Acta Orthopaedica et Traumatologica Turcica

Effect of lowdose irradiation on structural and mechanical properties of hyaline cartilagelike fibrocartilage

AOTT 2013; 47: 127-133
DOI: 10.3944/AOTT.2013.2709
Read: 240 Downloads: 223 Published: 07 February 2020
Abstract

Objective: The aim of this study was to analyze the effect of low-dose irradiation on fibrous cartilage and to obtain a hyaline cartilage-like fibrocartilage (HCLF) with similar structural and mechanical properties to hyaline cartilage. \r\nMethods: An osteochondral defect was created in 40 knees of 20 rabbits. At the 7th postoperative day, a single knee of each rabbit was irradiated with a total dose of 5.0 Gy in 1.0 Gy fractions for 5 days (radiotherapy group), while the other knee was not irradiated (control group). Rabbits were then divided into four groups of 5 rabbits each. The first three groups were sacrificed at the 4th, 8th and the 12th postoperative weeks and cartilage defects were macroscopically and microscopically evaluated. The remaining group of 5 rabbits was sacrificed at the 12th week and biomechanical compression tests were performed on the cartilage defects. \r\nResults: There was no significant biomechanical difference between the radiotherapy and the control group (p=0.686). There was no significant macroscopic and microscopic difference between groups (p=0.300). Chondrocyte clustering was observed in the irradiated group. \r\nConclusion: Low-dose irradiation does not affect the mechanical properties of HCLF in vivo. However, structural changes such as chondrocyte clustering were observed.

Özet

Amaç: Bu çalışmanın amacı düşük doz X ışınının fibröz kıkırdak üzerindeki etkilerini araştırmak ve hiyalin kıkırdak ile aynı mekanik ve yapısal özelliklere sahip hiyalin kıkırdak benzeri fibrokıkırdak (HKBF) geliştirmek idi. \r\nÇalışma planı: Yirmi tavşanın 40 diz ekleminde osteokondral defekt oluşturuldu. Ameliyat sonrası 7. günde başlanarak her tavşanın tek bir dizine, 5 gün boyunca, günlük 1.0 Gy lik dozlarla toplam 5.0 Gy X ışını uygulanırken (radyoterapi grubu), diğer dizi uygulama dışı bırakıldı (kontrol grubu). Tavşanlar daha sonra her birinde 5 adet olacak şekilde 4 gruba ayrıldı. İlk üç grup, sırasıyla, 4., 8. ve 12. haftada sakrifiye edildi ve kıkırdak defektleri makroskopik ve mikroskobik olarak incelendi. Kalan 5 tavşanın oluşturduğu grup da 12. haftada sakrifiye edilerek kıkırdak defektlerine biyomekanik sıkıştırma testleri uygulandı. \r\nBulgular: Radyoterapi ve kontrol grupları arasında biyomekanik açıdan anlamlı bir fark saptanmadı (p=0.686). Yine, gruplar arasında makroskopik ve mikroskopik açıdan da anlamlı bir fark yoktu (p=0.300). Işınlanan grupta kondrosit kümelenmesi gözlendi. \r\nÇıkarımlar: Düşük doz X ışını HKBF dokusunun mekanik özelliklerini in vivo etkilememekle birlikte, kondrosit kümelenmesi gibi yapısal değişikliklere yol açmaktadır.

Files
ISSN 1017-995X EISSN 2589-1294