Haematology, immunology, thrombosis, infectious diseases (Council of Medical and Biological Sciences)
100 %
Ortelius classification: Surgery
Panel
Clinical Medicine
Department or equivalent
Orthopedic - Trauma Department (Uzsoki Hospital)
Participants
Borbás, Lajos Hangody, György Kiss, Rita Pap, Károly Rahmeh, Husam Tímár, József
Starting date
2012-02-01
Closing date
2017-01-31
Funding (in million HUF)
24.000
FTE (full time equivalent)
8.26
state
closed project
Summary in Hungarian
Az elülső keresztszalag kulcsszerepet játszik a térd stabilizálásában és normál működésének fenntartásában. Szakadása a térd instabilitását okozza, aminek következtében szekunder gonarthrosis alakulhat ki. Ezért célszerű ezt saját (autograft) vagy más személyből kivett (allograft) szalaggal sebészi úton pótolni.
A különböző graftok statikus és dinamikus szilárdsági tulajdonságainak mérése és statisztikai elemzése után választ kapunk a graft implantáció alapvető kérdéseire, hogy van-e szilárdsági különbség graft típus, nem, kor, alsóvégtagi dominancia tekintetében a minták között (autograft modell) valamint, hogy a különböző dózisú (25 kGy és 50 kGy) sugárzás megváltoztatja-e a graftok szilárdságtani jellemzőit (allograft modellek). A sikeres megvalósítás kockázata minimális, mert az infrastrukturális háttér, a kutatásban részvevő személyek tapasztalata, ismeretanyaga biztosítja a sikert. Az eredményeket IF-ral rendelkező publikációban és egy orvosi és mérnöki PhD dolgozat részeként foglaljuk össze.
Reményeink szerint a sugárzás és a fagyás káros következményeit sikerül minimálisra csökkenteni, amelyet a Patológiai Intézet munkatársainak tudása biztosít. A kutatás végén, reményeink szerint egy könnyen használható, biztonságos, "off the shelf" termék állítható elő, amivel a keresztszalag-pótlások nagy része allografttal megoldható lenne. A sebészileg és mikrobiológiailag is tökéletesen előkészített termékek lényegesen csökkentenék a műtéti időt, postoperatív fájdalmat, vérvesztést és szövődményeket, azaz a terápiás költséget és a kórházi benntartózkodást. További előnye, hogy a beteg egyéb térdízület közeli lágyrészeit nem sértjük, ami a rásérülések kockázatát is csökkenti.
Summary
The anterior cruciate ligament (ACL) has a key role in knee function and stabilization. The tear of the ACL can cause injuries to other soft tissues in and around the knee, particularly the menisci, and lead to early onset osteoarthritis of the knee. Therefore, surgical treatment using tissue autografts or allografts is frequently performed by surgeons on patients with a ruptured ACL. Firstly, we evaluate if there is any mechanical difference between the samples based on graft type, gender, age, lower extremity dominance. In the second phase of the project we study the effect of various doses of gamma irradiation (small dose 25kGy and big dose 50kGy) on the endurance properties of the grafts. The infrastructural background, the knowledge and research experience of the participants preserve the success of the project. The results of the research will publish in international journals which have impact factors. On the basis of our result a medical and an engineer Ph.D. dissertation will written. With support and knowledge of researchers of 2nd Institute of Pathology of the Semmelweis University we would like to minimize the adverse effect of deep freezing and gamma irradiation. If we succeed, we could produce an easy handle, safe, “off the shelf” product that would worth to use in ACL reconstruction. With the help of these surgically and microbiologically prepared tendon allografts, the surgeons could decrease operation time, donor site morbidity, postoperative blood loss.
Final report
Results in Hungarian
Kutatásunk célja volt az LCA pótlásra felhasználható humán allograftok szilárdságtani tulajdonságait, továbbá azoknak változásait a fagyasztás ill. a gamma besugárzás hatására. Vizsgálataink első részében 8 db human cadaver 40 íngraftjával teszteltünk 6 féle befogási technikát (fonalas-, Zwick Z020-as szakítógép általános befogójával való-, dróthálós-, cementburkos-, Shi-féle befogós- és fagyasztással kombinált Shi-féle befogós rögzítés). Ezek közül csak az általunk – fagyasztással kombinált – módosított Shi-féle befogóval értük el azt, hogy minden esetben létrejött a szakítási fenomén. Ezután következett a kutatásunk második szakasza, mely során 70 kadáverből 700 íngraftot vettünk ki (Achilles-ín, Tibialis anterior ín, Peroneus longus ín, Quadriceps ín, Semitendinosus+Gracilis ínpáros). Mintáinkat 3 csoportba osztottuk: fagyasztott - nem besugarazott (kontrollcsoport), kis dózisú (21 kGy) és nagy dózisú (42 kGy) gamma-sugárzással kezelt graftok. 4 fő biomechanikai paraméter maximális feszültség, Young modulus, nyúlás max. feszültségnél, szakadási nyúlás elemeztünk.
Szövettani vizsgálatokat is végeztünk az ínmintákon, az esetleges morfológiai elváltozás kimutatására. A csoportok között eltérést nem találtunk.
Vizsgálataink kimutatták, hogy a peroneus longus, tibialis anterior inak jobb biomechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az Achilles és quadriceps íngraftok biomechanikai tulajdonságai károsodtak leginkább a gamma-besugárzás hatására.
Results in English
This research project is aimed to evaluate the endurance properties of human allografts that can be used for ACL reconstruction.
In the first part of our study we tested 40 tendografts - harvested from 8 human cadaver – with six different types of fixation devices: surgical thread (Premicron 3), general mounting clamp, wire mesh, cement fixation, Shi’s clamp and Shi’s modified, frozen clamp for an INSTRON loading machine. Only the Shi’s modified, frozen clamp was suitable to achieve the rupture phenomena in each case.
In the second phase of our research we harvested 700 tendografts from 70 tumor and infection-free human cadavers died within 24 hours (Achilles tendon, tibialis anterior tendon, peroneus longus tendon, quadriceps tendon, semitendinosus+gracilis tendonduet). Our samples were divided into 3 groups: frozen - non irradiated (control group), low dose (21 kGy) and high dose (42 kGy) of gamma-irradiated grafts. Four biomechanical parameters: Young's modulus of elasticity, maximum load, strain at tensile strength, strain at breakage. In the last phase we performed histological examitaions, that showed no difference between the grafts.
Our studies showed that the peroneus longus and tibialis anterior grafts have better biomechanical properties, however, the importance of their functions prevent to use like an autograft. The Achilles and quadriceps specimens’ biomechanical properties were damaged mostly by gamma-irradiation.
Hangody G, Szebényi G, Abonyi B, Kiss R, Hangody L, Pap K: Does a different dose of gamma irradiation have the same effect on five different types of tendon allografts? - a biomechanical study, Int Orthop. 2017;41(2):357-365., 2017
Hangody G, Pánics G, Szebényi G, Kiss R, Hangody L, Pap K: Pitfalls during biomechanical testing - Evaluation of different fixation methods for measuring tendons endurance properties, Physiol Int 2016;103(1):86-93., 2016
Hangody Gy., Pap K., Abonyi B., Szebényi G., Kiss R., Hangody L: Gamma sugárzással sterilizált keresztszalag allograftok biomechanikai tulajdonságainak elemzése, Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet, 59. (Suppl.): 18-19, 97, 2016
Pap K., Hangody Gy., Pánics G., Bodó L., Abonyi B., Hangody L.: Allograftok – biomechanikai jellemzők és különböző sterilizálási eljárások bemutatása, Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet, 59. (Suppl.): 167., 2016
Hangody György – Pap Károly – Szebényi Gábor – Kocsis Koppány – Szécsi Dávid – Hangody László: Keresztszalag pótlásra felhasználható allo- és autograftok szilárdságtani vizsgálata – Rögzítési technikák, A Magyar Artroszkópos Társaság 12. kongresszusa, 2012
Pap Károly, Hangody György, Szebényi Gábor, Kiss Rita, Hangody László: Strass-strain analysis on allo-and autograft of anterior cruciate ligament - Pitfalls of the fixation techniques, 14 th EFORT Congress Istanbul, 2013
Hangody György ,Pap Károly, Szebényi Gábor, Kiss Rita, Tóth Ferenc, Hangody László: Keresztszalag pótlásra felhasználható allograftok szilárdságtani vizsgálatához felhasználható rögzítési technikák elemzése, MOT-MTT 2013 Kongresszusa, Budapets, 2013
Pap Károly, Hangody György, Abonyi Bence, Szebényi Gábor, Kiss Rita, Hangody László: GAMMA SUGÁRZÁSSAL KEZELT KERESZTSZALAG PÓTLÁSRA FELHASZNÁLHATÓ GRAFTOK BIOMECHANIKAI VIZSGÁLATA, Magyar Arthroszkópos Társaság 2014 évi kongresszusa Szolnok, 2014
Hangody György, Pap Károly, Abonyi Bence, Szebényi Gábor, Kiss Rita, Hangody László: ÍNGRAFTOK BIOMECHANIKAI TULAJDONSÁGAINAK ELEMZÉSE, Magyar Arthroszkópos Társaság 2014 évi kongresszusa Szolnok, 2014
Hangody Gy. - Pap K. - Abonyi B. - Szebényi G. - Kiss R. - Hangody L: Analysis of tendografts biomechanical properties., Budapest Knee Day, 2015. március 6., Budapest, Hungary, 2015
Hangody Gy. - Pap K. - Abonyi B. - Szebényi G. - Kiss R. - Hangody L: Íngraftok Biomechanikai tulajdonságainak elemzése, A Magyar Ortopéd Társaság és a Magyar Traumatológus Társaság 2015. évi közös Kongresszusa, 2015. június 11-13, Szombathely - Sárvár, 2015
Hangody Gy. - Pap K. - Abonyi B. - Szebényi G. - Kiss R. - Hangody L.: Gamma sugárzással sterilizált keresztszalag allograftok szilárdságtani elemzése, A Magyar Artroszkópos Társaság Szimpóziuma, 2015. október 16-17., Visegrád, 2015
Hangody Gy. - Pap K. - Abonyi B. - Szebényi G. - Kiss R. - Hangody L: Gamma sugárzással sterilizált keresztszalag allograftok biomechanikai vizsgálata., Magyar Artroszkópos Társaság Szimpóziuma, 2015. október 16-17., Visegrád, 2015
Pap Károly, Hangody György, Szebényi Gábor, Kiss Rita, Hangody László: Strass-strain analysis on allo-and autograft of anterior cruciate ligament - Pitfalls of the fixation techniques, 14 th EFORT Congress Istambul, 2013
