Distraksiyon Osteogenezisi ve Tarihi Gelişimi:

Distraksiyon osteogenezisi, iskeletsel deformiteleri düzeltmek amacıyla kullanılan bir işlemdir. Bu yöntemle planlı bir şekilde fraktürler oluşturulur. Sonraki safhada fraktür bölgelerine uygulanan kademeli ve kontrollü yer değiştirici kuvvetler yardımı ile yumuşak ve kemik dokusu miktarında artış sağlanır. Dişhekimliğinde kullanımından önce Distraksiyon osteogenezisi defa ortopedik cerrahide başarı ile uygulanmıştır. Maksilofasiyel bölgeye tekniğin uyarlanması ancak doksanlı yıllarda olmuştur.
Bu yöntem geliştirilmeden önce, geçen yüzyılın birinci yarısında, ortopedide kemik ve yumuşak doku defektlerini anlamıyla düzeltmek mümkün değildi. O günün şartları ile uygulanan çok zahmetli, alan, modern teknikler istenilen başarıyı sağlayamıyordu. tedavi yöntemlerine gereksinim vardı. Özellikle savaş teknolojisindeki ilerlemeler beraberinde çok sayıda hayatta , sistemik problemi olmayan, ancak ortopedik özürlü çok sayıda insanın toplumda yer almasına neden olmuştur. Epstein yaptığı araştırmada iyileşmeyen kemik defektleri olan ve tedavi edilemeyen 225 hastadan yalnız 6’sının sistemik problemleri olduğunu saptamıştır.
adamları 19. Yüzyıldan itibaren kemik dokularında sayısız deneyler yaparak, uygulanan kompresyon ve germe tipi streslerin dokular üzerindeki etkilerini araştırmışlardır. Bazı sonuçlar elde edilmesine rağmen, bir Rus ortopedik cerrah olan İlizarov’dan önce başarı sağlanamamıştır. Gavriil İlizarov, distraksiyon osteogenezis yönteminin gelişmesinde ve biyolojik temellerinin anlaşılmasında çok önemli bir rol üstlenmiş, ortopedik ekstremite deformitelerinin düzeltilmesi üzerine çok sayıda çalışma yapmıştır.

Prof.Dr. Gavriil İlizarov

Profesör Gavriil Abramovich İlizarov 1921 yılında Kafkasya’da (Sovyet Sosyalist Cumhuriyetleri Birliği) doğmuştur. Eğitimine ekonomik olanaksızlıklar yüzünden ancak 11 yaşında başlamış; tıp doktoru olduktan sonra Sibirya’nın Kurgan şehrinde çalışmıştır. Bulunduğu bölgede kendisinden başka ortopedist olmadığından çeşitli ortopedik rahatsızlıkların tedavisini uygulamış ve 1950’li yıllarda ortopedi de çığır açan “distraksiyon osteogenezi” kavramını ortaya atmıştır.
Geliştirdiği bu yöntem ile, daha önce tedavisinin olmadığı varsayılan birçok hastalık başarı ile tedavi edilmiştir. On yıl süreyle geliştirdiği kavramlardan yalnızca Doğu bloğu ülkelerinin haberi olmuştur. İlk defa 1967 yılında atletizmde olimpiyat şampiyonu Valery Brumel’in batılı cerrahlarca tedavi edilemeyen ayak bileği kırığını başarıyla tedavi etmiş ve tüm dünyada yankı uyandırmıştır. SSCB 1971 yılında, Kurgan’da onun adına İlizarov Restoratif Travmatoloji ve Ortopedi Ensitüsü’nü açmıştır. Bu enstitüde klinik uygulamaların yanında, deneysel çalışmalar da sürdürülmektedir. İtalyan Profesör A. Bianchi-Maiocchi’nin 1981 yılındaki daveti üzerine Dr.İlizarov tekniğini batılı cerrahlara anlatmış ve böylece batı dünyası distraksiyon osteogenezi kavramı ile tanışmıştır. Prof. Dr. İlizarov Sovyet Akademi Tıp ödülü, 3500 bilimsel yayın, 9 kitap sahibi olup, bir çok kongrede tekniğini tebliğ etmiş,1992 yılında, 71 yaşında yaşama veda edene kadar 42 yıl ortopedist olarak kendi tekniğini yaymaya ve geliştirmeye çalışmıştır. Distraksiyon osteogenezisi tekniği Batılı bilim çevrelerince çok kısa sürede benimsenerek Ortopedide vazgeçilmez bir yer edinmiştir. Günümüzde de bu yöntem popularitesini korumaktadır.

Maksillofasiyal Uygulamalarda Distraksiyon Osteogenezisi

İlizarov’dan önce de kemiğe kuvvet uygulayarak traksiyonla maksillofasiyal bölgede değişiklikler elde edilebileceği saptanmıştır. Ortodontik perspektif olarak kraniofasiyal bölgedeki kemiklere germe ve kompresyon tipi kuvvetler uygulamak yeni bir konsept değildir. Onsekizinci yüzyıldan beri iskeletsel deformiteleri düzeltmeyi amaçlayan dental traksiyon prensipleri üzerine uygulamalar yapılmıştır. Fouchard (14) 1728 yılında ekspansiyon arkını kullanmıştır. Çapraşıklık olan dişlerin bu metal plaka ile düzeldiğini farketmiştir. Buna rağmen söz konusu traksiyon tipi diş hareketleri ile sınırlı kalmış, kemik şekli üzerine ancak minimal etkisi gözlenmiştir. Wescott (15) ilk defa 1859 yılında maksiller kemiklere mekanik kuvvetler uygulamıştır. Bir yıl sonra Angell (2) aynı işlemi değişik bir yöntem ile denemiş ve maksiller kemiklerin birbirinden ayrılabildiğini göstermiştir ( Şekil-1).

Şekil-2 : Rosenthal apareyi

 Rosenthal (16) ilk defa mandibular osteodistraksiyon işlemini gerçekleştirmiştir (Şekil-2). Kazanjiyan (10) 1937’de yine mandibular osteodistraksiyon üzerine çalışmalar yapmıştır. Crawford (8) 1948 yılında mandibular simfisial bölge fraktürü kallusuna dengeli kuvvet uygulamıştır.

Sonraki yıllarda, dişhekimliğinde bulunan yöntemler geliştirilmiş ve yeni teknikler denenmiştir. Buna rağmen distraksiyon osteogenezisi prensipleri tam olarak ve bilinçli bir şekilde ortopedideki gelişmelerin dişhekimliğine yansıması ile maksillofasiyal bölgede kullanılmaya başlanmıştır.

Diş hekimliğinde İlizarov yöntemi direkt olarak kullanılamamıştır. Bu alanın anatomik zorluklarından ve ekstremitelere göre kompleks olan yapısı nedeniyle distraksiyon prensipleri üzerinde çalışılıp modifikasyonlar yapılmıştır. İlizarov’un transkütanöz rodlarla sabitlenmiş ring fiksatörlerinin ekstremitelerdeki kullanımı çok başarılı olmasına rağmen, maksillofasiyal alanda bu fiksatörlerin kullanılması gerek estetik problem açısından, gerekse fonksiyonların sınırlanması açısından uygun değildir. Fasiyal kemikleri hareketlendirmek amacıyla gerekli olan osteotomiler de karmaşık ve anatomik yapıları nedeniyle ekstremitelerdekinden daha risklidir. Bu bölgedeki fonksiyonel kuvvetler ve enfeksiyona açık alanlar da distraksiyon osteogenezisinin sonucunu ve yara iyileşmesini olumsuz etkileyebilirler.

Distraksiyon osteogenezisinin intraoral ve maksillofasiyal bölgelerdeki klinik uygulamalarını mümkün kılabilmek için aparey şekillerinde ve cerrahi yöntemlerde modifikasyonlar yapılmıştır. Günümüzde de çok sayıda teknik geliştirilmeye devam etmektedir.

Histolojisi
Distraksiyon osteogenezisi, fraktür sonucunda birbirinden ayrılmış iki kemik segmenti arasında kontrollü çekme tipi kuvvetler uygulanarak meydana gelen kemik oluşumunun biyolojik safhasıdır. Özellikle distraksiyon kuvvetleri kemik kenarlarını bağlayan ve segmentler arasındaki boşluğu dolduran kallus dokularına uygulandığında distraksiyon osteogenezisi prosesi başlar. Distraksiyon kuvveti, kuvvet vektörüne paralel yeni kemik oluşumuna neden olur. (13).


Resim 1Radiograf: Köpek mandibulasında distraksyon osteogenezisi ile 10mm uzatma safhasında (sol) . Resim 2 Sanderson’s Rapid Bone Stain boyası ile boyanan preparatta , x2 büyütmede intrasegmenter distraksyon alanı içinde distraksyon vektörüne paralel oluşan yeni kemik trabekülleri (sağ).
Bir diğer önemli nokta, kemiğe uygulanan distraksiyon kuvvetlerinin kemiği çevreleyen yumuşak dokularda da gerilime neden olarak bu dokularda distraksiyon histogenezis denen adaptasyona yönelik değişikliklere neden olmasıdır. Kontrollü distraksiyon kuvvetleri ile oluşturulan gerilim tipi streslerin etkisi altında dişeti, deri, kas, kıkırdak, kan damarları ve periferal sinir dokularında aktif histogenezis oluşur (3). Yumuşak dokulardaki bu adaptasyon büyük iskeletsel değişikliklere izin verir ve akut ortopedik düzeltmelerde görülen potansiyel relapsları en aza indirir.Resim 3.Fotomikrograf Köpek mandibulasında distraksyon osteogenezisi ile 10mm uzatma safhasında H&E boyası ile boyanan preparatta , x2 büyütmede (sol)

Resim 4 Distraksyon alanına komşu dişin periodontal alanı Van Gieson boyası ile boyanan preparatta , x400 büyütmede (sağ).

Distraksiyon Osteogenezis Teknikleri

Distraksiyon kuvveti uygulanan bölgenin yerine göre farklı Distraksyon osteogenezis teknikleri geliştirilmiştir.
1.Physeal distraction: Kemik büyüme plağının distraksyonudur ve iki ayrı tipi vardır
a.Distraction epiphysiolysis 
b.Chondrodiatasis
Bu teknikler temel olarak büyüme plağına uygulanan kuvvetin büyüklüğüne göre değişiklik gösterirler
2.Callotasis : Fraktür kallusunun distraksiyonudur.
Distraction epiphysiolysis
Distraction epiphysiolysis büyüme bölgelerinin günde 1-1.5 mm gibi hızlı bir şekilde distraksyonunu sağlayan bir tekniktir. Büyüme plağına uygulanan artan bir gerilme kuvveti bu bölgede fraktür oluşturur. Fraktürle epifiz metafizden ayrılır ve büyüme plağının yerine trabeküler kemiğin oluşmasını sağlar. Resim 5-7 : Distraksiyon epiphysiolysis sırasında keçi omurgasının radiografik görünümü. Fizis boyunca uygulanan distraksiyon kuvveti subepifizeal fraktüre neden olmuş (sol). Devam eden distraksiyon epifiz ile vertebral parça arasında bir boşluk oluşturur (orta). Distraksiyon boşluğu süratle osteojenik doku ile dolar (sağ).

Chondrodiatasis
Büyüme plağında, fraktür oluşturmadan , yavaş olarak gerilimlere (0.5 mm/gün) maruz bırakılması. Bu gerilimler kıkırdak hücrelerinin biyosentetik aktivitelerini etkileyerek hızlanmış bir osteogenezise neden olur. (1).Resim 8-9 : Sıçan distal femoral epifizinin fotomikrografları. Chondrodiatasis’in 14. gününde köprü kartilajının hafif hiperplazisi ile birlikte metafizial zonun artmış uzunluğu (sol). Chondrodiatasis’in 70. gününde epifizial plağın düzgün kalınlığı ve normal hücresel morfolojisi. Azan-Mallory boyası ile boyanan preparatta, x40 büyütmede (sağ). (De Bastiani G. ve ark. J Bone Joint Surg, 1986)
Callotasis
Callotasis, osteotomi veya fraktür ile birbirinden ayrılan kemik segmentlerinin etrafında oluşan reperatif kallus’a uygulanan aşamalı germe kuvveti ile karakterize bir distraksiyon tekniğidir. Klinik olarak Callotasis üç aşamadan oluşur:
    1. Latent dönem: Kemiğin segmentlere ayrılmasından distraksyon kuvveti uygulanmaya başlanmasına kadar olan süredir. Bu aşamada kallus formasyonu gerçekleşir.
  • Distraksiyon: Aşamalı distraksiyon kuvvetlerinin uygulandığı dönemdir, bu aşamada yeni kemik veya distraksiyon sonucu yeni doku oluşur.
  • Konsolidasyon: Kuvvet uygulamaları sona erdirildikten sonra, distraksiyon sonucu oluşan dokunun matürasyon ve kortikalizasyon aşamasıdır (9,12).

Resim 10-12 : Distraksiyon osteogenezisi ile 10mm bilateral uzatma yapılan köpek mandibulası radyografları. Latent dönem (sol); Distraksiyon dönemi (orta); Konsolidasyon dönemi (sağ).

Alveoler Distraksiyon Osteogenezisi

Alveoler deformiteler ve defektler (Şekil-3) çok sayıda patolojik olayın sonucunda oluşabilmektedir:

Gelişimsel anomaliler ( Yarık damak, konjenital diş eksikliği)

  • Maksillofasiyal travma (dişlerin ve dişlerle ilişkili çene bölgelerinin hasarını içeren)
  • Kemik ve diş kaybına yol açan periodontal hastalıklar

Bu deformiteler çok sayıda teknik ile düzeltilmeye çalışılır (otojen kemik greftleri, alloplastik ogmentasyon, bağ dokusu greftleri, yönlendirilmiş doku rejenerasyonu teknikleri) (5,6).

Şekil-3: Alveoler defekt

Fakat bütün bu tedavi tekniklerinin belli limitasyonları vardır (5,6). Otojen kemik greftleri bölgesel rezorbsiyonlara, komşu diş köklerinde rezorbsiyonlara ve dehisenslere neden olabilirler. Alloplastik materyaller (hidroksiapatit, vb.) implant yerleştirilecek olan bölgeler için çok uygun olmayabilirler. Bağ dokusu greftleri hacim ve stabilite açısından limitasyonlara sahiptir. Ayrıca bu greftler kemik miktarında ciddi bir artışa neden olmazlar. YDR tekniklerinin sonuçları ise tam olarak önceden tahmin edilemez. Alveoler distraksiyonun başarısı bu yöntemlere göre daha yüksektir.

Resim :13-14 : Alveoler distraksiyon öncesi (sol) ve sonrası (sağ) klinik durum.

 1996 yılında Chin ve Toth ilk defa vertikal alveoler distraksiyon yöntemini 17 yaşındaki bir kızın mandibulasında uygulamışlardır (7)( Resim 13,14). Alveoler kret ogmentasyonunda distraksiyon osteogenezisin etkinliğini ilk defa Block ve ark. 1996 yılında 4 köpek üzerinde yaptıkları deneysel çalışmada göstermişlerdir (4)( Resim 15-16). Segmental osteotomi sonrası 7 günlük latent periodu takiben alveoler kret 0.5mm ks2 /gün vertikal olarak 10 gün süre ile distrakte edilmiştir. Sonraki 10 haftalık süre stabilizasyon periodu olarak alınmıştır. 8.85 mm vertikal ogmentasyon sağlanmıştır. Histolojik olarak yeni oluşan kemik, beslenme kanalları distraksiyonun vertikal vektörüne paralel olarak gösterilmiştir. Kemik depozisyonunun aktif süreci endosteal kemik yüzeylerindeki çoklu osteoblast çizgileriyle gösterilmiştir.

 Resim 15,16: Block ve ark. Alveoler distraksiyon çalışması

Resim-17 : Lead System apareyi

 İlk vertikal distraksiyon apareyi (Lead System) Chin tarafından geliştirilmiştir (Resim-17). Alveoler distraksiyon için çok sayıda internal endosseoz distraksiyon apareyi ve tekniği vardır.
Alveoler distraksiyon osteogenezisi defekt bölgesine komşu sağlıklı kemik segmentinin mobilizasyonunu, transportunu ve fiksasyonunu içerir. Mekanik bir alveoler distraksiyon apareyi hareketlendirilen alveoler segmentinin aşamalı ve kontrollü transportu için kullanılır. Kemik segmenti istenen pozisyona getirildikten sonra aparey belli bir süre bu pozisyonda fikse edilerek retansiyon sağlanır.
Kemik sagmentinin yer değiştirmesi sağlıklı kemiğin, önceden defekt olan bölgeye yerleşmesine neden olur. Yumuşak doku hareketlendirilen kemik dokusuna bağlı olduğu için, kemiğin hareketi aynı zamanda yumuşak dokunun da ekspansiyonuna neden olur. Kemik segmentinin önceki orijinal yerinde ise, vücudun doğal iyileşme kapasitesinden faydalanılarak yeni kemik dolumu ile bir rejenerasyon alanı oluşur. Rejenerasyon bölgesinin fibröz doku ile değil de kemik dolumu ile iyileşmesi çevredeki cancellous kemik duvarlarının fonksiyonudur ve iskeletsel fonksiyonel matriks içindeki yerine bağlıdır. Aşamalı bir distraksiyonun sonucunda kemik ve yumuşak doku komponentleri birlikte, eş zamanlı bir büyüme süreci ile genişlerler.
Alveoler Distraksiyon Endikasyonları:
A) Primer endikasyonlar:

    1. Kombine sert ve yumuşak doku defektleri
  • İyileşmenin zor olduğu defekt türleri

B) Sekonder endikasyonlar:

Dental implant uygulamaları için bölgeler oluşturmak

  • Prostetik pontik için alveoler kretin ogmentasyonu

 

  • Ortodontik diş hareketi için alveoler kretin yükseltilmesi

Alveoler Distraksiyonun Limitasyonları:

    1. Defekt bölgesinde bir miktar kemik olmalıdır
  • Transport ve ankraj segmentleri mobilizasyondan ve segmentin hareketinden oluşan kuvvetleri karşılayabilecek dayanıklıkta olmalıdırlar
  • Ekspansiyon ancak transport yönünde oluşmaktadır
  • Hasta aktivasyon işlemleri için uyumlu olmalıdır

Alveoler Distraksiyon Komplikasyonları:

    1. Transport segmentinde fraktür
  • Ankraj segmentinde fraktür
  • Erken konsolidasyon (sert doku oluşması)
  • Aşırı distraksyon kuvveti
    Alveoler Distraksiyon Sonuçları:
    1. Kemik ve yumuşak doku hacminde artış
  • Kemiğin defekt bölgesine yerdeğiştirmesi

Distraksiyon osteogenezisi yöntemi tek başına ideal sonuçlar vermek için çoğunlukla yetersizdir. Kompleks ve üç boyutlu bir yapıya sahip maksillofasiyal iskeletsel deformitelerde olduğu gibi alveoler deformitelerde de distraksiyon osteogenezisinden sonra ideal alveoler kenar elde edilmesi için osteoplasti işlemleri gereklidir. Bıçak sırtı şeklindeki kemik yapıları düzeltilmelidir. Alveoler kemik yapısı ile birlikte dişeti dokusunda da genişleme olduğu için yumuşak dokular kemik yapıyı gerilme olmaksızın takip etmektedir.

 KAYNAKLAR

    1. Aldegheri R, Trivella G, Lavini FM.1989;Epiphyseal distraction. Chondrodiatasis. Clin Orthop Rel Res;241:117-127

148.

  • Angell EH. 1860;Treatment of irregularity of the permanent or adult teeth. Dental Cosmos ;1:540-544

 

149.

  • Annino DJ, Jr., Goguen LA, Karmody CS. 1994;Distraction osteogenesis for reconstruction of mandibular symphyseal defects. Arch Otolaryngol Head Neck Surg;120:911-916

 

150.

  • Block MS, Chang A, Crawford C. 1996; Mandibular alveolar ridge augmentation in the dog using distraction osteogenesis. J Oral Maxillofac Surg;54:309-314

 

151.

  • Chin M. 1997;Alveolar process reconstruction using distraction osteogenesis. In: Diner PA, Vazquez MP (eds). International congress on cranial and facial bone distraction processes. Paris, France, June 19-21. Bologna, Italy:Monduzzi Editore S.p.A.51-54

 

152.

  • Chin M. 1998;Distraction osteogenesis in maksillofacial surgery. In: Lynch SE, Genco RJ, Marx RE (eds). Tissue engineering. Applications in maksillofacial surgery and periodontics. Carol Stream, Illinois:Quintessence Publishing Co, Inc.,147-159

 

153.

  • Chin M, Toth BA. 1996; Distraction osteogenesis in maksillofacial surgery using internal devices: Review of five cases. J Oral Maxillofac Surg;54:45-53

 

154.

  • Crawford MJ. 1948;Selection of appliances for typical facial fractures. Oral Surg Oral Med Oral Path;1:442-451

 

155.

  • Gantous A, Phillips JH, Catton P, Holmberg D. 1994 ;Distraction osteogenesis in the irradiated canine mandible. Plast Reconstr Surg;93:164-168

 

156.

  • Kazanjian, VH. 1941;The interrelation of dentistry and surgery in the treatment of deformities of the face and jaws. Am J Orthod Oral Surg; 27:10-30

 

157.

  • Labbe D, Kaluzinski E, Badie Modiri B, Compere JF. 1997;Mandibular distraction in adults. Nine case reports. In: Diner PA, Vazquez MP (eds). International congress on cranial and facial bone distraction processes. Paris, France, June 19-21. Bologna, Italy:Monduzzi Editore S.p.A.:145-153

 

158.

  • Murray JH, Fitch RD.1996. Distraction histogenesis: Principles and indications. J Am Acad Orthop Surg;4:317-327

 

159.

  • Samchukov ML, Cherkashin AM, Cope JB. 1998;Distraction osteogenesis: Origins and evolution. In: McNamara Jr JA, Trotman CA (eds). Distraction Osteogenesis and Tissue Engineering, Volume 34. Ann Arbor, Michigan: Center for Human Growth and Development, The University of Michigan:1-35

 

160.

  • Steiner CC. 1933;Is there one best orthodontic appliance? Angle Orthod; 3:277-298

 

161.

  • Wassmund M. 1935;Lehrbuch der praktischen chirurgie des mundes und der kiefer. Band 1. Leizig: Hermann Meusser. ;275.

 

162.

  • Wescott A. 1859;Acase of irregularity. Dental Cosmos ;1:60-68

 

163.