Djelovanje fokusiranog i radijalnog udarnog vala na cijeljenje koštanih prijeloma i okolnih mekih tkiva u štakora : doktorski rad

Terapija udarnim valom (engl. extracorporeal shock wave therapy, ESWT) pronašla je svoje mjesto u liječenju raznih bolesti lokomotornog sustava, kao što su: akutni prijelom, ne zacjeljujući prijelom, kronični tendinitis i pseudoartroza. Fokusirani udarni val ( engl. focused extracorporeal shock wave, fESW) omogućuje maksimalnu energiju u terapijskoj zoni kao i mogućnost podešavanja dubine penetracije. Radijalni udarni val (engl. radial extracorporeal shock wave, rESW) najviše djeluje na površna tkiva, a energija opada sa udaljenošću od aplikatora. Cilj istraživanja Cilj je bio analizirati kvalitetu tkiva tijekom cijeljenja kosti, mišića i tetive te ispitati razliku u učinkovitosti primjene radijalnog i fokusiranog udarnog vala na cijeljenje. Materijal i metode Istraživanje je provedeno na 84 Wistar štakora, ženskog roda, podijeljenih u fESWT skupinu (n=36), rESWT skupinu (n=36) i kontrolnu skupinu (n=12). Životinje su tretirane fESW različite gustoće energije te rESW različitog pritiska. U imunohistokemijskoj analizi kalusa korištena su poliklonalna zečja protutijela: anti - BMP - 7, anti - GDF - 5 i anti - VGF - A, a u analizi tetive korišteno je anti – VGF - A protutijelo. Površina poprečnog presjeka kalusnih tkiva mjerena je metodom histomorfometrije. Rezultati U ESWT skupini nađena je veća površina koštanih gredica u odnosu na kontrolu. Post-hoc analizom utvrđena je najveća površina poprečnog presjeka (PPP) koštanih gredica (1.7 mm2), a najmanja površina hrskavice (0.04 mm2), u rESWT skupini 22. dan. Histološka analiza oporavka mišića upućuje na dobru organizaciju mišićnih vlakana 15. dan cijeljenja rESW i 22. dan cijeljenja fESW. Tijekom cijeljenja tetive se 15. dan cijeljenja rESW opaža značajno umnažanje kolagenih vlakana, kakvo se vidi 22. dan cijeljenja fESW. Djelovanjem na kost štakora rESW utvrđen je najveći postotak VEGF - A pozitivnih vaskularnih prostora i BMP - 7 pozitivnih fibrocita/fibroblasta 15. dan cijeljenja. Imunohistokemijskom analizom tetive štakora nađena je najveća ekspresija VEGF - A pozitivnih vaskularnih prostora 15. dan cijeljenja rESW. Zaključak Reparacija koštanog prijeloma duge kosti je poboljšana u ESWT grupi. Usporedbom između fESW i rESW utvrđeno je da rESW jače stimulira procese okoštavanja kalusa nego fESW. rESW se pokazao najučinkovitijim u procesu cijeljenja prijeloma trupa fibule štakora te u poticanju oporavka m. peroneusa i patelarne tetive. Extracorporeal shock wave therapy (ESWT) has found its place in the medical treatment of various diseases of the locomotor system such as: acute fracture, nonunion, chronic tendinitis and pseudoarthrosis. Focused ESWT (fESWT) enables maximum energy in the therapeutic zone and depth of penetration can be adjusted. Radial, unfocused pressure shock wave therapy (rESWT) is the most efficient on the superficial tissues, and its energy decreases by the distance of the applicator. Aim The aim was to analyze the quality of the tissue during healing of the bone, muscle and tendon, and to examine the difference in the effectiveness of the application of rESW and fESW on healing. Materials and methods For the purpose of this investigation 84 female Wistar rats were divided in fESWT group (n=36), rESWT group (n=36) and controls (n=12). Animals were treated with fESW of the different density of energy and rESW with different pressures. In imunohystochemical analysis of the callus, rabbit polyclonal antibodies: anti - BMP - 7, anti - GDF - 5 and anti - VGF - A were used, and in the analysis of the tendon anti – VGF - A antibody was used. Cross-sectional area (CSA) of the tissues in the callus was measured by histomorphometry. Results ESWT group had the largest CSA of the bone trabeculae compared to controls. Post-hoc analyses revealed the largest CSA of the bone trabeculae (1.7 mm2) and the smallest CSA of the cartilage (0.04 mm2) at 22nd day of the rESWT group. Histological analyses of muscle recovery points to a good organization of muscle fibers on the 15th day of the healing by the rESW and on the 22nd day of the healing by the fESW. During tendon healing, significant amplification of collagen fibers was observed on the 15th day by the rESW healing, as seen on the 22nd day by the fESW healing. By acting on bone with rESW, the highest percentage of the VEGF - A positive vascular space and BMP - 7 positive fibrocite / fibroblast was found on 15th day of healing. Immunohystochemical analysis of the rat's tendon revealed the highest expression of the VEGF - A positive vascular spaces on 15th day of the healing by rESW. Conclusion Long bone fracture repair is enhanced in ESWT group. Comparison between fESW and rESW suggests that rESW strongly stimulates processes of the callus ossification than fESW. rESW is the most effective during process of healing of fractures of the rat’s fibula and in stimulating recovery of the m. peroneus and patellar tendon.