Kemik çimentosuna antibiyotik yüklenmesi ile hazırlanan tıbbi cihaz üzerine stabilite çalışmaları
Stability studies on medical device prepared with antibiotic loaded on bone cement
Yazar: ESRA MERVE ZANBAK ÇOTAOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. CANSEL KÖSE ÖZKAN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Gülhane Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı / Farmasötik Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Kemik çimentoları = Bone cements ; Tıbbi cihazlar = Medical devices ; Vankomisin = Vancomycin

Özet:
Amaç: Tezimizin amacı, Vankomisin yüklü kemik çimentosunun vücut içerisine yerleştirildiğinde karşılaşacağı in vivo ortam simüle edilerek stabilite çalışmalarının yapılmasıdır. 
Gereç ve Yöntem: Vankomisin yüklü kemik çimentolarının in vitro stabilitesi çalışmaları kapsamında; Vankomisinin kemik çimentosundan salım profili belirlenmiş, zaman içerisinde dönüştüğü bozunma ürünleri saptanmış, kemik çimentosunun mekanik özelliklerinin değişimi ölçülmüş, antibakteriyel etkinlik kontrolü değerlendirilmiştir. Mekanik özelliklerin analizi ISO 5883 standardında yer alan deney yöntemleri esas alınarak yapılmıştır. Vankomisin salım profilinin belirlenmesi için miktar tayini ve Vankomisin bozunma ürünlerinin tayini LC-MS/MS ile gerçekleştirilmiştir. Kemik çimentosundan zamanla salınan antibiyotiğin etkinliğini ölçmek için antimikrobiyal aktivite testi yapılmıştır.
Bulgular: Formülasyonların mekanik özelliklerinin analizinde; kemik çimentolarına Vankomisin yüklenmesi ile formülasyonların eğilme dayanımında azalma görülse de istatistiksel olarak kontrol grubundan anlamlı farklılık bulunmamıştır. Basma dayanımı testinin istatistiksel sonuçları doğrultusunda kemik çimentolarına Vankomisin yüklenmesi ile basma dayanım sonuçları azalmıştır.  İn vitro salım profilleri, Vankomisin salımının yaklaşık bir haftada en yüksek değeri göstermiştir. Saptanabilir, ancak eser miktarda Vankomisin en az dört hafta boyunca salınmaya devam etmiştir. Kemik çimentosundan Vankomisin salımını açıklayan en uygun modelin Higuchi ve Korsmeyer Peppas kinetikleri olduğu saptanmıştır. Formülasyonların antibakteriyel etkinlik kontrolünde; antibiyotik dozunun artışı ile etkinliğin artışının paralel olduğunu ve poli (metilmetakrilat) polimerizasyonunun etkinliği olumsuz etkilemediği göstermektedir. Stabilite çalışmaları sonucunda yirmi dört saatte test edilen formülasyonlar ile 1 aylık elüsyondan sonra test edilen formülasyonların basma dayanımları karşılaştırılması sonucu basma dayanımlarında istatistiksel olarak önemli bir düşüş olduğunu göstermiştir. Stabilite çalışmaları sonucunda Vankomisin bozunma ürünlerinin alan değerleri artış göstermiştir aynı zamanda antimikrobiyal aktivitede azalmaya neden olmuştur.
Sonuç: Araştırma bulguları, kemik çimentosunun stabilitesi ve çimento yaşlanmasının implant başarısı üzerindeki rolü hakkında fikir vermektedir.

Abstract:
Aim: The aim of our thesis is to perform stability studies by simulating the in vivo environment that vancomycin-loaded bone cement will encounter when placed inside the body. 
Materials and Methods: Within the scope of in vitro stability studies of vancomycin loaded bone cements; the release profile of vancomycin from bone cement was determined, the degradation products that it turns into over time have been detected, the changes in the mechanical properties of bone cement were compared and the antibacterial activity control was evaluated. The analysis of the mechanical properties was made based on the test methods in the ISO 5883 standard. Quantification and testing of vancomycin degradation products were performed by LC-MS/MS to determine the vancomycin release profile. Antimicrobial activity test was performed to measure the efficacy of the antibiotic released over time from the bone cement.
Results: In the analysis of the mechanical properties of the formulations; Although the flexural strength of the formulations decreased with Vancomycin loaded bone cements, no statistically significant difference was found from the control group. In accordance with the statistical results of the compressive strength test, the compressive strength results decreased with Vancomycin loaded bone cements. In vitro release profiles showed the highest value of Vancomycin release at approximately one week. Detectable, but traces of Vancomycin continued to be released for at least four weeks. Higuchi and Korsmeyer Peppas kinetics were found to be the most appropriate model to explain Vancomycin release from bone cement. Vancomycin release from bone cement. In the antibacterial activity control of formulations, the results show that the increase in antibiotic dose is parallel to the increase in effectiveness and that poly (methyl methacrylate) polymerization does not adversely affect the effectiveness. As a result of the stability studies, the compression strength of the formulations tested in 24 hours and the tested formulations after 1 month elution were compared, and it was shown that there was a statistically significant decrease in the compressive strength. As a result of stability studies, the area values of Vancomycin degradation products increased and at the same time, it caused a decrease in antimicrobial activity.
Conclusion: Research findings provide insight into the stability of bone cement and the role of cement aging on implant success.