Methods: The study included 30 New Zealand white rabbits with an average weight of 4-5.5 kg. We separated the rabbits into three groups. In the first group (sham group), we did not implement invasive procedure on the trachea. In the second group (control group), anastomosis after incision was perfomed between the ninth and 10th tracheal rings. In the third group (PRP group), we implemented PRP to anastomosis region and inside the cartilage.
Results: None of the animals died after surgery. The granulation in the control and PRP sections was remarkable in the macroscopic examination. Fibrosis and neovascularization were more distinct in the PRP group compared to other groups in the microscopic examination. Tracheal stenosis after anastomosis was lesser in the PRP group compared to the other groups (p2=0.001).
Conclusion: Platelet rich plasma is a safe autologous product in tracheotomy which may reduce complications and possible tracheal stenosis after surgery.
Deney için 4-5.5 kg ağırlığında 30 adet Yeni Zelanda beyaz tavşanı seçildi. Tavşanlar cerrahiden 15 gün önce temizlik ve beslenme açısından bakıma alındı. Deney öncesi tavşanlar rastgele üç gruba ayrıldı. Cerrahi işlem öncesi tüm tavşanlara intramusküler 20 mg/kg ksilazin ve 4 mg/kg ketamin-hidroklorid anestezisi, 250 mg sefaklor monohidrat ile profilaktik antibiyotik ve 25 mg diklofenak sodyum analjezik tedavisi uygulandı. Tüm tavşanların boyun bölgesindeki kıllar tıraş edildi ve poviodon iyod ile sterilite sağlandı.
Birinci gruptaki [cerrahi kontrol (sham) grubu] tavşanların boyun bölgelerine 5-6 cm insizyon yapıldı, trakeaları diseke edilerek serbestleştirildi, trakeaya herhangi bir insizyon ve girişim yapılmadı. Cilt ve cilt altı dokular anatomik pozisyonda kapatıldı.
İkinci gruptaki (kontrol grubu) tavşanların boyun bölgelerine 5-6 cm insizyon yapıldı ve trakea serbestleştirildi. Trakeanın 9. ve 10. kıkırdak halkaları arasındaki anüler ligament anterolateral pozisyonda tam kat olacak şekilde kesilerek trakeal lümene ulaşıldı. Kıkırdak halkaların tam olarak birbirinden ayrılmasına ve mebranöz kısmın sağlam bırakılmasına dikkat edildi. İnsizyon yapılan bu bölge 4-0 emilmeyen poliprolen sütür ile hızlı bir şekilde (2-3 dakika içinde) 5-6 yerden tek-tek dikilerek anastomoz tamamlandı. Hayvanın ağzından pozitif basınçlı hava ambu yardımı ile verilerek anastomozdan kaçak kontrolü yapıldı. Cilt ve cilt altı dokular anatomik pozisyonda kapatıldı.
Üçüncü gruptaki (TZP grubu) tavşanların cerrahisine başlamadan önce TZP solüsyonu hazırlandı.
TZP hazırlığı: TZP uygulanacak 10 tavşanın cerrahi öncesi sağ kulaklarındaki marjinal venlerden 8 mL kan alındı ve 1 mL antikoagülan (sitrat-dextro) eklendi (toplam 9 mL). Cence H1650 model (Hunan Xiangyi Laboratory Instrument Development Co., Ltd., Şanghay) santrifüj aletinde 8 dakika 3000 devirde santrifüj edildi. Oluşan çökeltinin üst kısmındaki 2 mL trombositten fakir solüsyon ile en alttaki 5 mL eritrositten zengin plazma çalkalanmadan ayrıldı (Şekil 1a). Toplam 2 mL trombositten zengin solüsyon insülin enjektörüne çekildi. Bu solüsyona aktivatör olarak 1 mL %10’luk kalsiyum klorit eklenerek toplam 3 mL TZP solüsyonu kullanıma hazırlandı. Tavşanların boyun bölgelerine 5-6 cm insizyon yapıldı ve trakea serbestleştirildi. Trakeanın 9. ve 10. kıkırdak halkaları arasındaki anüler ligament anterolateral pozisyonda tam kat olacak şekilde kesilerek trakeal lümene ulaşıldı (Şekil 1b). Kıkırdak halkaların tam olarak birbirinden ayrılmasına ve mebranöz kısmın sağlam bırakılmasına dikkat edildi. İnsizyon yapılan bu bölge 4.0 emilmeyen poliprolen ile hızlı bir şekilde (2-3 dakika içinde) 5-6 yerden tek-tek dikilerek anastomoz tamamlandı. Hayvanın ağzından ambu yardımı ile pozitif basınçlı hava verilerek anastomozdan kaçak kontrolü yapıldı. Trombositten zengin plazma solüsyonun 2 mL’si trakeanın anastomoz yapılan kıkırdaklarının 3-4 bölgesine, kıkırdak içine olacak şekilde enjekte edildi. Kalan 1 mL’lik TZP solüsyonu anastomoz hattı üzerine döküldü. Cilt, cilt altı dokular anatomik pozisyonda kapatıldı.
Tüm tavşanlar dikkatli şekilde anastomoz komplikasyonları, enfeksiyon, lokal ve sistemik yan etkiler açısından 30 gün takip edildi. Takip sonrası 30. gün tavşanlara yerel etik kurulu yönergesi ilkelerine uygun olarak veteriner hekim eşliğinde ötenazi uygulandı. Tüm hayvanların trakeaları dikkatli bir şekilde diseke edildi. Trakeal lümen kalınlıkları sağlam bölgeden ve anastomoz bölgesinden ACUSON P300 ultrasound system abdominal renal vasculature color Doppler ultrasonografi cihazı (Siemens AG, Münih, Almanya) ile ölçüldü (Tablo 1). Trakea krikoid kıkırdaktan karinaya kadar total olarak çıkarıldı.
Tablo 1: Ultrasonografi ile ölçülen trakea lümen çapları
Histolopatolojik değerlendirmede trakeadan alınan doku örnekleri %10’luk formaldehit solüsyonunda tespit edildi. Rutin doku takibi sonrası parafine gömülen bloklardan 4 μ kalınlığında kesitler alınarak Hematoksilen- Eozin (H-E) ile boyandı. Boyama sonrası kesitler ışık mikroskobunda incelenerek fotoğraflandı.
Cerrahi kontrol ve TZP gruplarında mikroskobik olarak hiperemi, hücre infiltrasyonu, bağ doku artışı ve neovaskülarizasyon gibi kriterler göz önünde bulundurularak inceleme yapıldı. Belirtilen kriterler x400 büyütmede rastgele seçilmiş dört farklı mikroskop sahasında semikantitatif olarak sayılarak hafif, orta ve yoğun şeklinde değerlendirildi.
Makroskopik inceleme
Cerrahi kontrol grubunda; cilt ve cilt altı hiperemi,
enfeksiyon veya nefes darlığına neden olabilecek herhangi
bir bulguya (huzursuzluk, aşırı ya da yavaş hareket ve
derin nefes alma) rastlanmadı. Trakeanın diseksiyonu
sonrası yapılan incelemede bir enfeksiyon veya enflamasyon
bulgusuna rastlanmadı. Bu tavşanlarda anastomoz
yapılmadığı için lümen kalınlıkları ölçülmedi.
Kontrol ve TZP gruplarında; cilt ve cilt altı hiperemi, infeksiyon bulguları ile nefes darlığını gösterecek bulgular görülmedi. Her iki grubun anastomoz hattında belirgin derecede enflamasyon ve granülasyon doku varlığı dikkat çekici idi.
Mikroskobik değerlendirme
Her üç grupta da değişen oranlarda hiperemi, hücre
infiltrasyonu, bağ doku artışı ve yeni damar oluşumları
gözlendi. Kriterlerin değerlendirmesine ait bulgular
Tablo 2’de verilmiştir.
Tablo 2: Üç grubun histopatolojik değerlendirmesi
Tüm gruplarda hiperemiye lamina propria ve submukozada rastlandı. Tablo 2’de görüldüğü gibi hiperemi kontrol grubunda diğer iki gruptakinden anlamlı şekilde yoğun idi. TZP grubunda lamina propriası ve submukozasında değişen oranlarda nötrofil, eozinofil, lenfosit, plazma hücresi ve makrofajlarda oluşan hücre infiltrasyonlarına rastlandı. Cerrahi kontrol grubunda orta şiddette mononükleer hücre (lenfosit ve plazma hücresi, az sayıda makrofaj), nötrofil ve eozinofil lökosit infiltrasyonları gözlendi. Kontrol grubunda orta şiddette mononükleer hücre (lenfosit ve plazma hücresi, az sayıda makrofaj), nötrofil lökosit infiltrasyonları görüldü. TZP grubunda ise makrofaj, lenfosit ve plazma hücrelerinden oluşan hücre infiltrasyonu dikkati çekti. Gruplar arasındaki hücre infiltrasyonu yoğunluğu çoktan aza doğru sırası ile kontrol, sham ve TZP grubu şeklinde idi. Dikiş bölgesi ve çevresinde TZP grubunda, sham ve kontrol grubuna kıyasla daha düzenli ve orta şiddette bağ doku artışı gözlendi. Özellikle bağ doku artışının olduğu TZP grubunda diğer iki gruba kıyasla orta şiddette yeni damar oluşumları (neovaskülarizasyon) dikkati çekti (Şekil 2, Tablo 2).
Dijital Doppler ultrasonografi ölçümleri
Trakeal lümen çapları sağlam bölgeden ve anastomoz
bölgesinden olmak üzere iki yerden renkli Doppler
ultrasonografi cihazı (ACUSON P300, Siemens AG,
Münih Almanya) ile ölçüldü (Tablo 1). Ölçümlerde
grup içi ve gruplar arası lümen çap farkları ile [sağlam
bölge çapı - anastomoz bölgesi çapı/sağlam bölge
çapı (N-A/N)] oranlaması alınarak bu orandaki farklar
değerlendirildi.
Kontrol grubunun trakeal lümen çap ölçümlerinde; sağlam trakea bölgesinin lümen çapı ortalaması 6.32±0.20 mm (6.50-5.90) iken, anastomoz bölgesinin trakeal lümen çap ortalaması 5.53±0.16 mm (5.80-5.30) idi. Bu gruptaki trakeal lümen çap değişiklikleri anlamlı bulundu (p1=0.001). TZP grubunun trakeal lümen çapı ölçümlerinde; sağlam trakea bölgesinin lümen çapı ortalaması 6.07±0.16 mm (6.30-5.80) iken, anastomoz bölgesinin trakeal lümen çap ortalaması 5.62±0.17 mm (5.80-5.30) idi. Bu gruptaki trakeal lümen çap değişiklikleri de anlamlı bulundu (p1=0.001) (Tablo 3).
Tablo 3: Kontrol ve trombositten zengin plazma gruplarındaki lümen çaplarının karşılaştırılması
Gruplar arası (N-A)/N’nin karşılaştırmasında; kontrol grubunun trakeal lümen çap değişiminin 0.12±0.02 (0.16-0.10), TZP grubunun trakeal lümen çap değişiminin 0.07±0.02 (0.11-0.05) olduğu saptandı. Kontrol grubundaki trakeal lümen daralmasının TZP grubundan daha fazla olması, istatistiksel olarak anlamlı bulundu (p2=0.001) (Tablo 3, Şekil 3). Bu veriler ışığında TZP grubundaki trakeal lümen çap değişimin daha az olduğu, trakeal lümenin daha az daraldığı tespit edildi.
Gómez-Caro ve ark.[13] TZP’nin trakeal anastomozdaki etkinliğini araştırdıkları bir hayvan deneyinde 15 domuzu üç gruba ayırmış, hayvanların trakealarına yaptıkları cerrahi kesi sonrası anastomoz yapmış ve gruplardan birine TZP uygulamışlardır. Araştırmacılar deney sonrası TZP uygulanan grupta trakealarda iyileşme evresinin hızlı başladığını ve peritrakeal vaskülarizasyonun hızlı geliştiğini tespit etmişler, lokal veya sistemik bir yan etki ve trakeal darlıkta gruplar arası bir fark tespit edememişlerdir. Bu deneyimden yola çıkarak toraks cerrahisinde TZP uygulanmasının doku iyileşmesinde yararlı olabileceğini düşündük ve TZP ile bir hayvan deneyini gerçekleştirerek trakea cerrahisinde yara yeri iyileşmesini hızlandırabileceğimizi gözlemlemeye çalıştık. Yaptığımız deneyde Gómez- Caro ve ark.nın[13] elde ettiği sonuçlara benzer yanıtlar aldık. Bizim çalışmamızda TZP yapılan grupta trakeal darlığın diğer gruplara kıyasla anlamlı derecede az olduğunu ve trakeal cerrahide TZP kullanımının trakeal darlığı engelleyebileceğini tespit ettik.
Bir başka çalışmada Andreetti ve ark.[14] TZP’yi akciğer rezeksiyonu sonrası oluşan persistent bronkoplevral fistüllü bir hastada plevrayı yıkamak için kullanmışlardır. Hastanın dreninden üç gün boyunca 7.5 mL TZP vermişler ve üçüncü gün hava drenajının durduğunu gözlemlemişlerdir. Yara iyileşmesinde dokuya ait hücrelerin çoğalması veya yenilenmesinde bağ doku artışı ve neovaskülarizasyon önemli parametrelerdir.[15,16] Hücre infiltrasyonları içerisinde nötrofillerin azalması, bağ dokunun artması ve özellikle makrofajların çoğalması iyileşmenin olumlu yönde ilerlediğinin göstergeleridir. Çalışmada TZP grubunda nötrofil sayısı diğer iki gruba kıyasla azalmış olup, makrofajların artığı gözlenmiştir. Ayrıca TZP grubunda diğer iki gruba kıyasla anlamlı ve düzenli bağ doku artışı olduğu dikkat çekicidir. Neovaskülarizasyon da yara yeri iyileşmesinin ana bileşenlerindendir. Yara alanında çoğalan damarlar anastomozlar yaparak bölgeye daha fazla kan desteğini sağlar.[17] Bu çalışmada sham ve kontrol grubunda neovaskülarizyon hafif iken, TZP grubunda orta şiddette neovaskülarizyon bulunması, TZP’nin yara yeri iyileşmesini hızlandırmasında kanıt olabilir.
Tokuishi ve ark.[18] trakeobronşiyal rüptürlü bir hastada cerrahi uyguladıkları yerin anastomoz bölgesi üzerine adipoze doku ve fibrin doku yapıştırıcısını birlikte kullanarak yara yeri iyileşmesini hızlandırmaya ve cerrahi sonrası oluşabilecek komplikasyonları engellemeye çalışmış ve uyguladıkları tedavide başarı elde etmişlerdir. Çalışmamızda cerrahi uyguladığımız alana ve anastomoz yaptığımız kıkırdak halkaların içine TZP uyguladık ve histopatojik olarak neovaskülarizasyonun arttığını ve yara yerinin daha hızlı iyileştiğini saptadık.
Spartalis ve ark.[19] domuzlar ile yaptıkları bir hayvan deneyinde, pnömonektomi sonrası bronş güdüğünün iyileşmesinde TZP’nin etkinliğini araştırmışlar ve yaptıkları sol pnömonektomi sonrası bir grubun bronş güdüğü üzerine TZP uygulamışlar, TZP uygulanan grubun bronş güdüğünde granülasyonun deney sonrası hızlandığını tespit etmişlerdir. Bizim çalışmamızda da TZP uygulanan trakealarda mikroskopik olarak granülasyon dokusunun iyi geliştiğini tespit ettik. Birçok çalışma göstermiştir ki trakeal cerrahi sonrası gelişecek en önemli komplikasyonlardan biri trakeal darlıktır.[20,21] Oluşacak bu komplikasyonu önlemek amacı ile yapılmış çok az çalışma bulunmaktadır. Çalışmamızın bu alana ışık tutabileceği düşüncesindeyiz. Deneyimizin sonunda kontrol grubu ile TZP grubunun trekal lümen çapları Doppler USG ile değerlendirildi. Trombositten zengin plazma kullanılan grupta ameliyat sonrası trakeal lümenin daha az daraldığı saptandı. Bunun da TZP’nin yara yerini hem hızlı hem de kaliteli şekilde iyileştirdiğinin bir kanıtı olduğunu düşünmekteyiz.
Biz hayvanlara gereksiz invaziv işlem yapmamak amaçlı çoğu araştırma tarafından zaten vurgulanan TZP’deki yoğun konsantrasyonda trombosit ve büyüme faktörü ölçümlerini yapmadık.
Sonuç olarak, trombositten zengin plazma trakea cerrahisinde güvenli şekilde kullanılarak, komplikasyonları minimalize edebilecek, cerrahi sonrası oluşabilecek trekal darlığı azaltabilecek ve yara yerini hızlı şekilde iyileştirebilecek otolog bir üründür.
Çıkar çakışması beyanı
Yazarlar bu yazının hazırlanması ve yayınlanması aşamasında
herhangi bir çıkar çakışması olmadığını beyan etmişlerdir.
Finansman
Yazarlar bu yazının araştırma ve yazarlık sürecinde herhangi
bir finansal destek almadıklarını beyan etmişlerdir.
1) Grillo HC, Donahue DM, Mathisen DJ, Wain JC, Wright
CD. Postintubation tracheal stenosis. Treatment and results.
J Thorac Cardiovasc Surg 1995;109:486-92.
2) Grillo HC, Mathisen DJ. Primary tracheal tumors: treatment
and results. Ann Thorac Surg 1990;49:69-77.
3) Aurora P, Edwards LB, Christie JD, Dobbels F, Kirk R,
Rahmel AO, et al. Registry of the International Society for
Heart and Lung Transplantation: Twelfth Official Pediatric
Lung and Heart/Lung Transplantation Report-2009. J Heart
Lung Transplant 2009;28:1023-30.
4) Liang YL, Liu GN, Zheng HW, Li Y, Chen LC, Fu YY, et al.
Management of Benign Tracheal Stenosis by Small-diameter
Tube-assisted Bronchoscopic Balloon Dilatation. Chin Med
J (Engl) 2015;128:1326-30.
5) Ozbaran M, Turhan K, Yagdı T, Gulen F, Ozcan C, Engin C,
et al. One case, two “firsts”: first successful double lung and
first pediatric lung transplantation in Turkey. Turk Gogus
Kalp Dama 2010;18:145-7.
6) Georgiev-Hristov T, García-Arranz M, García-Gómez I,
García-Cabezas MA, Trébol J, Vega-Clemente L, et al.
Sutures enriched with adipose-derived stem cells decrease
the local acute inflammation after tracheal anastomosis in a
murine model. Eur J Cardiothorac Surg 2012;42:40-7.
7) Yıldızhan A, Yiyit N, Candas F, Görür R, Işıtmangil T.
Detecting the efficacy of cyanoacrylate onto bronchial
closure on an animal model.Gulhane Med J 2012;54: 228-32.
8) Peker K, Demiryılmaz I, Yılmaz I. Endoscopic treatment of
anastomotic leakage with fibrin glue. Dicle Medical Journal
2013;40:490-1.
9) Anitua E, Sánchez M, Nurden AT, Nurden P, Orive G, Andía
I. New insights into and novel applications for platelet-rich
fibrin therapies. Trends Biotechnol 2006;24:227-34.
10) Everts PA, Knape JT, Weibrich G, Schönberger JP, Hoffmann
J, Overdevest EP, et al. Platelet-rich plasma and platelet gel:
a review. J Extra Corpor Technol 2006;38:174-87.
11) Lyras DN, Kazakos K, Verettas D, Polychronidis A,
Tryfonidis M, Botaitis S, et al. The influence of platelet-rich
plasma on angiogenesis during the early phase of tendon
healing. Foot Ankle Int 2009;30:1101-6.
12) Gómez-Caro A, Ausin P, Boada M. Platelet rich plasma
improves the healing process after airway anastomosis.
Interact Cardiovasc Thorac Surg 2011;13:552-6.
13) Gómez-Caro A, Ausin P, Boada M. Platelet rich plasma
improves the healing process after airway anastomosis.
Interact Cardiovasc Thorac Surg 2011;13:552-6.
14) Andreetti C, Ibrahim M, Ciccone A, D’Andrilli A, Poggi C,
Maurizi G, et al. Autologus platelet gel for the management
of persistent alveolar fistula after lung resection. Minerva
Chir 2010;65:695-9.
15) Rodgers KE, Roda N, Felix JE, Espinoza T, Maldonado
S, diZerega G. Histological evaluation of the effects of angiotensin peptides on wound repair in diabetic mice. Exp Dermatol 2003;12:784-90.
16) Rinastiti M, Harijadi, Santoso AL, Sosroseno W. Histological
evaluation of rabbit gingival wound healing transplanted
with human amniotic membrane. Int J Oral Maxillofac Surg
2006;35:247-51.
17) Slauson DO, Cooper BJ, Suter MM. Inflammationandrepair.
In: Mechanisms of Disease: A Textbook of Comparative
General Pathology. Maryland, MD: Williams & Wilkins;
1990. p. 167-301.
18) Tokuishi K, Yamamoto S, Anami K, Moroga T, Miyawaki
M, Chujo M, et al. Successful application of subcutaneous
adipose tissue with fibrin glue in conservative treatment of tracheobronchial rupture. Ann Thorac Surg 2012;94:1726-9.
19) Spartalis E, Tomos P, Konofaos P, Karagkiouzis G,
Levidou G, Kavantzas N, et al. The effect of autologous
platelet-rich plasma on bronchial stump tissue granulation
after pneumonectomy: experimental study. ISRN Surg
2013;2013:864350.