Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
5-Year IF – 2.0, IF – 1.9, JCI (2024) – 0.43
Scopus CiteScore – 4.3
Q1 in SJR 2024, SJR score – 0.598, H-index: 49 (SJR)
ICV – 161.00; MNiSW – 70 pts
Initial editorial assessment and first decision within 24 h

ISSN 1899–5276 (print), ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2009, vol. 18, nr 1, January-February, p. 13–18

Publication type: original article

Language: English

Effect of a 50−Hz Sinusoidal Electromagnetic Field on the Integrity of Experimental Colonic Anastomoses Covered with Fibrin Glue

Wpływ zastosowania kleju fibrynowego i zmiennego pola magnetycznego o małej częstotliwości (50 Hz) na integrację blizny pooperacyjnej w eksperymentalnym zespoleniu okrężnicy

Sadullah Girgin1,, Hayrettin Ozturk2,, Ercan Gedik1,, Veysi Akpolat3,, Ebru Kale4,, Hulya Ozturk5,

1 Dicle University Medical School, Department of General Surgery, Diyarbakir, Turkey

2 Abant Izzet Baysal University Medical School, Department of Pediatric Surgery, Bolu, Turkey

3 Dicle University Medical School, Department of Biophysics, Diyarbakir, Turkey

4 Dicle University Medical School, Department of Biochemistry, Diyarbakir, Turkey

5 Duzce University Medical School, Department of Pediatric Surgery, Bolu, Turkey

Abstract

Background. Low−frequency magnetic fields have been shown to affect biological processes. In this article the effects of 50−Hz sinusoidal magnetic field (MF) stimulation and application of fibrin glue on the healing of experimental colonic anastomoses were investigated.
Material and Methods. Twenty−eight rats were divided into four groups. Group 1 underwent 2−cm left colonic resection and primary anastomosis. Group 2 underwent normal resection anastomosis and the area was covered with fibrin glue. Group 3 underwent normal resection anastomosis and the rats were exposed to a 50−Hz sinusoidal MF. Group 4 underwent normal resection anastomosis, the anastomosis area was covered with fibrin glue, and the rats were exposed to a 50−Hz sinusoidal MF. Investigations included bursting pressure measurement, hydroxyproline content, and histopathological changes.
Results. Tissue hydroxyproline levels and anastomotic bursting pressures of groups 2, 3, and 4 were significantly higher than in group 1. Collagen deposition and fibroblast infiltration in groups 2, 3, and 4 had higher scores than in group 1. Furthermore, these results were significantly higher in group 4 rats than in the other groups. Histopathological examination of the anastomosis revealed significantly better healing patterns for group 4 than for groups 1, 2, and 3.
Conclusion. A50−Hz sinusoidal MF stimulation and application of fibrin glue provided a significant gain in anastomotic healing in the large intestine. A combination of a 50−Hz sinusoidal MF and fibrin glue has significantly favorable effects on healing of experimental colon anastomosis.

Streszczenie

Wprowadzenie. Wzrasta zainteresowanie skutkami oddziaływania pola magnetycznego o małej częstotliwości na różne procesy biologiczne. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań wpływu pobudzającego działania zmiennego pola magnetycznego (MF) o częstotliwości 50 Hz na rezultaty wykorzystania kleju fibrynowego w doświadczalnym zespoleniu okrężnicy.
Materiał i metody. Badaniom doświadczalnym poddano 28 szczurów, podzielonych losowo na 4 grupy. W grupie 1. wycięto dwucentymetrowy odcinek okrężnicy i zespolono ponownie metodą standardową. W grupie 2. wycięty obszar okrężnicy zespolono metodą standardową, a miejsce zespolenia pokryto klejem fibrynowym. W grupie 3. również dokonano zespolenia wyciętego odcinka w sposób standardowy, a następnie szczury poddano działaniu zmiennego pola magnetycznego MF o małej częstotliwości (50 Hz). W grupie 4. zespolone metodą standardową odcinki okrężnicy pokryto dodatkowo klejem fibrynowym, a następnie badane zwierzęta poddawano działaniu takiego samego pola magnetycznego. W każdej badanej grupie zwierząt wykonano pomiar ciśnienia rozrywającego w okrężnicy, oznaczono zawartość hydroksyproliny komórkowej oraz dokonano oceny zmian histopatologicznych.
Wyniki. Oznaczone ilości komórkowej hydroksyproliny oraz wartości ciśnienia rozrywającego w zespolonym odcinku okrężnicy były znacząco większe w przypadku grupy 2., 3., 4. w porównaniu do wyników uzyskanych w przypadku grupy 1. Poziom osadzonego kolagenu i naciekowych fibroblastów zaobserwowany w grupach 2., 3., 4. był większy niż w grupie 1. Wielkości te w 4. grupie badanych szczurów były ponadto znacząco większe w porównaniu do pozostałych grup badanych zwierząt. Badania histopatologiczne uzyskanego zespolenia okrężnicy wskazują na znacząco lepsze rezultaty wykonanego zabiegu w grupie 4. niż w grupach 1., 2., 3.
Wnioski. Jednoczesne zastosowanie kleju fibrynowego i zmiennego pola magnetycznego o małej częstotliwości (50 Hz) korzystnie wpływa na proces powstawania blizny pooperacyjnej w doświadczalnym zespoleniu okrężnicy u szczurów.

Key words

colonic anastomosis, 50−Hz sinusoidal magnetic field, fibrin glue

Słowa kluczowe

zespolenie okrężnicy, pole magnetyczne o małej częstotliwości, klej fibrynowy

References (30)

  1. Ptok H, Marusch F, Meyer F, Schubert D, Gastinger I, Lippert H, Study Group Colon/Rectum Carcinoma (Primary Tumour): Impact of anastomotic leakage on oncological outcome after rectal cancer resection. Br J Surg 2007, 94, 1548–1554.
  2. Kisli E, Ozdemir H, Kösem M, Sürer H, Ciftçi A, Kanter M: Effect of Ginkgo biloba extract (EGb 761) on the healing of left colonic anastomoses in rat. World J Surg 2007, 31, 1652–1657.
  3. Biondo S, Parés D, Kreisler E, Ragué JM, Fraccalvieri D, Ruiz AG, Jaurrieta E: Anastomotic dehiscence after resection and primary anastomosis in left−sided colonic emergencies. Dis Colon Rectum. 2005, 48, 2272–2280.
  4. Pirozzoli MC, Marino C, Lovisolo GA, Laconi C, Mosiello L, Negroni A: Effects of 50 Hz electromagnetic field exposure on apoptosis and differentiation in a neuroblastoma cell line. Bioelectromagnetics 2003, 24, 510–516.
  5. Wolf FI, Torsello A, Tedesco B, Fasanella S, Boninsegna A, D’Ascenzo M, Grassi C, Azzena GB, Cittadini A: 50−Hz extremely low frequency electromagnetic fields enhance cell proliferation and DNA damage: possible involvement of a redox mechanism. Biochim Biophys Acta 2005, 1743, 120–129.
  6. Aaron RK, Ciombor DM: Therapeutic effects of electromagnetic fields in the stimulation of connective tissue repair. J Cell Biochem 1993, 52, 42–46.
  7. Henne−Bruns D, Kreischer HP, Schmiegelow P, Kremer B: Reinforcement of colon anastomoses with polyglycolic acid mesh: an experimental study. Eur Surg Res 1990, 22, 224–230.
  8. Kanellos I, Mantzoros I, Demetriades H, Kalfadis S, Kelpis T, Sakkas L, Betsis D: Healing of colon anastomoses covered with fibrin glue after immediate postoperative intraperitoneal administration of 5−fluorouracil. Dis Colon Rectum 2004, 47, 510–515.
  9. Wang P, Wang J, Zhang W, Li Y, Li J: Effect of the Combination of Fibrin Glue and Growth Hormone on Intestinal Anastomoses in a Pig Model of Traumatic Shock Associated with Peritonitis. World J Surg 2009 Jan 10. [Epub ahead of print] DOI 10.1007/s00268−008−9889−x
  10. Byrne DJ, Hardy J, Wood RA, McIntosh R, Hopwood D, Cuschieri A: Adverse influence of fibrin sealant on the healing of high−risk sutured colonic anastomoses. J R Coll Surg Edinb 1992, 37, 394–398.
  11. Nordentoft T, Rømer J, Sørensen M: Sealing of gastrointestinal anastomoses with a fibrin glue-coated collagen patch: a safety study. J Invest Surg 2007, 20, 363–369.
  12. Akgün A, Kuru S, Uraldi C, Tekin O, Karip B, Tug T, Ongören AU: Early effects of fibrin sealant on colonic anastomosis in rats: an experimental and case−control study. Tech Coloproctol 2006, 10, 208–214.
  13. Oka H, Harrison RC, Burhenne HJ: Effect of a biologic glue on the leakage rate of experimental rectal anastomosis. Am J Surg 1982, 143, 561–564.
  14. Hendriks T, Mastboom WJ: Healing of experimental intestinal anastomoses. Parameters for repair. Dis Colon Rectum 1990, 33, 891–901.
  15. Sucullu I, Sinan H, Filiz AI, Yildiz S, Yucel E, Kurt Y, Akin ML: The effects of hyperbaric oxygen therapy on colonic anastomosis in rats with peritonitis. J Invest Surg 2008, 21, 195–200.
  16. Vesper DN, Swez JA, Nindl G, Fox MT, Sandrey MA, Balcavage WX: Models of the uniformity of electromagnetic fields generated for biological experiments by Merritt coils. Biomed Sci Instrum 2000, 36, 409–415.
  17. Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ: Protein measurement with the folin phenol reagent. J Biol Chem 1951, 193, 265–275.
  18. Veneziano SG, Ramalho LN, Ramalho FS, Campos AD, da Rocha JJ, Feres O: Effect of thalidomide on the healing of colonic anastomosis, in rats. Acta Cir Bras 2008, 23, 17–23.
  19. Salman B, Kerem M, Bedirli A, Katircioglu H, Ofluoglu E, Akin O, Onbasilar I, Ozsoy S, Haziroglu R: Effects of Cholerella sp. microalgae extract on colonic anastomosis in rats with protein−energy malnutrition. Colorectal Dis 2008, 10, 469–478.
  20. Rojkind M, Domínguez−Rosales JA, Nieto N, Greenwel P: Role of hydrogen peroxide and oxidative stress in healing responses. Cell Mol Life Sci 2002, 59, 1872–1891.
  21. Ke XQ, Sun WJ, Lu DQ, Fu YT, Chiang H: 50−Hz magnetic field induces EGF−receptor clustering and activates RAS. Int J Radiat Biol 2008, 84, 413–420.
  22. Sun WJ, Chiang H, Fu YD, Yu YN, Xie HY, Lu DQ: Exposure to 50Hz electromagnetic fields induces the phosphorylation and activity of stress−activated protein kinase in cultured cells. Electromagn Biol Med 2001, 20, 415–423.
  23. Sun W, Yu Y, Chiang H, Fu Y, Lu D: Exposure to power−frequency magnetic fields can induce activation of P38 mitogen−activated protein kinase. Zhonghua Lao Dong Wei Sheng Zhi Ye Bing Za Zhi 2002, 20, 252–255.
  24. Nie K, Henderson A: MAP kinase activation in cells exposed to a 60 Hz electromagnetic field. J Cell Biochem 2003, 90, 1197–1206.
  25. Devary Y, Rosette C, DiDonato JA, Karin M: NF−kappa B activation by ultraviolet light not dependent on a nuclear signal. Science 1993, 261, 1442–1445.
  26. Rosette C, Karin M: Ultraviolet light and osmotic stress: activation of the JNK cascade through multiple growth factor and cytokine receptors. Science 1996, 274, 1194–1197.
  27. Van der Ham AC, Kort WJ, Weijma IM, van der Ingh HF, Jeekel H: Healing of ischemic colonic anastomosis: fibrin sealant does not improve wound healing. Dis Colon Rectum 1992, 35, 884–891.
  28. Scheele J, Herzog J, Muehe E: Fibrin glue protection of digestive anastomoses. Zentralbl Chir 1978, 103, 1325–1336
  29. Nordentoft T, Rømer J, Sørensen M: Sealing of gastrointestinal anastomoses with a fibrin glue-coated collagen patch: a safety study. J Invest Surg. 2007, 20, 363–369.
  30. Kerem M, Bedirli A, Karahacioglu E, Pasaoglu H, Sahin O, Bayraktar N et al.: Effects of soluble fiber on matrix metalloproteinase−2 activity and healing of colon anastomosis in rats given radiotherapy. Clin Nutr 2006, 25, 661–670.
© Wroclaw Medical University