KEYWORDSDistraction osteogenesis, Bone, Trauma

ABSTRACT

ANAHTAR KELİMELERDistraksiyon osteogenez, Kemik, Travma

ÖZET

Distraction osteogenesis is the biologic process of new

bone formation between bone segments gradually sepa-

rated by incremental traction. The aim of this review

article is to evaluate the techniques, specific procedures

and biologic events concerning this therapeutic approa-

ch. The historical development beginning from the early

forms of bone manipulation and early distraction tech-

niques are the mentioned subjects. In addition, advanta-

ges of distraction treatment, patient consistency, possible

complications and avoidance from them, success criteria

and future prospects are the other topics of this article.

Distraksiyon osteogenez, aşamalı traksiyon tekniği ile birbirinden dereceli olarak ayrılan kemik segmentleri arasında meydana gelen yeni kemik formasyonuna ait biyolojik bir olaydır. Mevcut derleme yazısında, tıpta bir-çok kullanım endikasyonuna sahip bu tedavinin, uygu-lanan teknikler, spesifik prosedürler ve meydana gelen biyolojik olaylar yönünden deðerlendirilmesi amaç-lanmaktadır. Ayrıca kemik manipülasyonunun erken formlarından başlayarak erken döneme ait distraksiyon tekniklerini içeren tarihsel gelişimden de bahsedilmek-tedir. Distraksiyon osteogenezin avantajları ve hasta uyumunun yanı sıra oluşabilecek komplikasyonlar, bu komplikasyonlardan korunma yolları, distraksiyon teda-visinde başarıya ulaşabilme kriterleri ve geleceðe ilişkin yorumlar da bu yazının konusunu oluşturmaktadır.

Hacettepe Dişhekimliği Fakültesi DergisiCilt: 30, Sayı: 1, Sayfa: 31-41, 2006

Distraksiyon Osteogenez: Yeni Kemik Formasyonu, Tarihçe ve Biyolojik

Prensipler: Bölüm 1

Distraction Osteogenesis: New Bone Formation, History and Biologic Principles: Part 1

*Dt. Hüseyin Gencay KEÇELİ, *Yrd.Doç.Dr. Burak DEMİRALP,**Yrd.Doç.Dr. Mehmet MUHTAROĞULLARI, ***Yrd.Doç.Dr. Bahtiyar DEMİRALP

**Hacettepe Üniversitesi Dişhekimliği Fakültesi Periodontoloji Anabilim Dalı**Hacettepe Üniversitesi Dişhekimliği Fakültesi Protetik Diş Tedavisi Anabilim Dalı

***Gülhane Askeri Tıp Akademisi Ortopedi ve Travmatoloji Anabilim Dalı

DERLEME (Review)

32

GİRİŞ

Distraksiyon osteogenez, aşamalı traksiyon tek-niği ile birbirinden dereceli olarak ayrılan kemik segmentleri arasında meydana gelen yeni kemik formasyonuna ait biyolojik bir olaydır. Ayrılan ke-mik segmentleri arasında, distraksiyon kuvveti uy-gulanması ile bir iyileşme kallusu oluşumu sonucu başlar ve en fazla, doku uzayana kadar devam eder. Kemiğe uygulanan distraksiyon kuvvetinin çevre dokularda tansiyon oluşturmasıyla beraber distrak-siyon biyogenezi olarak adlandırılan adaptif deği-şiklikler görülmeye başlar. Dereceli distraksiyon ile meydana gelen tansiyon streslerinin etkisi altında deri, fasya, kas, tendon, kıkırdak, kan damarları ve periferal sinir gibi farklı tip dokularda aktif histoge-nez meydana gelmektedir. Distraksiyon osteogenez kemik uzatılması, deformite düzeltilmesi ve geniş defektlerin doldurulması gibi ortopedik cerrahi iş-lemler ile tanınmış ve güncel bir tedavi haline gel-miştir. Yakın dönemde, kraniyofasiyal komplekste de uygulama alanı bulmuş ve kraniyofasiyal defor-mitelerin düzeltilmesinde geçerli bir tedavi seçene-ği olarak kullanılmaya başlanmıştır.

TARİHÇE

Kemik manipülasyonunun erken formları: Dis-traksiyon osteogenezin gelişimi iskeletsel traksiyon, kemik segmentlerinin fiksasyonu ve osteotomi tek-niklerinin gelişmesini içermektedir1-3. Tıpta kemik fragmanlarının mekanik manipülasyon prensipleri eski zamanlardan beri üzerinde durulan bir konu olmuştur. Hipokrat 2000 yıl kadar önce kızılcık ağacından yapılmış 4 adet kısmen bükülmüş çubuk ile birleştirilmiş iki adet Mısır derisinden yapılmış halkadan oluşan eksternal bir aperey kullanmıştır. Kemik segmentlerine uygulanan tansiyon kuvveti çubukların bükülme miktarları ile kontrol edilmiş-tir4. Kemik kırıklarına yönelik ilk devamlı traksi-yon Guy de Chauliac’ın5 14. yüzyıldaki çalışmaları ile ortaya çıkmıştır. 1826’da John Barton, kemiğin ilk defa cerrahi olarak ayrılması ve osteotomi işle-mini uygulamıştır. Barton6, küçük bir keski ile yap-tığı kısa bir lateral insizyon sonrası bir psödoartroz durumu oluşturmak amacıyla anküloze femuru

alt trohanter seviyesinden ayırmıştır. O dönemde antibiyotikler ve aseptik cerrahi teknikler mevcut olmadığı ve enfeksiyon riski çok fazla olduğu için osteotominin rutin bir prosedür haline gelmesi bi-raz daha gecikmiştir. Eksternal iskeletsel fiksasyo-nun tarihçesi ise yer değiştirmiş transvers patella kırıklarında eksternal fiksasyon amaçlı bir aperey kullanan Joseph Malgaigne4 ile başlar. Araştırıcı-nın basit eksternal çerçevesi, deri içinden patella fragmanlarına yerleştirilip bir vida ile birleştirilen iki çift kancadan oluşmaktadır. Bu aperey kemiğe direkt olarak tatbik edilen ilk apereydir ve mekanik bir kuvvetin iskelet sistemine direkt olarak aktarıl-masını sağlamaktadır. Bu noktadan itibaren eks-ternal iskeletsel fiksasyon gözle görülür bir aşama kaydetmiştir.

Distraksiyon osteogenezin erken dönemine ait teknikler: 20. yüzyılda Alessandro Codivilla7 fe-mura yaptığı oblik bir osteotomi sonrası eksternal iskeletsel traksiyon amacıyla ilk defa ekstremite uzatma tekniğini uygulamıştır. Aperey bacak üze-rine yerleştirilip osteotomi seviyesinin yarısına kadar kesen bir geleneksel metal keskiden yararla-nılmıştır. Keskinin proksimal kısmı eksternal bir çerçeveye bağlanmış ve distal kısmı ise topuk ke-miği içerisine yerleştirilen bir pinle birleştirilmiş-tir. Topuktaki pine uygulanan iskeletsel traksiyon ile uzama sağlanmış ve istenen sonuca ulaşılana kadar işlem tekrarlanmıştır. Yıllar geçtikçe birçok cerrah; osteotomi tekniği, distraksiyon protokolü veya kemik fiksasyon apereylerini modifiye ederek Codivilla’nın “devamlı ekstansiyon” prosedürünü modernize etmiştir. 1908 yılında Paul Magnusson8 köpeklerde yaptığı deneysel çalışmalarla periost ve endosteumun biyolojik potansiyelini ortaya çıkar-mıştır. 1921’de Vittorio Putti9 femuru uzatmak için tek taraflı fiksatör olan Osteoton’u dizayn etmiştir. Aparey direkt olarak proksimal ve distal kemik fragmanlarına tutturulan iki adet pin ve bu iki pini birbirine bağlayan iç içe geçmiş tüplerden oluş-maktadır Traksiyon kuvvetlerinin kontrolü için de ayrıca özel bir yay mekanizması da kullanılmıştır. Leroy Abbott10 U şekilli osteotomi ile kombine olarak ekstremitenin her iki tarafında çerçeveye tutturulmuş pinler kullanmıştır. Araştırıcı, şişlik

33

ortadan kalktıktan sonra (osteotomiden 7-10 gün sonra) bacakta uzama olduğunu düşünmüştür. Ay-rıca Abbott uzatma miktarının toplam 5 cm, gün-lük miktarın da 3 mm’den fazla olmaması gerek-tiğini bildirmiştir. 1920’ler boyunca distraksiyon osteogenez prosedüründe ileri modifikasyonlar ve gözle görülür gelişmeler sağlanmıştır. 1932 yılın-da Edward Haboush ve Henry Finkelstein11 yeni bir osteotomi tekniğinden bahsetmişlerdir. Bu iki araştırıcı cerrahi kemik seperasyonunun yapıldığı seviyede periostu sağlam bırakmışlar ve bu alanda kemik fiksasyonunun daha çabuk olduğunu gör-müşlerdir

Distraksiyon osteogenez prosedürlerinin spe-sifik hale gelmesi: Distraksiyon osteogenez dünya üzerindeki birçok cerrah tarafından ekstremite uzatılması için çok çabuk benimsenmiş ve kısa bir süre sonra seri klinik çalışmalar ortaya çıkmış-tır. Ekstremite uzatılması tedavisine ait başarı ve komplikasyon raporları sık olarak yayınlanmaya başlamıştır. Gecikmiş iyileşme, birleşememe, de-formiteler ve çerçevenin çıkarılması sonrası fraktür oluşumu gibi kemiğe ait ve sinir zedelenmesi ve ek-lem daralması gibi yumuşak doku ile ilişkili olaylar, olası komplikasyonlar olarak kaydedilmiştir12,13. Bu komplikasyonlar distraksiyon osteogenezin yayıl-masını kısmen de olsa önlemiş ve osteotomi tek-niği, distraksiyon protokolü ve uygulama dizaynı ile ilgili daha fazla gelişmeye ihtiyaç duyulmuştur. 1952’de W.V. Anderson14 kemiğin subkutanöz ola-rak ayrılmasına yönelik bir prosedürü tanıtmıştır. Araştırıcının osteotomi tekniği küçük bir perios-teal insizyon sonrası kortikal kemiğin drillerle de-linmesini ve takiben çevre dokuları koruyucu ni-telikte transvers olarak kapatılmış osteoklazi işle-mini içermektedir. Bun ‘lchiro Kawamura ve ark.15 Küçük bir deri insizyonu ve periostun subkutanöz olarak çepeçevre tüp şeklinde kaldırılması kemik korteksini ayırarak Anderson’un tekniğini modifi-ye etmişlerdir. Distraksiyon osteogenezin ilerleme-sinde en somut adım Rus cerrah Gavriel Ilizarov16-18

tarafından atılmıştır. Ilizarov 1951 yılında kemik fiksasyonu için yeni bir aperey geliştirmiştir. Bu aperey üç veya dört adet vidalı çubuk ile birbirine bağlanmış iki metal halkadan oluşmaktadır. Her bir kemik segmenti, doğru açı ile kemiğe yerleştiril-

miş iki adet ince, gergin tel ile halkalara tutturul-muştur. Codivilla’nın7 tekniği ile ekstremitelerde 3 ila 8 cm’lik bir kazanç elde edilirken Ilizarov16 yaptığı çalışmalarla bu miktarı 18 cm’ye kadar çı-karmıştır. Ilizarov’un çalışmaları kemik sonlanım-larına uygulanan eksternal kompresyon stresleri sonucu birleşememe problemi olan kemikler üze-rine odaklanmıştır. Örneğin talimatlara uyma-yan, vidayı yanlış yöne çeviren hastalardan aldığı radyograflarda kemik sonlanımlarına uyguladığı baskı sonucu kemik formasyonu oluştuğunu fark etmiştir. Ayrıca Ilizarov’un yöntemi ile birçok böl-gede simültane distraksiyon sağlanabilmektedir. Türkiye’de de Gülhane Askeri Tıp Akademisi Or-topedi ve Travmatoloji kliniğinde özellikle ateşli silah yaralanmaları ve kırık tedavilerinde Ilizarov tekniğinin kullanımına ilişkin başarılı sonuçlara sahip çalışmalar bulunmaktadır19-21. (Resim 1a-e, 2a-d) Ilizarov22 erişkinde kemik cevabının biraz daha geç olacağını düşünerek kortikotomi sonrası distraksiyonun başlatılmasını bir süre ertelemiştir.

Ilizarov’un fiksasyon tekniğinin diğer yöntem-lere göre iki majör avantajı bulunmaktadır. Bunlar-dan ilki stabil olmasıdır ama kemik segmentlerinin aksiyal yönde hareketlerini sağlayacak kadar rijit olmayan bir fiksasyon sağlar ve ekstremitenin fiz-yolojik fonksiyonu ile ağırlık taşınmasına izin verir. İkincisi ise boyut, şekil veya anatomik lokalizas-yonu ne olursa olsun kemik segmentlerinin mani-pülasyonunda tam kontrol sağlamasıdır. Araştırıcı

RESİM 1a

Travmatik nedenli tibial defekt. Preoperatif anteroposterior grafi

34

daha sonra kortikotomi denilen düşük enerjili per-kutanöz osteotomi tekniğini geliştirmiştir. Ilizarov kemik korteksinin üçte ikisini dar bir osteotom ile ayırmış ve kortikotomiyi rotasyonel osteoklazi ile tamamlamıştır. Bu teknik ile periost ve kemik ili-ğine minimal travma uygulanmaktadır. Araştırıcı-nın uzatma protokolü 5-7 günlük bir latent dönem ve günde dört kez 0,25’er mm olmak üzere günde 1 mm’lik distraksiyondan oluşmaktadır.

Ilizarov klinik tecrübeleri doğrultusunda dis-traksiyon osteogeneze ait iki biyolojik prensipten bahsetmiş ve bunları Ilizarov etkileri olarak isim-lendirmiştir. Bunlar dokuların büyüme ve gelişi-minde tansiyon stresin etkisi ile kemik ve eklemle-rin şekline kanlanmanın etkisidir. Birinci Ilizarov prensibi yaşayan doku üzerine uygulanan dereceli traksiyonun, rejenerasyon ve aktif büyümeyi sti-müle edip idameyi sağlayacak streslerin oluşumuna sebep olduğunu, ikinci prensip ise kemik ve eklem-lerin şekil ve kütlesinin mekanik yükleme ve kan-lanma arasındaki etkileşime bağlı oluştuğunu ifade etmektedir. Ilizarov yalnız distraksiyon osteogene-ze ait bu biyolojik prensipleri tanımlamakla kalma-

RESİM 1b

Post-operatif anteroposterior grafi

RESİM 1c

Konsolidasyon aşaması - anteroposterior grafi

RESİM 1d

Olgunun klinik görünümü

RESİM 1e

Olgunun cihazın çıkarılmasından sonra 32.aydaki anteroposterior ve lateral grafileri

35

mış ayrıca bu prensiplerin klinik pratikte uygula-nabilmesi için gerekli parametreleri de karakterize etmiştir. Araştırıcının seri köpek deneyleri klasiği distraksiyon osteogenezin mekanizmaları ve yeni kemik formasyonu için gerekli optimal parametre-ler üzerine odaklanmıştır23,24.

RESİM 2a

Tümöral nedenle oluşan tibia defekti. Preoperatif anteroposterior ve lateral grafi

RESİM 2b

Ameliyat sonrası anteroposterior ve lateral grafi

RESİM 2c

Konsolidasyon aşaması anteroposterior ve lateral grafi

RESİM 2d

Olgunun cihazın çıkarılmasından sonra 12.aydaki anteroposterior ve lateral grafileri

36

DİSTRAKSİYON OSTEOGENEZİN BİYOLOJIK TEMELİ

Distraksiyon osteogenez tamir kallusu oluşması ile başlar. Kallus ise yeni kemiği, gerilme kuvvetleri alttında oluşturur. Distraksiyon osteogenez üç dö-nemden oluşmaktadır:

1.Latent dönem: Bu dönem kemiğin ayrılmasın-dan traksiyonun başlaması ve kallus formasyonuna izin verilen süreci ifade eder. Latent döneme ait his-tolojik olaylar fraktür iyileşmesine benzerdir. Gele-neksel olarak fraktür iyileşmesi dört fazdan oluş-maktadır25. Bunlar inflamasyon, yumuşak kallus oluşumu, sert kallus oluşumu ve remodeling olarak sıralanabilir.

Distraksiyona ait rejenerat formasyonu da aynı fazlar takip edilerek değerlendirilmektedir. Kemi-ğin cerrahi olarak iki segmente ayrılması sonrası bir dizi olay meydana gelmektedir26-28.Başlangıçta vasküler devamlılığın bozulması ile yaralı kemik sonlanımı ve çevre kemik segmentleri arasında hematom oluşur. Hematom zamanla pıhtıya dö-nüşür ve fraktür segmentlerinin uç kısımlarında kemik nekrozu oluşmaya başlar. Sonrasında kan-lanmanın tekrar sağlanabilmesi için vazoformatif eleman ve kapillerlerin gelişimi ile aşırı biçimde hücresel proliferasyon meydana gelir29. Pıhtı kısa bir süre içinde inflamatuar hücreler, fibroblastlar, kollajen ve kapillerler içeren granülasyon dokusu ile yer değiştirir30,31. Inflamasyonun bu aşaması kal-lus oluşumunun başladığı döneme kadar (birinci günden üçüncü güne kadar) sürer. Yumuşak kallus dönemi boyunca (yaklaşık üç hafta) granülasyon dokusu daha fibröz hale gelir. Bu periodda belir-gin bir vaskülarizasyon artışı ve kapillerlerin kırık kallus içerisine doğru büyümesi olayları görülür. Fraktürden beş gün sonra fraktür çizgisine komşu alandaki hem proksimal hem distal segmentlerin meduller kanallarında, gelişen kapiller looplara ait küçük bir hücresel ağ oluşur32. Yeni oluşan kapil-lerlerin terminal kısımlarında, kallus içerisinde yer alan mezenşimal kök hücreleri ve serbest dolaşan kök hücreleri görülür. Yumuşak kallus aşaması bo-yunca granülasyon dokusu kıkırdak dokusu ile de yer değiştirir. Bu olay merkezden ziyade fragmanlar

arası boşluğun periferinde meydana gelir25. Normal fraktür iyileşmesinde yumuşak kallusa ait bu fibro-kartilojen doku, kıkırdak rezorpsiyonu ve yeni ke-mik formasyonu ile sert kallusu oluşturan immatür örgü kemiğe dönüşür. Kapillerler kıkırdak içerisine invaze oldukça kıkırdak kalsifiye olur. Kalsifiye kı-kırdak matriksi de rezorbe oldukça bu rezorpsiyon boşluklarına osteoblastlar gelerek yeni kemik sen-tezlerler. Sert kallus aşaması birçok kırıkta 3 ila 4. ayda sona erer ve bunu örgü kemiğin rezorbe olarak yer değiştirme olayı ile beraber yavaş yavaş lamellar kemiğe dönüşmesi olayı takip eder.

2. Distraksiyon dönemi: Distraksiyon periodu dereceli traksiyonun uygulandığı ve yeni kemik veya distraksiyon rejeneratının oluştuğu dönemdir. Distraksiyon osteogenez boyunca fraktür iyileş-mesine ait normal süreç yumuşak kallusa dereceli traksiyon uygulanması ile kesintiye uğrar. Yumu-şak kallusun fragmanlar arasındaki dokularına tansiyon streslerinin uygulanması ile dinamik bir mikro çevre meydana gelir. Bu çevre yeni doku formasyonunun yönünün traksiyona ait vektöre paralel olmasını sağlar33,34. Mekanik tansiyon doğal büyüme ve gelişimde morfogeneze ait temel faktör-lerden birisidir. Bu fenomen Ilizarov’un distraksi-yon osteogenez tekniklerinde de yararlandığı ve Ili-zarov etkilerine ait bulgulardan birisi olarak ortaya koyduğu bir fenomendir. Dereceli olarak uzatılan dokularda meydana gelen tansiyon stresi hücresel ve hücre altı seviyede oluşan değişiklikleri stimüle etmektedir. Bu değişiklikler growth-stimulating ve shape-forming etkiler olarak karakterize edilebi-lir35-38. Growth-stimulating etki fragmanlar arası konnektif dokunun tüm yapısal elemanlarını aktive eder. Bu da artmış doku oksijenasyonu ile anjiyoge-nezin uzaması, biyosentetik aktivitenin yoğunlaş-ması ile beraber artmış fibroblast proliferasyonunu içerir. Shape-forming etki ise fibroblast fenotipleri-nin ekspresyonunda değişikliğe sebep olur. Oluşan bu fibroblast benzeri hücreler ara flamanlarında hipertrofik bir görünüm ile karakterizedir. Bu etki ayrıca “distraksiyon” fibroblastlarının polarizasyo-nuna, orientasyonuna ve distraksiyon vektörüne paralel yönde kollajen üretmelerine sebep olur. Dis-traksiyonun başlaması ile beraber yumuşak kallusa ait fibröz doku distraksiyon aksına paralel olarak

37

oriente olur. Kollajen lifler arasında lokalize olan iğ şekilli fibroblast benzeri hücreler de distraksiyon yönüne paralel olarak yerleşir. Kollajen liflere ait bu hücreler fragmanlar arası dokuların distal ve prok-simal sonlanımlarındaki hücreler olarak iki gruba ayrılır38-40. Distraksiyonun 7. ve 9. günleri arasında fibröz dokulara doğru kapiller büyümesi olur. Bu olay vasküler ağın yalnızca boşluğun merkezine değil komşu kemik segmentlerinin meduller ka-nallarına da yayılmasını sağlar. Yeni oluşan kapiller looplar birbirine ve distraksiyon aksına paralel yer almaktadır32,41. Sıklıkla distraksiyon rejeneratı içe-risinde yeni gelişen damarlar spinal bir yol izlerler ve birçok sirküler kıvrıma sahiptir ki bu da distrak-siyondaki damar gelişim hızının normal fraktür iyileşmesinde yaklaşık 10 kat fazla olduğunu göster-mektedir. Kapiller terminaller fibroblast, kondrob-last veya osteoblasta dönüşme potansiyeline sahip az farklılaşmış hücreler sağlayarak fibröz dokuları aktive ederler. Distraksiyonun ikinci haftası boyun-ca primer osteonlar oluşur. Kollajen lifler arasında lokalize olmuş osteoid meydana getiren osteoblast-lar bu lifler üzerinde osteoid doku sentezlerler ve kollajen ve osteoidin sirkümferansiyel apozisyonu sonucu kemik speküllerinin genişlemesiyle beraber zarf içerisine alınırlar39. Mevcut kemik duvarların-dan osteogenez başlatılır ve osteogenez, distrak-siyon boşluğunun merkezine doğru ilerler. Ikinci haftanın sonunda ise osteoid mineralize olmaya başlar42. Bu dönemde distraksiyon rejeneratı spesi-fik bir zon yapısına sahiptir. Distraksiyon boşluğu içerisinde az mineralize olmuş, radyolusent, fibröz bir ara zon yer alır ki bu zonda tansiyon streslerinin etkisi maksimumdur43. Yine aynı zon matriks bo-yunca lokalize olmuş, organize, longitudinal yerle-şimli ve iğ şekilli fibroblastlar ile farklılaşmamış me-zenşimal hücrelere sahip paralel kollajen demetleri içermektedir. Ara zon fibroblastik proliferasyon ve fibröz doku formasyonunun merkezi olarak fonksi-yon görür. Günlük distraksiyon kollajen lifleri, geliş-mekte olan damarları ve longitudinal kompartman-lara yerleşen perivaskü1er hücreleri kanalize edecek konuma getirir. Invaze olan damarlar periosteal zarf ve kemik sonlanımlarındaki meduller sistemden çı-kar. Bu fibröz ara zonun periferinde osteoblastlara ait bir tabaka ile örtülü ve birbirine doğru büyüyen, longitudinal yerleşimli, silindirik primer osteon-

lardan oluşan iki zon bulunmaktadır41,42. Tansiyon vektörü boyunca oluşan kemik formasyonu distrak-siyon periodu süresince açık kalan primer osteonla-ra ait gelişmekte olan uç kısımlar tarafında idame ettirilir. Bu yüzden bu alanlar distraksiyon rejenera-tının elongasyon periodu boyunca aktif osteogenezi sağlayan büyüme zonları olarak fonksiyon görürler. Rejeneratın elongasyonu ve boyu distraksiyonun özellikle erken evrelerinde hızla büyüyen primer os-teonların gelişmesine bağlıdır44. Distraksiyon boşlu-ğu büyüdükçe kemik sütunları da uzar ve kalınlaşır. Distraksiyon rejeneratındaki yeni oluşan dokuların bölgesel yayılımı distraksiyon periodunun sonuna kadar sürer. Son olarak rejeneratın birleşim yeri ve konakçı kemik segmentlerinde iki adet ilave primer osteon remodeling zonu belirgin hale gelir.

3.Pekiştirme dönemi: Pekiştirme dönemi trak-siyon kuvvetlerinin durdurulması sonrası rejenera-tın maturasyon ve kortikalizasyonuna izin verilen dönem olarak bilinir. Distraksiyon tamamlandık-tan sonra fibröz ara zon dereceli olarak kemikleşir ve belirgin bir örgü kemik zonu, boşluğu tamamlar. Distraksiyon rejeneratı predominant olarak intra-membranöz kemikleşme ile form alır. Rejeneratın bulunduğu alanda kıkırdak adacıklarına da rast-lanabilir45. Rejenerat olgunlaştıkça primer osteon-lara ait zonlar belirgin biçimde azalır ve sonunda tamamen rezorbe olur. Ilerleyen aylarda, başlangıç-ta oluşan kemik iskeleti paralel fibriller ve lamellar kemik gelişimi ile kuvvetlendirilir. Hem kortikal kemik hem de ilik kavitesi restore edilir. Kortikal rekonstrüksiyonun son aşaması olarak kemik yapısı havers sisteminin remodelingi ile normal haline ge-lir46,47. Distrakte edilen kemiğin maturasyonu yani yeni oluşan kemiğin eskiden mevcut olan kemik ile aynı yapıya kavuşması yaklaşık 1 yıl veya daha fazla sürer42.

İNTRAMEMBRANÖZ KEMİK DİSTRAKSİYONU

Membranöz kemiğin distraksiyonundaki yeni kemik formasyonu dinamikleri uzun kemiklerde-kine benzerdir48-53. Distraksiyon periodu boyunca kallus radyolusenttir. Kemik rejeneratına ait ilk radyografik bulgu genellikle distraksiyon periodu-nun sonunda tespit edilebilir. Kemik rejeneratı dis-

38

raksiyonun yönü boyuncadır ve 3 kısımdan oluşur. Bunlar rezidüel kemik segmentlerine komşu alan-dan artmış densiteye sahip iki alan ve merkezdeki radyolusent zon olarak isimlendirilebilir. Histolojik olarak, distrakte edilen kemik segmentleri arasındaki boşluk önce fibröz doku ile doldurulur. Kollajen lifler iki rezidüel kemik yüzeyini birbirine bağlar. Distrak-siyon ilerledikçe fibröz doku distraksiyon yönünde, longitudinal olarak oriente olur. Fibröz dokular bo-yunca erken kemik formasyonu ilerler. Formasyon mevcut kemik yüzeyinden başlar ve fibröz ara zon boyunca devam eder. Yeni oluşan trabekül kolonları rezidüel kemik duvarlarından köken alır ve distrak-siyon rejeneratının merkezine doğru yayılır. Komşu alanlarda trabeküller rezorbe olarak kortikal kemiğe doğru bir remodeling meydana gelir. Bu alanlardaki kemik formasyonu ve remodeling aktivitesi rezidüel kemiklerden daha fazladır. Distraksiyon rejeneratı predominant olarak direkt intramembranöz kemik formasyonu ile oluşsa da bazı lokal kıkırdak alanla-rına da rastlanabilir. Sonuç olarak distraksiyon re-jeneratı matür kemiğe remodele edilir. Ancak yük taşıma kapasitesi az, küçük ve iyi vaskülarize olmuş kemikleri ile kraniyofasiyal iskelet intramembranöz kemikleşmeye sahiptir. Dahası bu bölgede distraksi-yon ile elde edilebilen kemik miktarı da daha azdır. Bu yüzden uzun kemiklerle ilgili olarak yazılmış lite-ratür bilgisinin kraniyofasiyal ve alveoler osteotomi-ler için birebir ayrı düşünülmesi bir takım hatalara sebep olabilir.

DİSTRAKSİYON OSTEOGENEZİN HIZ VE RİTMİ

Hız kemik segmentlerinin hareket ettirildiği mesafe, ritim ise kemik segmentlerinin birim za-mandaki hareket sayısı olarak bilinmektedir. Li ve ark.nın54 yaptığı histolojik bir çalışmada distraksi-yon osteogenez boyunca kemik yapıcı hücrelere ait proliferasyonun distraksiyonun hızından etkilendi-ği gösterilmiştir. Hayvan çalışmaları 2 mm/gün ve üzerindeki distraksiyon hızlarında kemikte gecik-miş birleşme veya birleşememe gibi durumlar oluş-tuğunu göstermektedir18,54,55. Aksine 0.3–0.5 mm/gün gibi yavaş hızlarda ise prematür birleşme ol-maktadır.54,56 Tavşanlarda yapılan bir çalışmada ise 0.7 mm/gün hızla yapılan distraksiyonun hücre

proliferasyonu ve kemik formasyonu için optimum hız olduğu belirtilmiş, 1.3 mm/gün’ den daha hızlı distraksiyonun ise kemik formasyonu ortamını en-gellediği gösterilmiştir56.

AVANTAJLARI

• Planlama iyi yapılırsa yeni oluşan kemikte re-zorbsiyon yatkınlığı az olmaktadır

• Başka bir alandan kemik alınmasına veya sen-tetik kemik greftlerine ihtiyaç duyulmamaktadır

• Daha sağlıklı bir kemik yapısı elde edilmek-tedir

• Enfeksiyon riski düşüktür

• Overtreatment yapmak mümkündür

• Çevre yumuşak dokularda adaptif değişiklik-ler indüklenmekte ve böylece ilave yumuşak doku prosedürü gereksinimlerini ortadan kaldırmakta-dır

• Genç hastalar için çok uygun bir tedavi alter-natifidir

• Vaskülarizasyon ve inervasyonun devamlılığı korunmaktadır

• Estetik ve fonksiyonel olarak başarılı sonuçlar alınmaktadır

KOMPLİKASYONLAR

Distraksiyon osteogenez prosedüründeki komplikasyonların beklenmedik derecede sık ol-duğu görülmektedir. Ancak bu komplikasyonları çoğunlukla minör olarak değerlendirildiği ve basit çözümlerle halledilebildiği düşünülmektedir. Kaldı ki bu komplikasyonları distraksiyonun hızı veya ka-zancına olumsuz bir yapmamaktadır. Distraksiyon osteogenezde zorluklar çoğunlukla distraktör, kuv-vet vektörü, osteotomi bölgesi ve hasta seçiminde yaşanmaktadır. Hastaların operatör ve ortodontik tedavi kadrosu tarafından yakın takibi gerekmek-tedir. Klinik değerlendirmeler vakaların %35’inde komplikasyonla karşılaşıldığını gösterse de Mofid ve ark.na57 ait literatür taramasında 3278 vakanın %57’sinde hasta sayısı 10 veya daha azdır. Bu çalış-maların %4’ünde 100’den fazla vakanın takip edil-diği görülmektedir. Ve bu %4’lük kısımda kompli-

39

kasyon görülme sıklığı %22.8 olarak belirlenmiştir. Yaşanabilecek komplikasyonlar üç dönemde ince-lenebilir:

1.Immediat dönem

1.Osteotomi sonrası vida deliklerinin buluna-maması

2.Undercutlar

3.Distraktör plağı veya vidasının kırılması

2.Erken dönem

1.Enfeksiyon

2.Distraktörün gevşemesi

3.Parestezi-paralizi

4.Uyumsuzluk

3.Geç dönem

1.Hatalı kuvvet vektörü

2.Relaps

3.Prematür kemik birleşmesi

4.Sinir zedelenmesi

5.Atipik ağrılar

6.Distraktör yaralanması

7.Fibröz birleşme

8.Paralizi

9.Fonksiyon kaybı

KOMPLİKASYONLARDAN KORUNMA YOLLARI

• Segmentler küçük olmamalıdır. Aksi takdirde segmentler rezorbe olabilir.

• Atravmatik osteotomi/kortikotomi tekniği kullanılmalıdır. Bunun için de keskin osteotomla-rın kullanılması ve uygun irrigasyonların yapılması önemlidir

• Distraksiyon apereyi kemikte minimum aşın-ma ile yerleştirilmelidir.

• Distraksiyonun hızı ve ritmi uygun değerlerde olmalıdır.

• Komplikasyon oluşması durumunda distraksi-yon tedavisi bir süre ertelenmelidir.

HASTA UYUMU

Distraksiyon vidalarının her gün sıkılması ağrılı ve rahatsız edici bir durum olarak görülmemekte-dir. Ayrıca tedavi uygulanan hastalara hospitalizas-yon gerekmemekte ve hastaların ağrı değil gerginlik hissinden bahsediyor olmaları tedavinin rahat bir işlem olduğunu göstermektedir. Vida sıkma aşa-malarında lokal anesteziye ihtiyaç duyulmamak-tadır ve vida sıkılmasını takiben oluşan gerginlik hissi birkaç saat içerisinde kaybolmaktadır.

BAŞARI KRİTERLERİ

1. Osteojenik dokuların korunması

2. Apereyin stabilizasyonu

3. Uygun latent period

4. Uygun distraksiyon hızı

5. Uygun distraksiyon ritmi

6. Uygun pekiştirme periodu

GELECEK

Gelecekte daha küçük, absorbe olabilen ve oto-matik apereylerin kullanılacağı düşünülmektedir. Latent periodun kısaltılması ve pekiştirme dönemi boyunca kallusun stimüle edilmesi günümüzde la-boratuvar çalışmalarının odak noktasını oluştur-maktadır. Ayrıca latent dönem, distraksiyon hızı ve ritmi ile pekiştirme perioduna ait süreler ve uy-gulamalar için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Ayrıca dual enerji X ışını absorbsiyografi, CT, ultra-son ve radyografik sintigrafi gibi görüntüleme tek-niklerinin gelişmesi de distraksiyonun geleceğinde önemli adımlar olacaktır.

SONUÇ

Distraksiyon osteogenez traksiyon kuvvetleri-nin etkisi altında gelişen eşsiz bir yeni kemik for-masyon olayıdır. Osteojenik dokuların maksimum korunması ile beraber düşük enerjili kemik sepe-rasyonu, kemik segmentlerinin stabil fiksasyonu ve uygun distraksiyon protokolü distraksiyon osteo-genezin klinik pratikte başarı ile uygulanabilmesi için gerekli faktörlerdir. Traksiyon kuvvetleri ile ke-sintiye uğrayana kadar distraksiyon osteogenezdeki yeni kemik formasyonu fraktür iyileşmesindekine benzerdir. Aşamalı traksiyonun yumuşak kallus üzerine tatbiki, gelişmekte olan fragmanlar arasın-

40

daki dokuların distraksiyon alanına paralel olarak yerleşmesine sebep olmaktadır. Tansiyon stresi, re-jeneratın periferindeki rutin fraktür iyileşmesinin devam etmesine izin verirken distraksiyon merke-zindeki yumuşak kallusun idamesi için de uygun ortam oluşturmaktadır. Bu yüzden distraksiyon osteogenez gerilim kuvveti uygulaması olduğu için bağımsız aşamaların devamlılığını ortaya koymak-ta ve fraktür iyileşmesinde olduğu gibi tek tek değil simultane olarak gerçekleşmektedir. Distraksiyon süresince membranöz ve uzun kemikler için yeni kemik formasyon mekanizmaları benzerdir. Dis-traksiyon osteogeneze ait histolojik olaylar ile ilgili detaylı bilgiler elde mevcut olsa da distraksiyondaki kemik formasyonunu düzenleyen kesin mekaniz-malar henüz tam bilinmemektedir. Bu yüzden ek çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

KAYNAKLAR

1. Paterson D. Leg-lengthening procedure. A historical review. Clin Orthop 1990;250:27.

2. Murray JH, Fitch RD. Distraction histogenesis: Principles and indications. J Am Acad Orthop Surg 1996;4:317.

3. Wiedelman M. Callus distraction: A new method? A historical review of limb lengthening. Clin Orthop 1996;327:291.

4. Peltier LF. External skeletal fixation for the treatment of fractures. In: Fractures. History and Iconography of Their Treatment. San Francisco: Norman, 1990:183.

5. Peltier LF. A brief history of traction. J Bone Joint Surg 1968;50(A):1603.

6. Peltier LF. Deficiency diseases. In: Orthopedics. A History and Iconography. San Francisco: Norman, 1993:84.

7. Codivilla A. On the means of lengthening in the lower limbs, the muscles and tissues which are shortened through deformity. Am J Orthop Surg 1905;2:353-69.

8. Magnusson PB. Lengthening shortened bones of the leg by operation. Ivory screws with removable heads as a means of holding the two bone fragments. Surg Gynecol Obstet 1913;17:63.

9. Putti V. The operative lengthening of the femur. JAMA 1921;77:934.

10. Abbott LC. The operative lengthening of the tibia and fibula. J Bone Joint Surg 1927;9(A):128.

11. Haboush EJ, Finkelstein H. Leg lengthening with new stabilizing apparatus. J Bone Joint Surg 1932;14(A):807.

12. Brockway A, Fowler SB. Experience with 105 leg lengthening operations. Surg Gynecol Obstet 1942;72:252.

13. Compere EL. Indications for and against the lengthening operation. Use of the tibial bone graft as a factor in preventing delayed union, non-union or late fracture. J Bone Joint Surg 1936;18(A):692.

14. Coleman SS, Noonan TD. Anderson’s method of tibial lengthening by percutaneous osteotomy and gradual distraction. J Bone Joint Surg 1967;49(A):263.

15. Kawamura B, Hosono T, Takahashi T, Yau T, Kobayashi Y, Shibata N, Shinoda Y. Limb lengthening by means of subcutaneous osteotomy. J Bone Joint Surg 1968;50(A):851.

16. Ilizarov GA. The principles of the Ilizarov method. Bull Hosp Joint Dis Orthop Inst 1988;48:1.

17. Ilizarov GA. The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues. Part I. The influence of stability of fixation and soft-tissue preservation. Clin Orthop 1989;238:249.

18. Ilizarov GA. The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues. Part II. The influence of stability of fixation and soft-tissue preservation. Clin Orthop 1989;239:263.

19. Ateşalp AS, Kömürcü M, Demiralp B, Bek D, Oğuz E, Yanmış I. Treatment of close-range, low-velocity gunshot fractures of tibia and femur diaphysis with consecutive compression-distraction technique:a report of 11 cases. J Surg Orthop Adv. 2004 Summer;13(2):112-8.

20. Demiralp B, Kürklü M, Bek D, Yurttaş Y, Ateşalp AS. The treatment of comminuted midfoot fractures with distraction osteogenesis. Acta Orthop Traumatol Turc. 2004;38(2):130-5.

21. Yıldız C, Ateşalp AS, Demiralp B, Gür E. High-velocity gunshot wounds of the tibial plafond managed with Ilizarov external fixation: a report of 13 cases. J Orthop Trauma. 2003;17(6):421-9.

22. Sproul JT, Price CT. Recent advances in limb lengthening. Part II biological advances. Orthopaedic Rev 1992;21:425-430.

23. Frankel VH, Gold G, Golyakhovsky V. The Ilizarov technique. Bull Hosp Joint Dis Orthop Inst 1988;48:17.

24. Shevtsov VI. Professor G.A. Ilizarov’s contribution to the method of transosseous of ostosynthesis. Bull Hosp Joint Dis Orthop Inst 1997;56:11.

25. Brighton CT. Principles of fracture healing. In: Murray JA (ed). Instructional Course Lectures. American Academy of Orthopaedic Surgeons, vol 33. St. Louis: Mosby, 1984:60-106.

26. Frost HM. The biology of fracture healing. An overview for clinicians. Part I. Clin Orthop 1989;248:283.

27. Landry PS, Marino AA, Sadasvian KK, Albright JA. Bone injury response. Bone injury response. An animal model for testing theories of regulation. Clin Orthop 1996;332:260.

28. Schenk RK, Hunziker EB. Histologic and ultrastructural features of fracture healing. In: Brighton CT, Friedlaender G, Lane JM (eds). Bone Formation and Repair. Rosemont, IL: American Academy of Orthopaedic Surgeons, 1994:117.

29. Mc Kibbin B. The biology of fracture healing in long bones. J Bone Joint Surg 1978;60(B):150.

30. Hulth A. Current concepts of fracture healing. Clin Orthop 1989;249:265.

31. Andrew JG, Andrew SM. Freemont AJ, Marsh DR. Inflammatory cells in normal human fracture healing. Acta Orthop Scand 1994;65:462.

32. Irianov YM. Spatial organization of a microcirculatory bed in distraction bone regenerates. Genij Ortopedii 1996;1:14.

33. Delloye C, Delefortrie G, Coutelier L, Vincent A. Bone regenerate formation in cortical bone during distraction lengthening. An experimental study. Clin Orthop

41

1990;250:34.

34. White SH, Kenwright J. The importance of delay in distraction of osteotomies. Orthop Clin North Am 1991;22:569.

35. Kallio TJ, Vauhkonen MV, Peltone JI, Karaharju EO. Early bone matrix formation during distraction. A biochemical study in sheep. Acto Orthop Scand 1994;65:467.

36. Holbein O, Neidlinger-Wilke C, Suger G, Kinzl L, Claes L. Ilizarov callus distraction produces systemic bone cell mitogens. J orthop Res 1995;13:629.

37. Mosheiff R, Cordey J, Rahn BA, Perren SM, Stein H. The vascular supply to bone in distraction osteogenesis: An experimental study. J Bone Joint Surg Br 1996;78:497.

38. Asanova SN. Morphogenesis mechanisms of limb connective tissue structures in the conditions of gradual distraction. Genij Ortopedii 1996;2-3:124.

39. Aronson J, Harrison BH, Stewart CL, Harp JH. The histology of distraction osteogenesis using different external fixators. Clin Orthop 1989;241:106.

40. Aronson J. Experimental assessment of bone regenerate quality during distraction osteogenesis. In: Brighton CT, Friedlander G, Lane JM (eds). Bone Formation and Repair. Rosemont, IL: American Academy of Orthopaedic Surgeons 1994:441.

41. Irianov YM. Scanning electron microscopy of distraction regenerate. Genij Ortopedii 1996;2-3:131.

42. Schenk RK, Gachter A. Histology of distraction osteogenesis. In: Brighton CT, Friedlander G, Lane JM (eds). Bone Formation and Repair. Rosemont, IL: American Academy of Orthopaedic Surgeons 1994:387.

43. Yasui N, Kojimoto H, Sasaki K, Kitada A, Shimizu H, Shimomura Y. Factors affecting callus distraction in limb lengthening. Clin Orthop 1993;293:55.

44. Aronson J, Good B, Stewart C, Harrison B, Harp J. Preliminary studies of mineralization during distraction osteogenesis. Clin Orthop 1990;250:43.

45. Windhager R, Tsuboyama T, Siegl H, Groszschmidt K, Seidl G, Schneider B, et al. Effect of bone bone cylinder length on distraction osteogenesis in the rabbit tibia. J Orthop Res 1995;13:620.

46. Tajana GF, Morandi M, Zembo MM. The structure and development of osteogenic repair tissue according to Ilizarov technique in man. Characterization of extracellular matrix. Orthopedics 1989;12:515.

47. Saleh M, Stubbs DA, Street RJ, Lang DM, Harris SC. Histologic analysis of human lengthened bone. J Pediatr Orthop 1993;2:16.

48. Costantino PD, Shybut G, Friedman CD, Pelzer HJ, Masini M, Shindo ML, Sisson GA. Segmental mandibular regeneration by distraction osteogenesis. An experimental study. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1990;116:535.

49. Karp N, Thorne CH, McCarthy JG, Sisson GA. Bone

lengthening in the craniofacial skeleton. Ann Plast Surg 1990;24:231.

50. Karaharju-Suvanto T, Peltonen J, Kahri A, Karahurju EO. Distraction osteogenesis of the mandible. An experimental study on sheep. J Oral Maxillofac Surg 1992;21:118.

51. Karaharju EO, Aalto K, Kahri A, Lindberg LA, Kallio T, Karaharju-Suvanto T, et al. Distraction bone healing. Clin Orthop 1993;297:38.

52 . Komuro Y, Takato T, Harii K, Yonemara Y. The histologic analysis of distraction osteogenesis of the mandible in rabbits. Plast Reconstr Surg 1994;94:152.

53. Bell WH, Harper RH, Fields RT, Richardson SA, Samchukov ML. Mandibular widening by osteodistraction after symphyseal osteotomy. Br J Oral Maxillofac Surg 1997;25:11.

54. Li G, Simpson AHRW, Kenwright J, Triffitt JT. Assessment of cell proliferation in regenerating bone during distraction osteogenesis at different distraction rates. J Orthop Res 1997;15:765-772.

55. Aronson J, Shen XC, Skinner RA, et al. Rat model of distraction osteogenesis. J Orthop Res 1997;5:221.

56. Shearer JR, Roach HI, Parsons SW. Histology of a lengthened human tibia. J Bone Joint Surg Br 1992;74:39.

57. Mofid MM, Manson PN, Robertson BC, Tufaro AP, Elias JJ, Van der Kolk CA. Craniofacial distraction osteogenesis: a review of 3278 cases. Plast Reconstr Surg 2001;108:1103-14.

İLETİŞİM ADRESİ

Dt. H. Gencay KEÇELİHacettepe Üniversitesi, Dişhekimliği Fakültesi Periodontoloji Anabilim Dalı 06100, Sıhhiye/Ankara

Tel: 0312 305 22 17 Fax: 0312 312 76 92 E-mail: monsieur_gencay@yahoo.com