Quick Search
The potential use of tetracalcium phosphate in vertebral augmentation: A study in a sheep model
İsmail Kaya1, Hüseyin Yakar1, Hacı Keleş2, Caner Özbey31Department of Neurosurgery, Niğde Ömer Halisdemir University Faculty of Medicine, Niğde-Türkiye2Department of Anatomy, Niğde Ömer Halisdemir University, Faculty of Medicine, Niğde-Türkiye
3Department of Pathology, Niğde Ömer Halisdemir University, Faculty of Medicine, Niğde-Türkiye
BACKGROUND: Percutaneous vertebroplasty (PVP) and percutaneous kyphoplasty (PKP) are widely used to treat vertebral frac-tures. However, the standard filler material, polymethylmethacrylate (PMMA), presents significant drawbacks, including thermal dam-age, allergic reactions, and poor biocompatibility. Tetracalcium phosphate (TTCP), a calcium phosphate cement (CPC), has emerged as a promising alternative due to its superior biocompatibility, osteoconductivity, and ability to integrate with natural bone. This study aimed to evaluate the feasibility of TTCP for vertebral augmentation in a preclinical sheep model, focusing on biomechanical stability, biocompatibility, and osteogenic potential.
METHODS: Five Akkaraman sheep underwent PKP with TTCP at three lumbar vertebral levels (L2–L4). Under general anesthesia, TTCP cement was injected into cavities prepared according to the standard PKP procedure. Postoperative care included analgesia and antibiotics. Four animals were followed for 12–14 weeks, and one for 25 weeks. At the end of the study period, the animals were euthanized and vertebrae were harvested for biomechanical testing using a Shimadzu AG-IS 100 kN machine. Histological evaluation was performed to assess ossification stages according to Shapiro’s classification. Statistical analysis was conducted using paired t-tests (p<0.05).
RESULTS: One animal was euthanized prematurely due to infection, while four completed the study without complications. Biomechanical analysis demonstrated no significant difference in compressive strength between treated and untreated vertebrae (p>0.05). Histological examination revealed osteoblastic activity, progressive mineralization, and successful bone integration.
CONCLUSION: TTCP demonstrated promising biomechanical and biophysiological properties for vertebral augmentation. However, its use in infected sites and in the presence of metabolic bone disorders may be limited. Further clinical studies are required to validate its long-term efficacy.
Keywords: Percutaneous vertebroplasty, percutaneous kyphoplasty, tetracalcium phosphate, calcium phosphate cements, polymethyl-methacrylate.
Omurga augmentasyonunda tetrakalsiyum fosfatın olası kullanımı: Koyun modeli ile deneysel bir çalışma
İsmail Kaya1, Hüseyin Yakar1, Hacı Keleş2, Caner Özbey31Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Tıp Fakültesi, Beyin Ve Sinir Cerrahisi Anabilim Dalı, Ni̇ğde2Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Tıp Fakültesi, Anatomi Anabilim Dalı, Ni̇ğde
3Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Tıp Fakültesi, Patoloji Anabilim Dalı, Ni̇ğde
AMAÇ: Perkütan vertebroplasti (PVP) ve perkütan kifoplasti (PKP), vertebra kırıklarının tedavisinde yaygın olarak kullanılan minimal invaziv yöntem-lerdir. Ancak bu işlemlerde standart dolgu materyali olan polimetilmetakrilatın (PMMA) termal hasar, alerjik reaksiyonlar ve düşük biyouyumluluk gibi önemli dezavantajları bulunmaktadır. Kalsiyum fosfat esaslı bir çimento olan tetrakalsiyum fosfat (TTCP), üstün biyouyumluluğu, osteokondük-tivitesi ve doğal kemikle entegrasyon yeteneği sayesinde alternatif bir materyal olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmanın amacı, TTCP'nin vertebra augmentasyonu amacıyla bir koyun modelinde biyomekanik stabilite, biyouyumluluk ve osteojenik potansiyel açısından değerlendirilmesidir. GEREÇ VE YÖNTEM: Beş Akkaraman koyununda, L2–L4 lomber vertebra seviyelerinde standart PKP prosedürüyle hazırlanmış boşluklara TTCP enjeksiyonu yapıldı. Genel anestezi altında uygulanan işlem sonrasında analjezik ve antibiyotik tedavileri sağlandı. Dört hayvan 12-14 hafta, bir hayvan ise 25 hafta boyunca gözlemlendi. Takip sonunda ötenazi uygulanan hayvanlardan elde edilen vertebralar, Shimadzu AG-IS 100 kN cihazı ile biyomekanik testlere tabi tutuldu. Histolojik değerlendirme ise Shapiro sınıflamasına göre ossifikasyon evrelerini inceledi. Veriler, eşleştirilmiş t-testi ile analiz edildi (p<0.05).
BULGULAR: Bir hayvan enfeksiyon nedeniyle çalışmadan çıkarılırken, diğer dört hayvanda komplikasyon gözlenmedi. Biyomekanik analizler, tedavi edilen ve edilmeyen vertebralar arasında basma dayanımı açısından anlamlı fark olmadığını gösterdi (p>0.05). Histolojik incelemeler osteoblastik aktivite, ilerleyici mineralizasyon ve kemik entegrasyonu varlığını doğruladı.
SONUÇ: TTCP, vertebra augmentasyonu için umut verici biyomekanik ve biyofizyolojik özellikler sergilemiştir. Bununla birlikte, enfekte bölgelerde ve metabolik kemik hastalıklarında kullanımı sınırlıdır. Uzun dönem etkinliğini değerlendirmek amacıyla ileri klinik çalışmalara ihtiyaç vardır.
Anahtar Kelimeler: Kalsiyum fosfat çimentolar, perkütan vertebroplasti, perkütan kifoplasti, polimetilmetakrilat, tetrakalsiyum fosfat.
Manuscript Language: English