Hastanın kendisinden veya başka insanlardan (bazen başka canlılardan) alınan dokularla bu eksiklikler giderilir. Amaç zaman içinde bu dokuların vücudun kalan kendi dokuları ile bütünleşerek doğal bir tamirin sağlanmasıdır. Uzun bir zaman gerektiren bu değişim süresince uzvun deforme edici etkilerden korunmasını gerektirir (koruyucu cihazlar, alçı uygulaması ve uzun süre bacağa yük vermeme gibi). Biyolojik yöntemler ile iyileşme sağlandığında vücut içinde yabancı ve cansız dokular olmadığı için bunlara bağlı reddedilme, gevşeme, aşınma ve kırılma gibi sorunlar olmayacaktır.
Biyolojik yöntemler şu şekilde gruplanabilir:

1.Kemik Nakilleri:
Hastanın kemik deposu olarak kullanılabilen bölgelerinden (en sık leğen kemiği veya bacak kemikleri) (otojen) veya başka insanlardan alınan kemik parçalarının (allojen) yardımıyla eksik bölgelerin veya boşlukların tamamlanması yöntemidir. Hastanın kendisinden damarsız olarak nakledilen kemiklerin, ya da başka insanlardan alınan kemiklerin tümünün nakledildikleri bölgede uyum süreci içinde geçirdikleri ortak bir değişim süreci vardır (creeping substitution). Nakledilen kemikler önce vücut tarafından eritilirler. Geride içi boş bir kalıp kalır. Bu arada, erime ile salgılanan maddeler vücudun kemik oluşturan hücrelerini harekete geçirirler. Bu hücreler geride kalmış kalıbın içini boş bir peteğin arılar tarafından bal ile doldurulması gibi yeni kemik oluşturarak doldururlar. Bu süreç hücresel seviyede 6 -7 sene kadar devam edebilir, ancak küçük alanlar için sıklıkla 4 - 6 ay sonunda tedavi edilen bölüm kullanılabilir hale gelir. Hastanın kendisinden alınan kemikler zaman içinde tama yakın kabul edilirken başka insanlardan nakledilenlerin bir kısmı vücut tarafından eritilebilir. Ancak bu genel olarak sonucu kötü yönde etkilemez.

Otojen Damarsız Kemik Nakli:
Nakledildikleri yerde kabul edilme oranı en yüksek olan yöntemdir.Kolay,ucuz ,emniyetli ve hazır bulunabilir olma özellikleri ile ortopedik cerrahideki en eski ve en sık uygulanan kemik kaynağıdır .Bu amaçla iliak kanat (leğen kemiği),fibula ve kaburgalar kullanılan kemiklerdir. Kaynak bölgenin sınırlı olması (özellikle çocuklarda), ikinci bir cerrahi girişim gerektirmesi gibi dezavantajları vardır.

1- Tibia üst uçta tümör
1- Tibia üst uçta tümör

İlak kanattan alınan kemikle tümör çıkartıldıktan sonra oluşan boşluk doldurulmuş.

1- Tibia üst uçta tümör

Uygulanmış kemiğin uyum göstererek boşluğu tamir ettiği görülüyor.

Otojen Damarlı Kemik Nakli:
Bütün örnekler için tıklayınız.

Hastanın vücudundaki bazı kemikler besleyici damarları ile birlikte ihtiyaç duyulan bölgeye nakledilip oradaki başka damarlara dikilirler. Bu durumda kemiğin sadece bulunduğu yer değişmiş, ancak canlılığı tamamen korunmuş olur. Yukarıda bahsedilen değişim süreci (creeping substitution) ve olabilecek negatif etkileri sözkonusu değildir.
Nakledilen kemik bulunduğu yerin yüklenme ve şekil özelliklerine göre zaman içinde değişip gelişerek oraya uyum gösterecektir. Bu avantajlarının yanında yalnızca deneyimli ve donanımlı bir cerrahi ekip (bir mikrocerrah da içeren) tarafından gerçekleştirilebilir olması, nakledilen kemiğin ancak uzun süre sonunda yük taşıyabilir hale gelmesi, bu süreç içinde o bölgenin koruması için ek tespit yöntemlerinin gerekmesi gibi dezavantajları vardır.

Allojen Damarsız Kemik Nakli:
Bütün örnekler için tıklayınız.

Organlarını bağışlayan insanların kemikleri ile gerçekleştirilir. Organ bağışçılarının üzerinde HIV, hepatit testleri ve başka testler uygulandıktan sonra alınan kemikler nakledildikleri yerde reddedilmelerine neden olacak özelliklerinin ortadan kaldırılması amacıyla bazı işlemlerden geçirilirler. Bu yöntemler arasında en sık kullanılanlar -80 dereceye kadar dondurma ve bu sıcaklıkta saklama (fresh frozen) ve bazı kimyasal yöntemlerden geçirip normal oda sıcaklığında steril paketlerde kullanıma hazır (freeze dried) olarak saklamaktır.
Hastaya ek bir cerrahi girişim gerektirmemesi ve ihtiyaç duyulan bölgeye şekil olarak uygun ve hazır olarak bulunabilir olması gibi avantajları vardır. önemli dezavantajlarından biri toplumların alışkanlıkları ve inanışlarına göre değişen elde edilebilme güçlüğüdür (örneğin ülkemizde kemik bağışı organizasyonu hala sağlanamamıştır).

önemli hastalık nakillerinin engellenebilmesi için çok dikkatli ve ciddi seçim ve hazırlık süreçleri gereklidir. Bu durum maliyeti önemli oranda artırmaktadır. Allogreftlerin uzunluğu arttıkça creeping substitution süreci uzayacak, kırılma ve kaynamama gibi sorunlarla karşılaşma olasılığı yükselecektir. Yine büyük ve ölü bir parçanın varlığı enfeksiyon riskini artıracaktır. Büyük allogreftlerin bu dezavantajları damarlı kemik nakilleri ile birlikte kullanılarak (biyolojik aktiviteyi artırma) ortadan kaldırılabilmektedir.

Yeniden Değerlendirilen Kemik (Recycled Bone):
Bütün örnekler için tıklayınız

Masif Allogreft’lerin temin güçlüğü (pahallı, ithal, zamanında bulunamama), defekte tam uyamama, düşük olasılıkda olsa hastalık nakli ve vücuda yabancı doku olma gibi dezavantajlarını içermeyen bir cins masif otogreftlerdir. Tümörlü kemik bölümü uygun sınırlarla çıkartıldıktan sonra bu kemik tümör hücrelerinin tamamen öleceği işlemlere tabi tutulur. Bunun sonucunda tüm hastalıklı hücrelerin ve bu arada diğer sağlam hücrelerin de olmuş olduğu bir kemik ortaya çıkar. Bu kemik mevcut defekte şekil ve boyut olarak tamamen uygun, hastanın kendi dokusu olduğu için hastalık nakli ve antijenik olma dezavantajlarını içermeyen, kolay ve ucuz temin edilen bir materyaldir. Yeniden değerlendirmenin bilinen uygulama yöntemleri şunlardır:
Otoklavizasyon: Otoklavda 120 derecede 20 dakika bekletme sonucu elde edilir. Kemiğin mekanik direnci ileri derecede bozulur ve protein yapıları tamamen harap olur.

Pastorizasyon


Ekstrakorporal Irradiasyon (vücut dışı ışınlama): Erken dönem için kıkırdak dokusunun korunabilir görünmesi ve mekanik yapının bozulmaması gibi avantajları vardır. Çıkartılan tümörlü parca steril olarak paketlenerek radyoterapiye gönderilir ve tek sefer 50 Gy ışınlanır. Böylece tümörlü ve diğer hücreler öldürülür. Teknik uygulama zorlukları, radyoterapi merkezi ile yakın ve koopere ilişki gerektirir. Uzun dönemde kıkırdak ve kemikte rezorpsiyon oldukça yüksek orandadır.

Sıvı azotta dondurma ve çözme: Rezektat sıvı azot tankının içinde 20 dakika bekletilerek dondurulur, ardından 15 dk. oda ısısında, 10 dk. da serum fizyolojikte bekletilerek çözülür. Mekanik ve yapısal özelliklerin en iyi korunduğu yöntemdir.

Masif Greft (Allogreft veya geri kazanılmış kemik) ve damarlı otogreft (Damarı fibula) kombinasyonu (HOT-DOG): Masif greftler mekanik olarak güçlü (avantaj) ancak biyolojik olarak cansızdırlar (dezavantaj). Vücuda uyumları ancak çok uzun süren “creeping substitution” adı verilen bir süreç ile mümkündür ve çoğu kez başarısızlıkla sonuçlanır (bakınız Biyolojik Rekonstrüksiyonun Gelişim Süreci). Damarlı fibula ise canlıdır ve normal kaynama sureci sonunda bulunduğu bölgenin parçası haline gelir (avantaj). Ancak mekanik olarak güçsüzdür ve özellikle femurda tek başına yeterli yükü taşıyamaz (dezavantaj). HOT-DOG yöntemi fibulanın (sosis), masif greftin (sandviç ekmeği) içine koyularak iki yöntemin karşılıklı olarak avantajları ile dezavantajlarının dengelendiği bir kombinasyondur.

Hot-Dog Yöntemiyle Biyolojik Rekonstrüksiyon

2.Kemik Rejenerasyon Yöntemleri:
Bütün örnekler için tıklayınız

Tümör çıkarıldıktan sonra geride kalan boşluğun alt veya üstündeki sağlam kemik bölümünden bir parça yavaş yavaş bu boşluğa doğru hareket ettirilir. Bu kemik parçalarından geçirilen tellere dışarıdan monte edilen halkalar, ya da kemiğin içinden şiş gibi geçirilmiş bir çivi yardımıyla kemik hergün bir miktar kaydırılır. Bu parça boşluğa doğru hareket ederken ayrıldığı yerde geri kalan dokular yeniden kemiğe dönüşmektedir. Bu şekilde kaydırılan kemik boşluğun yerine getirildiğinde terk ettiği bölgede yeni kemik oluşmuş olur. Böylece tümör çıkartıldıktan sonra oluşan kemik boşluğu kapatılmış olur.

3.Doku ve Hücre Kültürleri İle Tamir:
Henüz geliştirilme aşamasında olan bu yöntemler vücuttan alınan doku parçalarının vücut dışında çoğaltılıp şekillendirilerek ihtiyaç duyulan bölgeye yerleştirilmesi esasına dayanır. İnsan uygulamaları henüz çok kısıtlı sayıda ve bölgeler içindir. (örneğin kıkırdak kayıpları gibi)