SPİNAL FÜZYON VE FÜZYON MALZEMELERİ DR.TAHSİN ERMAN ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ TIP FAK. NÖROŞİRURJİ AD. BALCALI-ADANA

AMAÇ Spinal füzyonu tanımlayabilecek, Başarılı bir füzyon oluşması için gerekli şartları sıralıyabilecek, Spinal füzyonda kullanılabilecek materyalleri ve bu materyallerin özelliklerini söyleyebilecek, Spinal cerrahide füzyon gerektiğinde hangi malzemeyi tercih edeceklerine karar verebileceklerdir.

SPİNAL FÜZYON Spinal stabilitenin sağlanmasında en önemli faktör, omurganın anormal hareketliliği önlemek yani kaynaştırmaktır (füzyon) Kemiksel birleşmeyle (union) iki omur arasındaki hareketin elimine edilmesi Spinal cerrahinin en sık yapılan işlemlerinden birisi Amerikada her yıl yaklaşık 185000 füzyon amaçlayan operasyon Bunların çoğunluğu post-lateral lumbar intertransvers füzyondur

SPİNAL FÜZYON Klinik başarı, oluşan yeni kemiğin yeniden şekillenme sonucu çevre kemik dokusu ile yapısal olarak bütünleşmesi (integrasyon), orijinal doku kadar iyi işlev görmesi ve yeterli mekanik dayanıklılığa sahip olması ile belirlenir

NONUNİON-PSEUDOARTROZ Füzyon elde edilmesinde yetersizlik olur ise bu sadece beningn bir radyolojik bulgudan, devam eden ağrı veya ağır nörolojik defisite kadar değişen klinik sonuçlar doğurabilir Cerrahiden beklenen optimum sonuç elde edilemez Sıklıkla da ilave cerrahi tedavi yapılmasına neden olur

NONUNİON-PSEUDOARTROZ Pseudoartroz; opere edilen hareketli segmentte, solid füzyonun 1 yıl sonra gelişmediğinin dökümente edilmesi ve bunun semptom ve bulgulara neden olması ile tespit edilir Tüm spinal füzyonlarda nonunion oranı %10-15 Nonunion oranı tek seviye için %35’e kadar Çok seviye için bu oran daha yüksek

SPİNAL FÜZYONUN DEĞERLENDİRİLMESİ Dinamik grafiler BT Füzyon seviyesinde fleksiyon ve ekstansiyonda 3.5 mm’nin üzerinde kayma, 5 derece üzerindeki açılanmalar genellikle non-füzyon kabul edilir Füzyonun oluşma süresi greftin tipine göre değişkenlik gösterir Füzyon sonrası maksimum yük taşıma 20-30 ayda oluşur

SPİNAL FÜZYON LOKAL VE SİSTEMİK BİYOLOJİK FAKTÖRLER (Vasküler beslenme, genel sağlık durumu, osteoporoz, hormonlar, ilaçlar, sigara içimi, enfeksiyonlar, tümörler, radyoterapi, kemoterapi, greft yuvasının hazırlanması) LOKAL BİOMEKANİK FAKTÖRLER (İnstabilite, yüklenme) GREFT MATERYALİ İLGİLİ FAKTÖRLER (Greft tipi ve kalitesi, alınan yer, osteoindüktif-osteokondüktif özelliği)

SİSTEMİK FAKTÖRLER Nikotin İlaçlar (Kemoterapik ajanlar, NSAİD, Kortikosteroidler) Osteoporoz GH, Troid hormonları

GREFT KONULACAK BÖLGENİN HAZIRLANMASI Konulacak yüzeyin dekortike edilmesi (Yüzey ne kadar geniş olur ise o kadar fazla vasküler kemik, osteojenik hücre, ve matriks proteinleri açığa çıkar. Ayrıca geniş yüzey ile mekanik yükü taşımak için daha yeterli temas alanı elde edilir) Kemik cilası-bone wax uygulanmaması Ölü ve travmatize dokular greft konulacak alandan uzaklaştırılır Füzyondan sonra radyoterapinin en az 3-6 hafta ertelenmesi

LOKAL BİOMEKANİK FAKTÖRLER MEKANİK STABİLİTE İnternal fiksasyon (Füzyon yapılacak segmentte hareketin az olması)(Pseudoartroz oranını azaltır) Füzyon yapılacak segmentin seviyesi ve sayısı Postoperatif eksternal korselerin kullanımı Hastaların kilosu ve aktivite durumu füzyon oranını etkiler

LOKAL BİOMEKANİK FAKTÖRLER MEKANİK STRES Greft materyali kompresif güçlere maruz kalır ise komşu spongioz kemikten greft içerisine vasküler tomurcuklar girer ve bu da proliferatif mezenşimal hücreleri stimüle eder Hareket segmentinde mekanik yüklerin %80’ı vertebranın ant elamanları tarafından taşınır Posteriorda iyileşme mekanik olarak daha az tatmin edicidir ve greftin biolojik özelliklerine daha bağımlı hale gelir

SPİNAL FÜZYON Füzyon şu aşamalardan sonra açığa çıkar Doku inflamasyonu Dokunun revaskülarizasyonu Kemik yapımının uyarılması(osteoindüksiyon) Vasküler yapıların ve osteoprogenitör hücrelerin ev sahibi dokudan greft dokusuna yayılması (osteokondüksiyon) Greftin yeniden yapılanması (remodeling)-stabil ve yük taşıyabilmesi Başarılı füzyon olması içinde greft meteryalinin bazı özelliklere sahip olması gerekir

GREFT MATERYALİNİN ÖZELLİKLERİ OSTEOKONDÜKSİYON OSTEOJENİK POTANSİYEL OSTEOİNDÜKTİF FAKTÖRLER YAPISAL BÜTÜNLÜK (OSTEOİNTEGRASYON)

1- OSTEOKONDÜKSİYON Greft meteryali kemik iyileşmesini destekleyen iskelet veya kafes olarak rol oynar Greft meteryalinin, kemikleşme süreci esnasında yeni damar oluşumlarının saha içine ilerlemesine ve osteojenik prekürsör hücrelerin infiltrasyonuna izin vermesi

OSTEOKONDÜKSİYON Otogreft kemik Allogreft kemik Demineralize kemik matriks (DBM) Kollajen ve kalsiyum fosfat seramik

2- OSTEOJENİK POTANSİYEL Osteojenik hücre; kemik oluşturma yeteneği olan veya kemik oluşturan hücrelere farklılaşan hücreler olarak isimlendirilir Taze otojen kemik Kemik iliği

3- OSTEOİNDÜKSİYON Kemik rejenerasyonu ve tamirinin değişik safhalarını indükleyen ajanlardır Multipotent hücrelerin (osteoprogenitor) fonksiyonel osteojenik hücrelere farklılaşmasını sağlayan stimülasyon özelliğidir En önemli osteoindüktif materyal kemik morfojenik proteinidir

OSTEOİNDÜKSİYON DBM Kemik oluşturucu protein Otogreft kemik Az miktarda da allogreft kemik

4- YAPISAL BÜTÜNLÜK OSTEOİNTEGRASYON Greftin arada fibroz doku oluşumuna yol açmayacak şekilde alıcı kemik yüzeyine kimyasal olarak tutunabilme özelliği Greft materyalinin kompressif yüklenmeye maruz kaldığında biomekanik mukavemet göstermesi

FÜZYON MALZEMELERİ OTOGREFT ALLOGREFT KEMİK OLUŞTURUCU PROTEİNLER DEMİNERALİZE KEMİK MATRİKS (DBM) SERAMİKLER KOMBİNE GREFTLER POLİMETİLMETAKRİLAT

İDEAL KEMİK GREFT Yapısal olarak güçlü Antijenik uygunluk Hızlı uyum, kaynama ve yeniden şekillenme Kolay uygulanım

1- OTOGREFT Aynı bireyde bir yerden başka bir sahaya nakledilen greft Spongioz (kansellöz), kortikal veya vaskülarize kortikal En iyi sonuç alınan greft Diğer materyallere göre avantajı canlı osteoblast ve osteojenik prekürsör hücre içerir

OTOJEN SPONGİOZ KEMİK Kemik füzyon için temin edilebilen en iyi greft Osteokondüktiv, osteoindüktif ve osteojenik özelliğe sahiptir Sadece yapısal bütünlük- biomekanik mukavemet özelliği yoktur Zamanla yapısal bütünlük açığa çıkar

OTOJEN KORTİKAL KEMİK Yapısal desteğe ihtiyaç olduğunda kullanılabilir. Mekanik olarak daha dayanıklıdır ve büyük kemik kayıplarında tercih edilir Spongiöz kemiğe göre az sayıda osteojenik hücre içerir, daha az temas yüzeyine ve biyolojik uyuma sahiptir Osteokondüktif ve osteoindüksiyon özelliği spongioz kemiğe göre daha azdır Başlangıçta biyomekanik mukavemete sahip fakat daha sonra bu özelliği azalır ve ilk 24 ay içerisinde greft yetersizliği ve kollaps gelişme riski artar

OTOGREFT Spongioz greftler yük taşıması gerekmediğinden daha çok posterior spinal füzyonda, kortikal greftler ise çoğunlukla anterior füzyonlarda ve üst servikal posterior füzyonlarda kullanılır Anterior füzyonda kortikospongioz kemik greft kullanmak daha avantajlıdır Bu nedenle iliak kıyıdan elde edilen kortikal ve spongioz kemiğin kombine greftlerinin mekanik ve biyolojik özellikleri oldukça yeterlidir

OTOJEN VASKÜLARİZE GREFT Daha önce radyoterapi gören ve buna bağlı fibrozis alanı olan Perioperatif radyoterapi veya kemoterapi verilmesi planlanan Greft konulacak alan 12 cm’den uzun olduğu durumlarda

OTOJEN GREFTİN DEZAVANTAJLARI Sınırlı miktarda alınabilmesi Ameliyat süresinin uzaması İstenilen boyut ve biçimde hazırlanabilme güçlüğü Alınan bölgede komplikasyonların olması ve skar dokusunun kalması (%25-30 kadar yüksek oranlarda, sıklıkla %8)

SPİNAL FÜZYON Otojen kemik grefti uygulamalarında karşılaşılan problemler nedeniyle alternatif greft meteryalleri geliştirilmeye çalışılmaktadır Kemik greftinin yerini tutabilecek ideal ajan şu özelliklere sahip olmalıdır Biyouyumlu Osteokondüktif Osteoindüktif Yapısal olarak kemiğe benzer Kullanımı kolay Ekonomik

2- ALLOGREFT Aynı türden fakat genetik olarak farklı iki birey arasında yapılan doku transferidir Kortikal & spongioz Temin etme, hazırlama ve saklama yöntemlerindeki gelişmeler ve otojen kemik kullanımında greft alınan bölge komplikasyonlarından kaçınma arzusu nedeniyle gittikçe daha fazla kullanılmaktadır Osteokondüktiv özelliği vardır ancak osteoindüktif özelliği çok az, osteojenik özelliği ise yoktur. Greft hazırlama işlemleri esnasında osteoindüktif özelliği ve mekanik yük taşıma özelliği azalır

ALLOGREFT Füzyon sağlamadığı yeterliliği? İnfeksiyöz hastalık taşıma ihtimali? Kaynama ve yeniden şekillenme süresi otogrefte göre daha uzundur Posterior olarak kullanıldığında güvenli değilken, kompresyon altında anterior kolona yerleştirildiğinde daha güvenlidir

ALLOGREFT Allogreftin içerisine otojen spongioz kemik veya kemik iliği ilavesiyle elde edilen kombine greftlerin biolojik başarısı otogrefte benzer Kullanılmadan önce yeniden yeniden ıslatılmalı-mekanik direncin yeniden kazanılması

ALLOGREFT Kortikal şaft Kortikal strip Spongioz kemik parçaları Kortikal kemik parçaları Spongioz blok Demineralize kortikal toz

ALLOGREFTLERİN STANDART OTOGREFTLERE GÖRE AVANTAJI Otojen greft alımı esnasındaki morbidite önlenir Otogreftin yeterli olmadığı büyük kemik kayıplarında Otojen kortikal greftlere göre değişik boyutlarda kortikal kemik sağlanabilir Jel, toz ve macun gibi bir çok şekilde işlenebilir ve bu da amaca yönelik kullanım kolaylığı sağlar

3- KEMİK OLUŞTURUCU PROTEİNLER BONE MORFOJENİK PROTEİN Deneysel Kemik büyümesini ve kaynaşmasını stimüle etme yeteneğine sahiptir

4- DEMİNERALİZE KEMİK MATRİSİ DBM Mineral kısmı çıkarılmış allogreft kemiğin daha az immunojenik şekli Osteokondüktif ve farklı derecede osteoindüktif özelliği vardır. Hızlı bir şekilde yeniden damarlanır Otojen greftlerin ilavesi ile füzyon kalitesi daha da artar, diğer allogreft ile birlikte kullanımının sonuçları kötü Yapısal ve mekanik stabiliteyi tek başlarına sağlayamazlar- Destek greft olarak kullanılmaz DBM-Grafton- Gel,putty, flex, chips ve crunch

KEMİK GREFT YERİNE KULLANILABİLECEK MATERYALLER SERAMİKLER POLİMETİLMETAKRİLAT Biolojik olmayan, sentetik Her ikisinin de osteojenik ve osteoindüktif özelliği yoktur Seramiklerin osteokondüktif özelliği vardır fakat PMM’da bu özellik yoktur

5- SERAMİKLER Hidroksiapatit ve trikalsiyum fosfat (TCP) gibi kalsiyum fosfat birleşikleri Çoğu sentetiktir, bir kısmı mercan kaynaklı Kemiğin %60-70’ini oluşturan inorganik kısmını taklit ederler Ticari olarak gözenekli veya gözeneksiz implantlar ve gözenekli granül partiküller şeklinde

SERAMİKLER Gevrek-çok az gerilme mukavemeti var, içerisinde yeni kemik oluşuncaya kadar yüklenmelerden korunmalıdır Otogreft ile karıştırılarak kemik greft genişleticisi olarak kullanılabilr TCP & Hidroksiapatit TCP gözeneklerinden dolayı daha iyi yeniden şekillenir fakat hızla rezorbe olduğundan dolayı makanik olarak daha zayıftır-kompresyon altında kullanımı ideal değildir. Granül formu daha kullanılışlıdır Klinik uygulamada ikisinin kombinasyonu önerilir

SERAMİKLER Pro Osteon 500 - Pro Osteon 200 Bi-Ostetic ChronOS NovaBOne-C/M Camceram Enjekte edilebilen seramik çimentolar Mercan kaynaklı hidroksiapatit, sentetik biyoaktif cam materyaller En büyük avantajları, değişik şekil ve miktarlarda üretilebilmeleri ve greft alma yerinde morbiditeye neden olmamalarıdır

6- KOMBİNE GREFTLER Hem osteokondüktif matriks, hem de osteojenik veya osteoindüktif materyal içeren ürünlerin kombinasyonu Genellikle bir allogreftin içine otojenik kemik iliği veya spongioz kemik ilavesiyle (komposit greft) Kaliteli otojenik kemiği olmayan osteoporotik hastalarda kullanmak daha yararlıdır

7- POLİMETİLMETAKRİLAT Akrilik, çimento Anterior spinal cerrahi Sağ kalım süresi kısa, metastatik tümörlerde rekonstrüksiyon amaçlı olarak Kemik ile çimentonun birbirine bağlanması adezyon ile değil, çimento partikülleri ile kemik spekülleri arasındaki interdijitasyon ile olur

POLİMETİLMETAKRİLAT Günümüzde özellikle osteoporotik vertebraların güçlendirilmesinde, kifoplasti ve vertebroplastide kullanılmaktadır

SONUÇ Otogreftler; osteogenesis, osteoindüksiyon, osteokondüksiyon ve osteointegrasyon dikkate alındığında, major ve minör komplikasyonları olmakla birlikte, gelişmekte olan ülkemiz koşullarında ilk tercih edilecek greftler olarak düşünülmelidir

SONUÇ Altta yatan hastalığa veya patolojiye, Cerrahinin amacına, Greftin yerleştirileceği bölgeye, Elde edilebilen greftin tipine, Cerrahın tercihin ve deneyimine, Hastaya ait faktörlere, Ekonomik boyutuna, Hastanın tercihine göre karar verilir

SOSYAL GÜVENLİK KURUMU (SGK) BAŞKANLIĞI 17 NİSAN 2008 Otogreft her zaman altın standarttır ve kullanılacak ise öncelikle tercih edilmelidir Füzyon amaçlı putty, crunch, chips şeklindeki DBM allogreftleri ve sentetik kalsiyum fosfat granülleri de bu amaçla otogreftlere alternatif olarak sıklıkla kullanılmaktadır

SOSYAL GÜVENLİK KURUMU (SGK) BAŞKANLIĞI 17 NİSAN 2008 Allogreftler belirli istisnalar dışında otogreftlere üstün değildir Maliyet açısından otogreftlere göre ciddi dezavattajları vardır Rutin olgularda kullanımının, tıbbi zorunluktan ziyade hasta ve hekimin seçimine bağlı olduğu tespit edilmiştir Buna göre kemik yapımını uyaran bu materyallerin (DBM, DBM içeren ürünlerin) kullanım endikasyonları şunlardır

SOSYAL GÜVENLİK KURUMU (SGK) BAŞKANLIĞI 17 NİSAN 2008 Osteojenik aktivitenin istendiği atrofik nonunion, psedoartroz olgularında Kemik oluşumunu artırmada (örneğin avasküler nekroz, kemik tümörleri) Tümoral hastalıklarda (iyi veya kötü huylu) oluşan defektlerin giderilmesinde Revizyon cerrahisinde (vertebral enstrümantasyon) Patolojik kırıklarda oluşan metafizial defektlerde osteokondüktif amaçlı kullanılabilir

SOSYAL GÜVENLİK KURUMU (SGK) BAŞKANLIĞI 17 NİSAN 2008 Kemik yerine geçen materyallerin (liyofize edilmiş strut greft, kortikal ve spongioz kemik içeren yongalar, küpler vb.) kullanım endikasyonları

SOSYAL GÜVENLİK KURUMU (SGK) BAŞKANLIĞI 17 NİSAN 2008 Fazla miktarda greftin gerektiği defektli ve çok parçalı kırıklarda, Otogreft donör alımında morbidite bulunma riski olan hastalar, Daha önce otogreft uygulanmış ve greft alımında yeterli doku bulunmayanlarda Kemiklerde geniş defektler oluşturan beningn ve malign tümörlerin cerrahisinde İmplant uygulanması gereken omurga cerrahisinde uygun olduğu kanaatine varılmıştır,

SOSYAL GÜVENLİK KURUMU (SGK) BAŞKANLIĞI 17 NİSAN 2008 Spinal stabilizasyon operasyonlarında her seviye için en fazla 10 cc (spongioz allogreft) kullanılabileceği, Servikal füzyon ameliyatlarında disk mesafesinde kafes içine otojen greft kullanılacağı, ancak tıbben gerekli olduğu durumlarda en fazla 1 cc DBM içerikli allogreft kullanılabileceği,

SOSYAL GÜVENLİK KURUMU (SGK) BAŞKANLIĞI 17 NİSAN 2008 Kemik greftlerinin birden fazla formunun birlikte kullanımının üstünlüğünü gösteren bir çalışma olmadığından, bu durumun karşılanmıyacağı (Allogreftlerin kombine kullanımı), Spinal cerrahide tümör yada travma nedeniyle vertebrektomi boşluğuna titanyum yada çelik kafes yerleştirilmesi sırasında kafesin içinin olabildiğince otogreft ile doldurulmasının en ideal yaklaşım olduğu, Şeklinde kullanım miktarları ve endikasyon kriterleri belirlenmiştir