Abstract

Background. The reconstruction of long bone defects that occur after resection of tumors is a problem that requires constant study. Bone allografts are often used in this scenario. Unfortunately, while they are prepared, allografts partially lose their strength and osteoinductive properties; their survivability in oncological patients is only 40% after 10 years. This is why the search for superior allograft treatment methods and the study of allograft remodeling and incorporation in oncological patients, whose state has been affected by radiation or chemotherapy, is an area of interest. Purpose – study the structure of bone tissue in the distal metaphysis of a rat’s femur after bone allograft implantation (sterilized using gamma radiation or antibiotic saturation) and post-operative intraperitoneal cisplatin injection. Materials and Methods. Experiments were performed on 20 male white rats aged 5–6 months at the beginning of the experiment and weighed 365.8 ± 6.4g. All rats underwent a surgery that created a defect in the distal metaphysis of the femur which was filled with a bone allograft treated with gamma radiation (Control-1 and Experimental-1 groups) or saturated with an antibiotic (Control-2 and Experimental-2 groups). 14 days after allograft implantation, animals from the control groups received an intraperitoneal injection of 2.0–2.4 ml of 0.9% NaCl, while animals from the experimental groups received 2.5mg/kg of cisplatin. Histological analysis and histomorphometry were completed 30 days after the surgery. Results. 30 days after the operation, the smallest relative area of bone tissue (11.79%) was observed in rats from the Experimental-1 group, with gamma radiation treated allografts and post-operative intraperitoneal cisplatin injections. A somewhat higher value was found in the Experimental-2 group (antibiotic saturation + cisplatin) – 31.64%. In the control groups, (intraperitoneal injection 0.9% NaCl), the relative area of bone tissue was 16.7% (Control-1, gamma radiation treatment) and 58.09% (Control-2, antibiotic saturation). The relative area of fibrous tissue was the largest in the Experimental-1 group – 31.55% and the smallest in the Control-2 group – 12.79%. Conclusions. Allograft remodeling occurs along with the formation of bone and fibrous tissue when allografts are used to fill defects in the distal femoral metaphysis of rats, However, the relative percentages of those tissues depend on the allograft sterilization method and the use of cytostatic agents. The largest relative percentage of bone tissue (58.09%) was obtained using an allograft saturated with antibiotics and without the administration of cisplatin. The smallest (11.79%), on the other hand, occurred in gamma radiation treated allografts with cisplatin injected intraperitoneally after the operation

Highlights

  • Реконструкцію післярезекційних дефектів довгих кісток у разі їхнього ураження пухлинами є актуальною проблемою, що потребує постійного вивчення

  • This study evaluated the effect of different sterilization methods and post-operational injections of cisplatin on the remodeling of allografts

  • Allografts were placed in the transcortical defects of distal femoral metaphyses in rats; 14 days after the operation, the animals received an intraperitoneal injection of 2.0 – 2.4 ml of 0.9% NaCl (Control-1 and Control-2 groups) or 2.5mg/kg of cisplatin (Experimental-1 and Experimental-2 groups). 30 days after the operation, remodeled allografts, parts of which were replaced with bone and fibrous tissue, whose areas varied between groups, were observed in the defects

Read more

Summary

Introduction

Реконструкцію післярезекційних дефектів довгих кісток у разі їхнього ураження пухлинами є актуальною проблемою, що потребує постійного вивчення. Протягом декількох десятиріч у світі триває пошук «ідеального» імплантаційного матеріалу для цієї мети. Основними вимогами до імплантатів є їхня біоінертність, можливість замістити дефекти кісток різного розміру та форми, біосумісність із прилеглими тканинами реципієнта, міцність [1, 2]. Сьогодні використовують безліч технік для реконструкції великих дефектів кісток і суглобів. Серед них основними є кісткова пластика з використанням ауто-, ало- та ксенотрансплантатів, дистракційний остеосинтез, заміщення дефектів біоматеріалами, модульне та індивідуальне ендопротезування [3–5]. Проте на сьогодні все більшої популярності набувають комбіновані методи заміщення великих сегментарних дефектів кісток і суглобів, до яких належать: дистракційний остеогенез у поєднанні з кістковою аутопластикою, алокомпозитне ендопротезування (allograft prosthesis composite – APC). Саме комбінація методик дозволяє звести до мінімуму недоліки кожної з них і використати необхідні їхні переваги [6, 7]

Methods
Results
Discussion
Conclusion
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call