Η επίδραση της καλσιτονίνης σολομού στη επούλωση ρήξεων τενόντων: πειραματική μελέτη σε κονίκλους

Abstract

The aim of this study was to investigate the possible effects of Calcitonin on Achilles tendon healing in rabbits and to evaluate the ability of MR imaging to follow tendon healing after injuries. Thirty-six New Zealand adult male rabbits sustained a standardized full thickness hole of their right Achilles tendon, 3 cm above its calcaneal insertion. Eighteen rabbits received intramuscularly large therapeutic doses (21 IU/kgr) of calcitonin and comprised the group (C) the remaining eighteen rabbits received intramuscularly placebo injection and comprised the control group (P). The healing process was followed up by MRI weekly.One week following tenotomy, four rabbits in each group were sacrificed, and the Achilles tendons were resected for histological evaluation. Two weeks following tenotomy, seven rabbits in each group were sacrificed, and each tendon was evaluated for tensile force-to- failure by uniaxial tensile loading, using a Testing Machine at a velocity of 1 mm/sec. Histological evaluation followed the mechanical testing. Three weeks after surgery, seven rabbits in each group were sacrificed, and each tendon was evaluated mechanically and histologically.A) Mechanical testingAfter the resection of the tendon and before the histological evaluation, the tendon was placed on a special Frank-Universal Test Machine 81803n/PC with 81065computer built into PC computer and uniaxial tensile loading was applied. We recorded: 1) The tensile Fmax (force- to-failure), 2) the tendon stiffness (N/mm) and 3) the tendon toughness (Nm). There was statistically significant difference in values of Fmax, stiffness and toughness between control and treatment group, on both 2nd (p=0,0005) and 3rd week (p=0,0005). Analyzing the results, it was obvious that tendon toughness in calcitonin group, accelerates by time more rapidly compared to the control group and compared to the other two parameters (Fmax, stiffness). To the question, if calcitonin enhances Achilles tendon healing in rabbits, the answer is ”yes.” This fact has to be proved in human tendon also.B) Histological evaluationAll specimens were tested under identical environmental conditions, in blind fashion, by a board-certified pathologist, experienced in musculoskeletal pathology, under light microscopy. The histological findings proved that calcitonin has a significant positive effect in all Achilles tendon healing phases. There was complete identification and correlation between histological and mechanical findings.C) MRI findingsMR imaging examinations were performed on a 1.0T scanner (Philips Intera, Best, The Netherlands) with a dedicated surface coil. Signal intensity was measured as the peak value in the area of tenotomy in the contrast enhanced images. The signal intensity values measured at the 2nd week after tenotomy, could not discriminate animals under treatment and controls (p=0.23). The same was true for the measurements at the 3rd week (p=0.53). However, in both the animals under treatment and controls, a statistically significant difference in signal intensity values was found between 1st and 3rd week (pcO.001) and between 2nd and 3rd week (p<0.001).According to the measurements on the contrast-enhanced MR imaging, the 2nd week is the optimum time for assessing repair. However, MR imaging failed to discriminate the controls from rabbits under treatment.In conclusion, signal intensity values specially in the contrast enhanced images, confirm that MRI provides an accurate non-invasive method to follow up Achilles tendon healing process in rabbits, but unable to discriminate animals under treatment and controls.Additional studies must be carried out in humans, to determine the range of signal values of MRI defining the final stage of tendon healing. By this definition, we will be able to know which tendon healing is not progressing, so as treatment must be changed.

Σκοπός της μελέτης μας ήταν να ερευνηθεί η πιθανή επίδραση της καλσιτονίνης σολομού στην επούλωση ρήξεως Αχίλλειου τένοντα σε κονίκλους και να εκτιμηθεί η δυνατότητα της Μαγνητικής Τομογραφίας να παρακολουθεί την πορεία της επούλωσης της ρήξης.Τριανταέξι (36) άρρενες κόνικλοι Ν. Ζηλανδίας υπεβλήθησαν σε μία πλήρη, ολικού πάχους και σταθερής διαμέτρου κάκωση (διάνοιξη οπής) του δεξιού Αχίλλειου τένοντος, τρία εκατοστά κεντρικότερα της κατάφυσης αυτού, καλύπτοντας σχεδόν το 50% της εγκάρσιας διατομής του τένοντα. Τα πειραματόζωα χωρίστηκαν σε δύο ίσες ομάδες των 18 κονίκλων εκάστη. Ακολούθως, χορηγήθηκε μία υψηλή δόση καλσιτονίνης σολομού (21 IU/Kgr βάρους σώματος) ημερησίως ενδομυϊκά στην ομάδα C ή μία ένεση placebo στην ομάδα Ρ από την ημέρα της εγχείρησης μέχρι την ημέρα της θυσίας. Η διαδικασία της επούλωσης παρακολουθείτο με Μαγνητική Τομογραφία εβδομαδιαίως. Τέσσερις (4) κόνικλοι από κάθε ομάδα θυσιάστηκαν την πρώτη εβδομάδα (πειραματόζωα Α^ και As-e), εφτά (7) κόνικλοι την δεύτερη (πειραματόζωα Βι-7 και Β8-μ) και εφτά (7) κόνικλοι την τρίτη εβδομάδα (πειραματόζωα Γι-7 και Γ8-14), έτσι ώστε να εκτιμηθεί η επούλωση ιστολογικά και να πραγματοποιηθεί διατατικός έλεγχος για να εκτιμηθεί η μηχανική αντοχή της επούλωσης.Α) Διατατική μελέτηΜετά τη λήψη του τένοντος, και πριν από την ιστολογική μελέτη της επούλωσης της ρήξεως, ο τένοντας ετοποθετείτο σε ειδική συσκευή Frank-Universal Test Machine 81803n/PC with 81065 computer built into PC computer και εφαρμοζόταν δύναμη εφελκυσμού με σταθερή ταχύτητα (1 mm/sec) έως τη θραύση του τένοντα.Κατεγράφησαν: 1) η δύναμη (Fmax) έναρξης ρήξης του τένοντα (force- to-failure), 2) η ακαμψία (S) (stiffness-N/mm) του τένοντα και 3) η μηχανική αντοχή (W) (toughness-Nm) αυτού. Υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά των τιμών των δυνάμεων (Fmax) έναρξης ρήξης του τένοντα (force-to-failure), των τιμών της ακαμψίας και της μηχανικής αντοχής των τενόντων, μεταξύ των ομάδων ελέγχου και πειράματος τόσο στη δεύτερη (ρ=0,0005) όσο και στην τρίτη εβδομάδα (ρ=0,0005).Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων, έγινε φανερό ότι η μηχανική αντοχή των τενόντων της ομάδας της καλσιτονίνης αυξάνεται διαχρονικά με πολύ μεγαλύτερο ρυθμό σε σχέση με την αντίστοιχη της ομάδας ελέγχου, αλλά και σε σχέση με τις άλλες δύο παραμέτρους, δηλαδή την ακαμψία και τη μέγιστη δύναμη έναρξης ρήξης του τένοντα. Στο ερώτημα λοιπόν αν η χορήγηση της καλσιτονίνης προάγει την μηχανική αντοχή της επούλωσης ρήξης των τενόντων, η απάντηση είναι ναι. Αυτό ισχύει τουλάχιστον στα κουνέλια και αποδείχθηκε με τη διατατική μελέτη. Απομένει να πιστοποιηθεί και στον άνθρωπο.Β) Ιστολογική μελέτηΌλα τα παρασκευάσματα μελετήθηκαν υπό τις ίδιες συνθήκες από παθολογοανατόμο εξειδικευμένη στο μυοσκελετικό σύστημα, κατά τυφλό τρόπο, η δε εκτίμηση έγινε με τη βοήθεια φωτομικροσκοπίου και πολωμένου φωτός. Αποδείχθηκε λοιπόν στα ιστολογικά ευρήματα της μελέτης μας, ότι η καλσιτονίνη είχε σημαντική ευεργετική επίδραση στην επούλωση των τενόντων σε όλα τα στάδια της επούλωσης. Υπήρξε δε απόλυτη συσχέτιση και ταύτιση των ιστολογικών αποτελεσμάτων με τα αποτελέσματα της δοκιμασίας διάτασης.Γ) Μαγνητική τομογραφίαΟι μαγνητικές τομογραφίες έγιναν με μαγνητικό τομογράφο ισχύος 1,0 Tesla (Philips Intera, Best, The Netherlands), με χρήση ειδικού πηνίου επιφάνειας. Η ένταση του σήματος μετρήθηκε ως μέγιστη τιμή στην περιοχή της τενοντοτομής, στις λήψεις μετά από χορήγηση σκιαγραφικού.Οι τιμές της έντασης του σήματος στην περιοχή της τενοντοτομής, κατά τη 2η εβδομάδα, δεν έδειξαν στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των πειραματόζωων υπό θεραπεία και της ομάδας ελέγχου (ρ=0.23). Παρόμοια ευρήματα ισχύουν και για τις μετρήσεις κατά την 3η εβδομάδα. Ωστόσο, στατιστικά σημαντική διαφορά βρέθηκε σε αμφότερες τις ομάδες, στις μετρήσεις μεταξύ 1ης και 3ης εβδομάδας (ρ<0.001), καθώς και μεταξύ 2ης και 3ης εβδομάδας (ρ<0.001). Σύμφωνα με τα στοιχεία της MRI, η χορήγηση καλσιτονίνης δεν μετέβαλε στατιστικά σημαντικά τις εντάσεις των σημάτων, ενώ υπήρξε σαφής η απόδειξη της ευεργετικής επίδρασης της καλσιτονίνης στα ιστολογικά και τα εμβιομηχανικά συγκριτικά αποτελέσματα της μελέτης μας.Συμπερασματικά, η μεταβολή στην ένταση των σημάτων της MRI, ιδίως με τη χρήση σκιαγραφικών μέσων, υπήρξε αποδεικτική της εξέλιξης στην επούλωση των τενόντων (με ή χωρίς την καλσιτονίνη), όχι όμως και αρκετή για την επισήμανση της ανωτέρας ποιοτικά επούλωσης των τενόντων στην ομάδα της καλσιτονίνης. Το τελευταίο απεδείχθη μόνο με τη διατατική και την ιστολογική συγκριτική μελέτη. Στο ερώτημα λοιπόν εάν μπορούμε με την MRI να επισημάνουμε την πορεία της ωρίμανσης της επούλωσης της διατομής σε τένοντα, η απάντηση είναι καταφατική. Χρειάζονται όμως περαιτέρω μελέτες για να καθοριστεί και μάλιστα στον άνθρωπο το εύρος των τιμών της έντασης των σημάτων που θα οριοθετεί το τελικό στάδιο της επούλωσης των τενόντων. Με την οριοθέτηση αυτή, της έντασης των σημάτων στον άνθρωπο, θα μπορούμε επίσης να πούμε ποια επούλωση δεν ωριμάζει, έτσι ώστε να αποφασίζεται η αλλαγή θεραπευτικής αγωγής.