi. Ardından enfekte bölgenin debridmanı sonrasında boşluk olan bölgeye nano-gümüş iyon katkılı kalsiyum fosfat seramikten yapılmış yapay kemik greftleri yerleştirildi, hem defektin ortadan kalkması hem de enfeksiyonun lokal tedavisinin etkinliği incelendi. Çalışmada 24 adet tavşan denek olarak kullanıldı. Denekler üç gruba ayrıldı. Birinci gruba antibiyotikli kemik çimentosu (AKÇ), ikinci gruba nano-gümüş iyon katkılı kalsiyum fosfat seramik yapıda boncuklar (G-KFB) ve üçüncü gruba gümüş iyonu içermeyen nano-kalsiyum fosfat seramik boncuklar (KFB) uygulanarak etkinlikleri karşılaştırıldı. Bekleme süresi onuncu haftada sonlandırıldı. Ardından denekler sakrifiye edilerek gruplar kıyaslandı. Bulgular incelendiğinde KFB ve AKÇ grubunda yer alan deneklerde tedavi sonrasında radyografilerde osteomiyelit bulgularının devam ettiği, alınan yara yeri kültürlerinde Stafilokokkus Aureus üremesinin mevcut olduğu, makroskopik olarak apse gibi enfeksiyona ikincil belirtilerin oluştuğu gözlendi. Ayrıca histopatolojik inceleme sonrasında bu iki grupta kemik histolojisinde lökosit varlığı, granülasyon ve fibrozis dokusu, kemik kaybı, havers genişlemesi, periost reaksiyonu gibi kemik iltihabını gösteren bulgulara rastlandı. G-KFB grubunda ise onuncu hafta sonunda yapay greftin kemikle tamamen bütünleştiği ve yeni kemik oluşumunun başladığı histolojik olarak görüldü. G-KFB grubu, KFB grubu ile kıyaslandığında kemik yapım oranının ve osteoid doku oluşum yüzdesinin G-KFB grubunda daha fazla olduğu istatistiksel olarak kanıtlandı (p<0,001). Gümüş iyonunun antimikrobiyal özellikleriyle desteklenen nano-kalsiyum fosfat seramik yapıda boncuklar tedavide hem yeni kemik oluşumunu arttırmakta hem de yüksek antimikrobiyal etki göstermektedir. Sonuç olarak gümüş katkılı kalsiyum fosfat temelli yapay kemik greftlerinin kronik osteomiyelit olgularının tedavisinde etkili olabilecek bir yöntem olduğu düşünülmektedir.

In the present study, we established an experimental model of osteomyelitis in rabbits. Twenty-fout rabbits were used in the present study. Following the debridement of the infected area, artificial bone grafts, which were made of nano-silver ion enhanced calcium phosphate ceramide, were placed in the void region. The removal of the defect, and the efficacy of the local infection treatment were investigated. Following the establishment of experimental osteomyelitis, the animals were divided into three groups. Animals in the first group received antibiotic-containing bone cement (ABC). Animals in the second group received nano-silver ion enhanced calcium phosphate ceramide beads (S-CPC). Animals in third group received nano-calcium phosphate ceramide (CPC) beads, lacking silver ions. The efficacy of these treatment modalities was compared. Posttreatment radiographical examinations in the ABC and CPC groups showed osteomyelitis findings, and Staphylococcus Aureus growth in the wound site cultures. Macroscopical examination showed symptoms secondary to infection, including abcess and puss. In addition, histopathological examination showed the presence of leukocytes in the bone histology, granulation, and fibrotic tissue, bone loss, enlarged havers, and periosteal reaction, indicating bone infection. On the other hand, histological examination confirmed the complete integration of the implant at the end of 10th week, and denovo bone formation in the S-CPC group. Compared with the CPC group, the rate of bone and osteoid tissue formation were significantly higher in the S-CPC group (p<0,001). Beads, with a nano-calcium phosphate ceramide structure, when supported with antimicrobial features of silver ions, increase bone formation and show a high level of antimicrobial effect. Taken together, artificial bone grafts based on silver-containing calcium phosphate, shows this to be a promising substance with potential as a treatment method for patients with chronic osteomyelitis.