The Potential Use of Tetracalcium Phosphate in Vertebral Augmentation: A Study on a Sheep Model
İsmail KAYA1, Hüseyin YAKAR1, Hacı KELEŞ2, CANER ÖZBEY31Department Of Neurosurgery, Niğde Ömer Halisdemir University, Niğde, Türkiye2Department Of Anatomy, Niğde Ömer Halisdemir University, Niğde, Türkiye
3Department Of Pathology, Niğde Ömer Halisdemir University, Niğde, Türkiye
BACKGROUND
Percutaneous vertebroplasty (PVP) and percutaneous kyphoplasty (PKP) are widely used to treat vertebral fractures, but the standard filler material, polymethylmethacrylate (PMMA), presents significant drawbacks, including thermal damage, 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 using TTCP at three lumbar vertebrae (L2–L4). Under general anesthesia, TTCP cement was injected into cavities prepared using the standard PKP procedure. Postoperative care included analgesia and antibiotics. Four animals were monitored for 12–14 weeks, and one for 25 weeks. At the end of the study, euthanasia was performed, and vertebrae were extracted for biomechanical testing using a Shimadzu AG-IS 100 kN machine. Histological evaluation assessed ossification stages using Shapiro’s classification. Statistical analyses were conducted using paired t-tests (p < 0.05).
RESULTS
One animal was euthanized due to infection, while four completed the study without complications. Biomechanical analysis showed no significant difference in compressive strength between treated and untreated vertebrae (p > 0.05). Histology confirmed osteoblastic activity, progressive mineralization, and bone integration.
CONCLUSION
TTCP demonstrated promising biomechanical and biophysiological properties for vertebral augmentation. However, its use in infected areas and metabolic bone disorders remains limited. Further clinical studies are required to validate their long-term efficacy.
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 yöntemlerdir. 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, osteokondüktivitesi 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.
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.
Corresponding Author: İsmail KAYA, Türkiye
| TOOLS |
 Print Download citation RIS EndNote BibTex Medlars Procite Reference Manager Share with email Share Send email to author
Similar articles Google Scholar |