Συγκριτική μελέτη της βιολογικής συμπεριφοράς των πολυμερών - απορροφήσιμων πλακών οστεοσύνθεσης και των πλακών τιτανίου σε ακτινοβολημένες γνάθους κονίκλων

Abstract

The absorbable osteosynthesis materials are used for many years in the fixation of fractures, in orthognathic surgery and surgery of craniofacial deformities. These advantages have made them valuable for application especially in children and in any case needed to avoid the second surgery as it applies for metallic fixation materials. On the other hand, for patients suffering from cancer of the oral cavity and require surgical access through osteotomy of the jaws, there is a high rate of complications after fixation of the access osteotomy with the commonly used metallic osteosynthesis materials. These complications such as uncover of the materials, local infection, skin or oral mucosa deficit, bone necrosis, failure of bone healing, the appearance of fistulas and high symptoms, are far more common when these patients undergo postoperative radiotherapy. Moreover, the metallic fixation materials have been shown to influence the dose distribution of the radiation through the phenomenon of backscattering and shadow of the radiation beam and also obstruct postoperative monitoring with CT and MRI. Few reports exist to date regarding implementation of absorbable osteosynthesis material in oncology patients and nonexistent also reports on the study of the behavior of absorbable material in animals after irradiation. This study compares the biological behavior of resorbable osteosynthesis plates with the metallic titanium plates in two groups of rabbits which were irradiated postoperatively. In experimental animals of group A (8 in total) were placed under general anesthesia, titanium fixation plates and screws after vertical osteotomy in the body of the mandible. In experimental animals of group B (also 8 in total) were placed under general anesthesia, absorbable fixation plates and screws made of copolymer PLLA/PGA after a vertical osteotomy in the body of the mandible. The animals of both groups underwent postoperative irradiation at a total dose of 27,5Gy in 5 fractions 5,5Gy each. Six months after the initial surgery performed the histopathological control of the jaw region where osteotomy and postoperative radiotherapy underwent. The comparative results from both clinical monitoring of postoperative course and the histopathological observation showed that absorbable osteosynthesis materials exhibit good biological behavior after the irradiation, without clinical complications in both periods after surgery, and after the irradiation. Furthermore the histopathologic features of bone healing in the group of resorbable materials are of better quality from the titanium materials particularly at the completeness of bone healing (p=0,033895). The hydrolytic degradation procedure of resorbable materials not only unaffected by radiation, but resulted in nearly complete absorption of the material in all the experimental animals of group B. The findings of this pilot study are a safe basis for application of absorbable osteosynthesis materials in patients with cancer of the oral cavity undergoing access osteotomy and postoperative radiotherapy.

Τα απορροφήσιμα υλικά οστεοσύνθεσης χρησιμοποιούνται εδώ και πολλά έτη στην οστεοσύνθεση των καταγμάτων, στην ορθογναθική χειρουργική και στην χειρουργική των κρανιοπροσωπικών δυσπλασιών. Τα πλεονεκτήματα τους τα έχουν καταστήσει πολύτιμα για την εφαρμογή τους ιδιαίτερα στα παιδιά αλλά και σε κάθε περίπτωση που πρέπει να αποφευχθεί δεύτερη χειρουργική επέμβαση όπως ισχύει για τα μεταλλικά υλικά οστεοσύνθεσης. Από την άλλη, στους ασθενείς που πάσχουν από καρκίνο της στοματικής κοιλότητας και στους οποίους απαιτείται χειρουργική προσπέλαση διαμέσου οστεοτομίας των γνάθων, παρατηρείται υψηλό ποσοστό επιπλοκών μετά από οστεοσύνθεση της οστεοτομίας προσπέλασης με τα συνήθως χρησιμοποιούμενα μεταλλικά υλικά οστεοσύνθεσης. Οι επιπλοκές αυτές, όπως η αποκάλυψη των υλικών, η επιμόλυνση, το έλλειμμα δέρματος ή στοματικού βλεννογόνου, η οστική νέκρωση, η αποτυχία της πώρωσης, η εμφάνιση συριγγίων και η έντονη συμπτωματολογία, είναι αρκετά πιο συχνές όταν οι ασθενείς αυτοί υποβάλλονται σε μετεγχειρητική ακτινοθεραπεία. Επιπλέον τα μεταλλικά υλικά οστεοσύνθεσης έχει αποδειχθεί ότι επηρεάζουν της κατανομή της δόσης της ακτινοβολίας μέσω των φαινομένων του οπισθοσκεδασμού και της σκίασης της δέσμης της ακτινοβολίας και δυσχεραίνουν την μετεγχειρητική παρακολούθηση με αξονική και μαγνητική τομογραφία. Ελάχιστες αναφορές υπάρχουν έως σήμερα σχετικές με εφαρμογή των απορροφήσιμων υλικών οστεοσύνθεσης σε ογκολογικούς ασθενείς και ανύπαρκτες επίσης είναι οι αναφορές σχετικά με τη μελέτη της συμπεριφοράς των απορροφήσιμων υλικών σε πειραματόζωα που ακτινοβολήθηκαν. Η παρούσα μελέτη συγκρίνει τη βιολογική συμπεριφορά των απορροφήσιμων πλακών οστεοσύνθεσης με τις μεταλλικές πλάκες από τιτάνιο σε δύο ομάδες κονίκλων που ακτινοβολήθηκαν μετεγχειρητικά. Στα ζώα πειραματισμού της Α ομάδας (8 συνολικά) τοποθετήθηκαν υπό γενική αναισθησία, πλάκες και βίδες οστεοσύνθεσης από τιτάνιο μετά από κάθετη οστεοτομία στο σώμα της κάτω γνάθου. Στα ζώα πειραματισμού της Β ομάδας (επίσης 8 συνολικά) τοποθετήθηκαν υπό γενική αναισθησία, πλάκες και βίδες οστεοσύνθεσης από απορροφήσιμο συμπολυμερές PLLA/PGA μετά από κάθετη οστεοτομία στο σώμα της κάτω γνάθου. Τα ζώα και των δύο ομάδων υποβλήθηκαν σε μετεγχειρητική ακτινοβόληση συνολικής δόσης 27,5Gy σε 5 κλάσματα των 5,5Gy. Έξι μήνες μετά την αρχική επέμβαση έγινε ο ιστοπαθολογικός έλεγχος της περιοχής των γνάθων που υποβλήθηκε στην οστεοτομία και την μετεγχειρητική ακτινοθεραπεία. Τα συγκριτικά αποτελέσματα τόσο από την κλινική παρακολούθηση της μετεγχειρητικής πορείας όσο και από την ιστοπαθολογική παρατήρηση κατέδειξαν ότι τα απορροφήσιμα υλικά οστεοσύνθεσης παρουσιάζουν καλή βιολογική συμπεριφορά μετά από την ακτινοβόληση τους, χωρίς κλινικές επιπλοκές τόσο άμεσα μετεγχειρητικά όσο και μετά την ακτινοβόληση τους. Επιπλέον τα ιστοπαθολογικά χαρακτηριστικά της οστικής πώρωσης στην ομάδα των απορροφήσιμων υλικών είναι καλύτερα ποιοτικά από τα υλικά από τιτάνιο ιδιαίτερα στην πληρότητα της οστικής επούλωσης (p=0,033895). Η διαδικασία της υδρολυτικής διάσπασης των απορροφήσιμων υλικών όχι μόνο δεν επηρεάστηκε από την ακτινοβολία αλλά οδήγησε σε σχεδόν πλήρη απορρόφηση των υλικών στο σύνολο των ζώων πειραματισμού της Β ομάδας. Τα ευρήματα αυτής της πειραματικής μελέτης αποτελούν μια ασφαλή βάση εφαρμογής των απορροφήσιμων υλικών οστεοσύνθεσης σε ασθενείς με καρκίνο της στοματικής κοιλότητας που υποβάλλονται σε οστεοτομία προσπέλασης και μετεγχειρητική ακτινοθεραπεία.