Επίδραση των εκλεκτικών αναστολέων της κυκλοοξυγενάσης 2 στην πώρωση καταγμάτων του επίμυα

Abstract

Introduction: In the past few years numerous studies have been conducted to study the effect of traditional Non Steroid Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs) on the healing of fractures, and they have shown that cyclooxygenase inhibitors (COX inhibitors) prevent the healing of fractures by inhibiting prostaglandin synthesis. About two decades ago it was observed that there are two isoenzymes of cyclooxygenase COX-1 and COX-2) and that COX-2 is responsible for the inflammatory response. Based on this discovery selective inhibitors of COX-2 were developed in the past decade, which in previous studies showed a controversial effect on the healing of fractures. Aim: The purpose of this work was to study the effect of parecoxib, a new selective inhibitor of COX-2, on bone healing in rats. Parecoxib is used in injectable form for intramuscular or intravenous administration, for a short period after fracture. In our study we decided to use a treatment pattern similar to clinical treatment patterns. Materials and Methods: 120 Albino Wistar rats aged 12 weeks were used. Closed non-displaced middiaphyseal fractures in the middle of the left femoral shaft were generated in each animal. The rats were separated into three groups (A, B, C) and each group into two subgroups (Α1-Α2, Β1-Β2, C1-C2). Subgroups Α2-Β2-C2 (the study groups, 60 animals) were given parecoxib sodium 1.06mg/kg intraperitoneally for 7 days postoperatively. Subgroups Α1-Β1-C1 (the control group, 60 animals) were given normal saline intraperitoneally for 7 days postoperatively. On the 2nd, 4th and 6th week after surgery, radiographic evaluation was conducted in groups A, B and C respectively. After the mice were killed, the left femora were taken and sections from the area of the newly formed callus were studied histologically. Rats that did not meet the required radiological criteria (suitable intramedular nailing and simple transverse fracture) were excluded from the study. The SPSS package was used for the statistical study Results: At 2 weeks after fracture, radiographic signs of healing of the fracture were observed in 10% of the study group and 30% of the control group. The histologic observations in both groups were the following: osteoblasts and osteoclasts in the fracture region, fibrous connective tissue, signs of neoangiogenesis, appearance of Havers systems, appearance of chondrocytes. Fracture recovery was shown to be more advanced in some animals of the control group. At 4 weeks after fracture the percentage of fracture healing, as observed radiographically, was 60% in the study group and 80% in the control group. The histologic observations in both groups showed osteoblasts, appearance of chondrocytes, intense vascularity and some osteocytes within bone cavities. At 6 weeks after the occurrence of fracture, the radiographic imaging showed similar signs of fracture healing, namely 80% in the study group and 90% in the control group. The histologic observations in both groups were the following: appearance of ossified cartilage tissue, systems of Havers, systems of Volkmann, peripheral vascular system, bone cells in bone cavities, calcified intercellular substance and abidance of osteoblasts. The observed differences in fracture healing between the study and the control groups were not statistically significant. Conclusion: Our study is the first experimental study of parecoxib in white Wistar rats, in which we used a treatment regimen similar to that used in clinical practice and in which we studied the short and long-term effects of a short period of treatment. The results of our work show that when parecoxib is administered at a clinical dose for a short time period after bone fracture in rats, it appears to have an inhibitory effect on fracture healing, which, however seems to be transient and not to have significant long-term consequences. Further investigation is necessary, to determine whether this inhibitory effect of parecoxib on bone reconstruction is reversible in humans, and if it is safe to use parecoxib as an analgesic for bone fractures and for the relief of posttraumatic and postoperative pain in orthopaedics.

Εισαγωγή: Τα Μη Στεροειδή Αντιφλεγµονώδη Φάρµακα (ΜΣΑΦ) χρησιµοποιούνται ευρέως για την ανακούφιση του µετεγχειρητικού πόνου στην ορθοπαιδική, εµποδίζουν όµως την πώρωση των καταγµάτων, αναστέλλοντας την κυκλοοξυγενάση και τη σύνθεση των προσταγλανδινών. Η επίδραση της νεότερης κατηγορίας των ΜΣΑΦ, των εκλεκτικών αναστολέων της κυκλοξυγενάσης 2 (COX-2), στην πώρωση των καταγµάτων εµφανίστηκε αµφιλεγόµενη: Σε ορισµένες µελέτες οι εκλεκτικοί αναστολείς της COX-2 παρουσίασαν ανασταλτική επίδραση στην οστική πώρωση, παρόµοια µε αυτήν που παρατηρήθηκε µε τους µη εκλεκτικούς αναστολείς της COX, ενώ σε άλλες µελέτες, οι εκλεκτικοί αναστολείς της COX-2 παρουσίασαν µεγαλύτερη ή µικρότερη ή και αµελητέα επίδραση στην οστική πώρωση. Σκοπός: Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η πειραµατική µελέτη της επίδρασης της παρεκοξίµπης, ενός νέου εκλεκτικού αναστολέα της κυκλοοξυγενάσης-2, στην οστική πώρωση στους επίµυες. Στη µελέτη µας χρησιµοποιήσαµε το πειραµατικό µοντέλο των Bonnarens και Einhorn, και η παρεκοξίµπη χορηγήθηκε σε ένα σχήµα θεραπείας παρόµοιο µε αυτά που χρησιµοποιούνται στην κλινική πράξη, δηλαδή σχετικά υψηλή δόση και βραχύ χρονικό διάστηµα (επί 7 ηµέρες µετά το κάταγµα). Υλικό-Μέθοδος: Χρησιµοποιήθηκαν 120 επίµυες Albino Wistar, ηλικίας 12 εβδοµάδων, στους οποίους προκλήθηκε κλειστό κάταγµα της διάφυσης του µηριαίου µετά από ενδοµυελική ήλωση, σύµφωνα µε τη µέθοδο των Bonnarens και Einhorn. Οι επίµυες χωρίστηκαν σε τρεις οµάδες (Α,Β,Γ) και η κάθε οµάδα σε δυο υποοµάδες (Α1-Α2, Β1-Β2, Γ1-Γ2). Στις υποοµάδες Α2-Β2-Γ2, (οµάδα µελέτης, 60 πειραµατόζωα) χορηγούνταν µετεγχειρητικώς, και για διάστηµα 7 ηµερών, παρεκοξίµπη (1.06mg/kg ηµερησίως ενδοπεριτοναϊκώς). Στις υποοµάδες Α1- Β1-Γ1 (οµάδα ελέγχου, 60 πειραµατόζωα) χορηγήθηκε µε τον ίδιο τρόπο φυσιολογικός ορός. Η ακτινολογική εκτίµηση του κατάγµατος γινόταν αµέσως µετά την πρόκληση του και η ακτινολογική εκτίµηση του πώρου έγινε την 14η (οµάδα Α), την 28η (οµάδα Β) και την 42η (οµάδα Γ) µετεγχειρητική ηµέρα. Μετά την ακτινολογική εξέταση, τα πειραµατόζωα θανατώνονταν και γινόταν παρασκευή ιστοτεµαχίου από την περιοχή του τµηθέντος µηριαίου οστού, για την ιστολογική εκτίµηση της πώρωσης. Από τη µελέτη αποκλείστηκαν οι επίµυες που δεν πληρούσαν τα απαιτούµενα ακτινολογικά κριτήρια (κατάλληλη ενδοµυελική ήλωση και απλό εγκάρσιο ή λοξό κάταγµα). Αποτελέσµατα: 2 εβδοµάδες µετά το κάταγµα, η ακτινολογική µελέτη έδειξε σηµεία πώρωσης του κατάγµατος σε ποσοστό 10% στην οµάδα µελέτης και 30% στην οµάδα ελέγχου. Κατά την ιστολογική µελέτη, σε αµφότερες τις υποοµάδες µελέτης και ελέγχου παρατηρήθηκε άθροιση οστεοβλαστών και ύπαρξη νησίδων οστεοκλαστών στην καταγµατική περιοχή, παραµονή ινώδους συνδετικού ιστού, έναρξη νεοαγγειογένεσης, εµφάνιση συστηµάτων του Havers και εµφάνιση στοίχων χονδροκυττάρων. Μερικά από τα πειραµατόζωα της οµάδας ελέγχου εµφάνισαν ευρήµατα ταχύτερης πώρωσης του κατάγµατος. 4 εβδοµάδες µετά το κάταγµα, η ακτινολογική µελέτη έδειξε σηµεία πώρωσης του κατάγµατος σε ποσοστό 60% στην οµάδα µελέτης και 80% στην οµάδα ελέγχου. Κατά την ιστολογική µελέτη, σε αµφότερες τις οµάδες παρατηρήθηκε άθροιση οστεοβλαστών, εµφάνιση στοίχων χονδροκυττάρων, έναρξη νεοαγγειογένεσης, αριθµός οστεοκυττάρων µέσα σε σχηµατιζόµενες οστικές κοιλότητες και έναρξη σχηµατισµού οστεώνων. 6 εβδοµάδες µετά το κάταγµα, η ακτινολογική απεικόνιση έδειξε σηµεία πώρωσης του κατάγµατος σε ποσοστό 80% στην οµάδα µελέτης και 90% στην οµάδα ελέγχου. Κατά την ιστολογική µελέτη παρατηρήθηκε εµφάνιση οστεοποιηµένων χόνδρων, παρουσία οστεώνων, συστηµάτων Havers και συστηµάτων Volkmann. Ακόµη, διαπιστώθηκε η ύπαρξη περιφερικών αγγειακών συστήµατων, οστικών κυττάρων µέσα σε οστικές κοιλότητες, αποτιτανωµένης µεσοκυττάριας ουσίας κατά τόπους, και παραµονή οστεοβλαστών και οστεοκλαστών. Οι διαφορές που παρατηρήθηκαν µεταξύ των διαφόρων υποοµάδων δεν ήταν στατιστικώς σηµαντικές. Συµπεράσµατα: Η µελέτη µας είναι η πρώτη πειραµατική µελέτη της επίδρασης της παρεκοξίµπης στην πώρωση καταγµάτων σε λευκούς επίµυες Wistar, στην οποία χρησιµοποιήθηκε ένα σχήµα θεραπείας παρόµοιο µε αυτό που χρησιµοποιείται στην κλινική πράξη, και στην οποία µελετήθηκε η βραχυπρόθεσµη αλλά και η µακροπρόθεσµη επίδραση µιας σύντοµης θεραπείας. Σύµφωνα µε τα αποτελέσµατα της εργασίας µας, η παρεκοξίµπη, όταν χορηγείται στούς επίµυες για σύντοµο χρονικό διάστηµα µετά το κάταγµα, έχει ανασταλτική επίδραση στην επούλωση του κατάγµατος, η οποία όµως φαίνεται να είναι παροδική και να µην έχει σηµαντικές µακροπρόθεσµες συνέπειες. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να εκτιµηθεί αν η ανασταλτική δράση της παρεκοξίµπης στην αποκατάσταση των οστών είναι αναστρέψιµη στον άνθρωπο, και αν είναι ασφαλές να χρησιµοποιείται ως αναλγητικό σε οστικά κατάγµατα για την ανακούφιση του µετατραυµατικού και του µετεγχειρητικού πόνου στην ορθοπαιδική.