SİO2 nanoparçacığının işitme sistemi üzerine etkisi
Effects silicon dioxide nanoparticles on auditory system
Yazar: ERKAN ÖZBAY
Danışman: PROF. DR. ÜLKÜ ÇÖMELEKOĞLU
Mersin Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Nanopartiküller = Nanoparticles ; Otoakustik emisyonlar = Otoacoustic emissions ; Toksisite = Toxicity ; Uyarılmış potansiyeller-işitsel-beyin sapı = Evoked potentials-auditory-brain stem ; İşitme = Hearing ; İşitme algısı = Auditory perception ; İşitme kaybı = Hearing loss

Özet:
SiO2 nanoparçacıkları biyomedikal ve biyoteknoloji alanında yaygın olarak kullanılmasına rağmen bunların memelilerdeki toksik etkilerine ilişkin çalışmalar sınırlıdır.   Bu çalışmada işitme kayıplarında ilaç taşıyıcı sistem olarak yaygın kullanılan SiO2 nanoparçacıklarının işitme sistemi üzerine olası toksik etkilerinin biyofiziksel ve histolojik yöntemler kullanılarak incelenmesi amaçlandı. 
Bu amaç doğrultusunda çalışmada 12 adet Wistar albino erkek sıçan kullanıldı.  Sıçanlar kontrol ve deney olmak üzere 6'şar sıçandan oluşan rastgele 2 gruba ayrıldı. Deney grubundaki sıçanlara 500 µg/mL dozunda SiO2 nanoparçacıklar ve kontrol grubuna aynı hacimde % 0,9'luk NaCl 7 gün boyunca günde bir kez olmak üzere intratimpanik olarak uygulandı. Uygulama öncesi tüm sıçanların odyolojik muayeneleri yapıldı. Yedi günlük uygulamanın tamamlanmasından sonra intratimpanik uygulamanın oluşturabileceği olası perforasyonların onarımı için 4 günlük beklemeyi takiben 11. günde tekrar odyolojik muayene yapıldı ve BSİUP ile OAE kayıtları alındı. BSİUP kayıtlarından I-V. dalgaların genliği, pik latansı (PL) ve interpik latansları (İPL) değerlendirildi. OAE kayıtlarından ise distorsiyon product otoakustik emisyon (DPOAE) değerleri ölçüldü. Histolojik değerlendirme için sıçanların kokleaları izole edildi ve alan taramalı elektron mikroskop (FESEM) kullanarak kokleada işitme reseptörü olarak işlev gören iç ve dış tüy hücrelerinde meydana gelen yapısal değişiklikler ve hücre kayıpları değerlendirildi. 
Deney grubunda BSİUP kayıtlarında II. ve III. dalgaların genliği kontrole göre önemli oranda azalırken I, IV ve V. dalgaların genliğinde iki grup arasında istatistik olarak anlamlı bir fark gözlenmedi. Ayrıca III. dalganın PL'ları ile I-III İPL'si deney grubunda kontrole göre önemli oranda uzadı. DPOAE değerleri açısından sadece 4 kHz'lik uyaranda kontrol ve deney grupları arasında istatistiksel olarak önemli fark gözlendi.  Bu frekansta DPOAE değeri kontrole göre önemli oranda azaldı. Işık mikroskobik ve elektron mikroskobik incelemelerde tüy hücrelerinin sayısında azalma ile birlikte deformasyon da gözlendi. 
Sonuç olarak SiO2 nanoparçacıklarının işitme sisteminde elektrofizyolojik ve histopatolojik değişikliklere yol açarak toksik etkilere neden olabileceği düşünüldü. 

Anahtar Kelimeler: Nanaparçacık, nanotoksisite, işitme sistemi, beyin sapı işitsel uyarılmış potansiyeli, otoakustik emisyon.

Abstract:
Despite the widely use of SiO2 nanoparticles in biomedical and biotechnological areas, there are limited studies about possible effects of silica nanoparticles on mammals. In this study possible effects of SiO2 nanoparticles widely used in drug delivery systems in hearing loss on auditory system by using biophysical and histological methods.
In line with this purpose, 12 Wistar albino mail rats were used. Rats were divided 2 groups, each with 6 rats, as control and experimental groups. 500 µg/mL SiO2 nanoparticles were applied to rats in experimental group, % 0,9 NaCl were applied to rats in control group for 7x1 dose/day as intratympanic. Before application, all of the rats in 2 groups were examined audiologically. After application for 7 days were done, waited 4 days for possible perforation on tympanic membrane because of intratympanic application. On eleventh days audiological examination were done again and ABR (Brain-stem auditory-evoked potentials) and OAE (Otoacoustic emissions) were recorded. Amplitud, peak latency (PL) and interpeak latency (IPL) of I-V. waves were evaluated.  Distortion product otoacoustic emissions values from OAE records were measured. Cochleas of rats were isolated for histological evaluation. Structural changes and cell loss happened on inner and outer hair cells that work as hearing receptor in cochlea were evaluated by using FESEM (Field emission scanning microscopy).
In ABR records in experimental group, amplitüde of II. and III. waves were decreased significantly with respect to control group, but no statistically significant difference was observed for amplitüde of I, IV and V. waves between 2 groups. Additionally, PL of III. waves and İPL of I-III waves in experimental group were longer with respect to control group. In DPOAE evaluation, statistically significant differences were observed between control and experimental groups in 4 kHz stimulus. In this Frequency, DPOAE value in experimental group increased with respect to control group, significantly. In light microscopic and electron microscopic examination deformation in structure of hair cells and decrease in number of hair cells were observed.
As a result, it was thought that SiO2 nanoparticles can cause toxic effects in auditory system by causing electrophysiological and histopathological changes.

Key Words: Nanoparticle, nano-toxicity, auditory system, brain-stem auditory-evoked potential, otoacoustic emission.