Μελέτη της επίδρασης της κλοπιδογρέλης στην οστική επούλωση και στην ενσωμάτωση εμφυτευμάτων τιτανίου

Abstract

Introduction: Clopidogrel is a widely prescribed drug for prevention of myocardial infarction and stroke in patients at risk. It inhibits thrombus formation via inhibition of the P2Y12 purinergic receptor on platelets, which is important in their activation by ADP. Over the past years, accumulating evidence from medical suggests perioperative maintenance of antiplatelet therapy, whenever possible, in order to avert any thrombotic risk caused by temporary antiplatelet discontinuation. However, the P2Y12 receptor has also been found to be expressed in both osteoblasts and osteoclasts. Previous studies on the effect of clopidogrel on bone metabolism indicated potential harmful effects, but their results remain contrasting. Thus, clopidogrel treatment may also affect bone healing, but it has not been studied yet. The purpose of the present study was to evaluate if continuous perioperative clopidogrel treatment has any negative effect on bone healing or osseointegration of titanium implants. Materials & Methods: Forty eight New Zealand white rabbits were randomly assigned in four groups; group A (n=8), group B (n=8), group C (n=16) and group D (n=16). Rabbits for groups A and C received 3 mg/kg of clopidogrel daily per os, while rabbits of groups B and D received no treatment and served as controls. Clopidogrel treatment started one week prior to the conduction of the surgical procedures and continued for six weeks postoperatively. In rabbits of groups A and B two circular cranial defects were created using a trephine burr, 11mm in diameter, on both sides of the sagittal suture. In rabbits of groups C and D a screw-shaped parallel-walled titanium implant of 3.25 mm in diameter and 8.5 mm in height was placed in their right medial femur condyle. After six weeks of healing period, all animals were euthanized and the portions of cranial bones containing the defects and the distal femora containing the titanium implants were block-sectioned. In the specimens from groups A and B defect regeneration and bridging was assessed radiographically and histologically. In specimens from groups C and D osseointegration was assessed histologically by measuring bone-to-implant contact percentage and bone tissue density near the titanium surface. Results: Both the surgical procedures and the postoperative period were uneventful and well tolerated by all the animals, without any surgical wound dehiscence, signs of infection or other complication. Concerning clvarial defect healing, group A (clopidogrel) in comparison to group B (controls) had significantly improved radiographic healing scores and histomorphometrically improved bone regeneration (28.07 ± 7.7% vs 19.47 ± 4.9% respectively, p=0.018) and defect bridging (72.17 ± 21.2% vs 41.17±8.5% respectively, p=0.004). Concerning the osseointegration of titanium implants, group C (clopidogrel) in comparison to group D (controls) had significantly greater percentage of bone-to-implant contact (48.77 ± 11.2% vs 34.65 ± 9.1% respectively, p=0.001) and improved bone tissue density near the implant surface (40.52 ± 7.6% vs 28.74 ± 8.8% respectively, p=0.001). Conclusions: The present study results indicate that continuous perioperative clopidogrel treatment does not impair bone healing; instead, it promotes new bone formation. This finding is important when dealing with skeletal surgery in patients in chronic use of this drug for cardiovascular indications. Future research may involve evaluation of the effect of other antiplatelet drugs of the same category and in deferent dosing and treatment duration. Moreover, further research is needed in order to evaluate if our findings can find useful implications in bone healing improvement such as topically drug releasing vehicles or drug eluting orthopedic implants.

Εισαγωγή: Η κλοπιδογρέλη αποτελεί ένα από τα συχνότερα συνταγογραφούμενα αντιαιμοπεταλιακά φάρμακα για την πρόληψη των επιπλοκών της αθηροσκλήρωσης. Συνδεόμενη στον πουρινεργικό υποδοχέα Ρ2Υ12 των αιμοπεταλίων αποτρέπει τη συγκόλλησή τους και τη δημιουργία θρόμβων. Καθώς ολοένα αυξανόμενος αριθμός ασθενών λαμβάνει το φάρμακο για νοσήματα του καρδιαγγειακού, η σύγχρονη τάση που αποτυπώνεται σε διεθνείς κατευθυντήριες οδηγίες είναι να μην διακόπτεται προσωρινά η αγωγή πριν από χειρουργικές επεμβάσεις, με σκοπό την αποφυγή πιθανών θρομβοεμολικών επιπλοκών. Ωστόσο, ο υποδοχέας Ρ2Υ12 εκφράζεται τόσο στις οστεοβλάστες όσο και στις οστεοκλάστες, και προγενέστερες μελέτες έχουν δείξει ότι η κλοπιδογρέλη ενδέχεται να επηρεάζει τον οστικό μεταβολισμό άλλοτε θετικά και άλλοτε αρνητικά, δημιουργώντας προβληματισμούς για την ποιότητα της επούλωσης του οστού. Με βάση τα ανωτέρω, σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη της επίδρασης της κλοπιδογρέλης στην οστική επούλωση και στην ενσωμάτωση των εμφυτευμάτων τιτανίου. Υλικό & Μέθοδος: Χρησιμοποιήθηκαν 48 κουνέλια Νέας Ζηλανδίας τα οποία χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες: ομάδα Α (n=8), ομάδα Β (n=8), ομάδα Γ (n=16) και ομάδα Δ (n=16). Στα κουνέλια των ομάδων Α και Γ χορηγήθηκε κλοπιδογρέλη 3 mg/kg ημερησίως από του στόματος, ενώ τα κουνέλια των ομάδων Β και Δ δεν ελάμβαναν καμία αγωγή (μάρτυρες). Η αγωγή ξεκινούσε μια εβδομάδα πριν την διενέργεια των χειρουργικών επεμβάσεων και συνεχίστηκε για έξι εβδομάδες μετεγχειρητικά. Στα κουνέλια των ομάδων Α και Β δημιουργήθηκαν χειρουργικά δύο κυκλικά οστικά ελλείμματα διαμέτρου 11 mm στα βρεγματικά οστά εκατέρωθεν της μέση οβελιαίας ραφής. Στα κουνέλια των ομάδων Γ και Δ τοποθετήθηκε ένα εμφύτευμα τιτανίου διαμέτρου 3,25 mm και μήκους 8 mm εγκαρσίως στον έσω μηριαίο κόνδυλο του αριστερού οπίσθιου σκέλους. Έξι εβδομάδες μετεγχειρητικά πραγματοποιήθηκε ευθανασία των εργαστηριακών ζώων και συλλογή των οστικών δειγμάτων κρανίου ή μηριαίου αντίστοιχα. Στα δείγματα των ομάδων Α και Β αξιολογήθηκε το ποσοστό οστικής αναγέννησης και γεφύρωσης του ελλείμματος ακτινολογικά και ιστομορφομετρικά. Στα δείγματα των ομάδων Γ και Δ αξιολογήθηκε ιστομορφομετρικά το ποσοστό επαφής οστού-εμφυτεύματος, καθώς και η πυκνότητα του οστίτη ιστού σε εγγύτητα με το εμφύτευμα. ΑποτελέσματαQ Όλα τα εργαστηριακά ζώα ανέχθηκαν καλώς τις χειρουργικές επεμβάσεις και δεν εμφάνισαν καμία επιπλοκή κατά τη μετεγχειρητική περίοδο. Όσον αφορά την επούλωση των οστικών ελλειμμάτων κρανίου φάνηκε ότι ήταν σημαντικά βελτιωμένη στην ομάδα Α (κλοπιδογρέλη) σε σχέση με τον ομάδα Β (μάρτυρες), εμφανίζοντας σημαντικά μεγαλύτερο ακτινολογικό σκορ, μεγαλύτερο ποσοστό οστικής αναγέννησης (28,07 ± 7,7% έναντι 19,47 ± 4,9% αντίστοιχα, p=0,018) και μεγαλύτερο ποσοστό γεφύρωσης (72,17 ± 21,2% έναντι 41,17 ± 8,5 αντίστοιχα, p=0,004). Όσον αφορά στην οστεοενσωμάτωση των εμφυτευμάτων τιτανίου φάνηκε ότι τα εμφυτεύματα της ομάδας Γ (κλοπιδογρέλη) σε σχέση με αυτά της ομάδας Δ (μάρτυρες) εμφάνιζαν στατιστικώς μεγαλύτερο ποσοστό επαφής οστού-εμφυτεύματος (48,77 ± 11,2% έναντι 34,65 ± 9,1% αντίστοιχα, p=0,001) και μεγαλύτερη πυκνότητα οστίτη ιστού σε εγγύτητα με την επιφάνειά τους (40,52 ± 7,6% έναντι 28,74 ± 8,8% αντίστοιχα, p=0,001). Συμπεράσματα: Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής η λήψη της κλοπιδογρέλης δεν φαίνεται να συνοδεύεται από ανεπιθύμητες ενέργειες στην οστική επούλωση και στην οστεοενσωμάτωση, και άρα ο μεγάλος όγκος των ασθενών αυτών μπορεί με ασφάλεια να συνεχίζει την αγωγή όταν υποβάλλεται σε τέτοιες επεμβάσεις χωρίς να υπονομεύονται οι επουλωτικές διαδικασίες. Τα αποτελέσματά έδειξαν επιπλέον ότι η κλοπιδογρέλη, όχι μόνο δεν επηρεάζει αρνητικά την οστική επούλωση και την οστεοενσωμάτωση, αλλά αντιθέτως τις προάγουν σημαντικά. Το εύρημα αυτό αποτελεί ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα ανακάλυψη, τόσο για την ορθοπαιδική όσο και για άλλες ειδικότητες όπως η νευροχειρουργική, η γναθοπροσωπική χειρουργική και η χειρουργική του στόματος, δεδομένης της αυξανόμενης ερευνητικής προσπάθειας των τελευταίων ετών για ανεύρεση νέων σκευασμάτων και μεθόδων που προάγουν και επιταχύνουν την οστική επούλωση. Περαιτέρω μελλοντική έρευνα στο ρόλο των πουρινεργικών υποδοχέων στο οστό ενδέχεται να επιφέρει καινοτόμες εφαρμογές στη βελτίωση των μεθόδων αντιμετώπισης των οστικών ελλειμμάτων.