Kritik boyutlu rat mandibula korpus defektinde bor katkılı nano hidroksiapatit biyokompozitlerin kraniyofasiyal kemik rejenerasyonu üzerindeki etkisinin histopatolojik düzeyde değerlendirilmesi
Histopathological evaluation of the effect of boron doped nano hydroxyapatite biocomposites on craniofacial bone regeneration in critically sized rat mandible corpus defect
Yazar: BERAT BATURAY DEMİRKIRAN
Danışman: PROF. DR. EMİNE ELİF ALTUNTAŞ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Kulak Burun Boğaz ve Baş-Boyun Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Kulak Burun ve Boğaz = Otorhinolaryngology (Ear-Nose-Throat)
Dizin: Bor = Boron ; Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites ; Kemik defektleri = Bone defects ; Kemik rejenerasyonu = Bone regeneration ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Mandibula = Mandible ; Mandibular kırıklar = Mandibular fractures ; Radyonüklid görüntüleme = Radionuclide imaging ; Sintigrafi = Scintigraphy ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç: Rat mandibula korpusunda oluşturulan kritik boyuttaki kemik defektinde bor katkılı nano hidroksiapatit biyokompositlerinin kraniofasyal kemik rejenerasyonu üzerindeki olası etkilerinin sintigrafik ve histopatolojik açıdan değerlendirilmesi amaçlandı.
Gereç ve Yöntemler: Çalışmada erkek 16-18 haftalık 200-220 gram ortalama ağırlığa sahip 40 Wistar albino rat kullanıldı. Her bir grupta 8 rat yer alacak şekilde Grup C1 [Mandibulaya herhangi bir işlem uygulanmayan], Grup C2 [Mandibulaya cerrahi defekt oluşturulmuş ancak herhangi bir medikasyon uygulanmayan], Grup nHA [Cerrahi defekt bölgesine hidroksiapatit uygulanan], Grup nHA+B1 [Cerrahi defekt bölgesine Hidroksiapatit+%1Bor uygulanan] ve Grup nHA+B2 [Cerrahi defekt bölgesine Hidroksiapatit+%2Bor  uygulanan] olmak üzere randomize olarak 5 gruba ayrıldı. Grup C1 dışında diğer gruplarda yer alan ratların tümünün mandibula korpuslarında standart 4x4 mm çapında tam kat transosseöz kemik defekti oluşturuldu. Grup C2 de yer alan ratların kemik defekti primer iyileşmeye bırakıldı. Diğer üç gruba ise sırası ile nano Hidroksiapatit (nHA), nano Hidroksiapatit+%1Bor ve nano Hidroksiapatit+%2Bor uygulandı. Kemik sintigrafi çekimleri çalışmada yer alan ratların tümüne deney prosedürünün sıfırıncı (cerrahi prosedürü takiben) ve 28. günlerinde yapıldı. Deney prosedürünün 28. gününün sonunda hayvanlar sakrifiye edildi ve doku örnekleri histolojik incelemeye gönderildi. Kırık iyileşmesinin değerlendirilmesinde standart bir derecelendirme sistemi kullanıldı. 
Bulgular: Kemik iyileşmesi histopatolojik skorları açısından gruplar karşılaştırıldığında grup C1 ile diğer gruplar arasında istatistiksel açıdan anlamlı farklılık izlendi (p<0,005). Histopatolojik skor ortalamalarına göre yapılan istatistiksel değerlendirmede iyileşmenin en az olduğu grup C2 idi. Grup nHA ve grup nHA+B1 ile grup C2 arasında ve grup nHA ile grup nHA+B1 arasında kemik iyileşmesi skorlarına göre istatistiksel açıdan anlamlı bir farklılık izlenmedi (p>0,005). Grup nHA+B2 ile grup C2 arasında ise istatistiksel açıdan anlamlı bir farklılık tespit edildi (p=0,026). Histopatolojik olarak istatistiksel açıdan anlamlı farklılık olamamasına karşın grup C1'e en yakın skor ortalamaları grup nHA+B2' de izlendi. Işık mikroskopik değerlendirmede kemik iyileşmesinin gruplar içerisinde normal kemik görünümüne en yakın bulgular gösterdiği grup nHA+B2 idi. 
	Deney prosedürünün 28. günde yapılan sintigrafik değerlendirmede gruplar arasında istatistiksel açıdan anlamlı farklılık izlenmiş olup farklılık grup C1 ile grup nHA+B1 ve grup nHA ile grup nHA+B1 arasında idi (p=0,004; p=0,028, p<0,005). Sıfır ve 28. günde elde edilen değerlerinin grup içi yapılan karşılaştırmasında ise; grup nHA+B1 ve grup nHA+B2 de istatistiksel açıdan anlamlı bir değişim izlendi (p<0,005).

Sonuç: Çalışmamızın sonuçları bir bütün olarak değerlendirildiğinde, bulgular bor katkılı nHA biyokompositinin kemik iyileşmesi üzerinde olumlu etkilerinin olabileceğini düşündürmekte olup, ciddi ve sık karşılaşılan bir sağlık sorunu olan kırıkların tedavisinde lokal olarak uygulanabilecek alternatif yeni bir tedavi modalitesi geliştirilebilmesi için farklı bir bakış açısı sağlamış olması çalışmamızın önemli bir sonucu olarak yorumlanabilir kanısındayız. Gelecekte bu konuda yapılacak daha kapsamlı çalışmalar için bu araştırmanın bir başlangıç çalışması niteliğinde olduğu umudunu taşıyoruz. 
 
Anahtar Kelimeler: Mandibula fraktürü, kemik rejenerasyonu, hidroksiapatit, bor, nanopartikül, deneysel çalışma, sintigrafi

Abstract:
Objective: It was aimed to evaluate the possible effects of boron-doped nano hydroxyapatite biocomposites on craniofacial bone regeneration in terms of scintigraphic and histopathological aspects in critical bone defect in the rat mandible corpus.
Material and Methods: Forty Wistar albino rats with an average weight of 200-220 grams, male 16-18 weeks old, were used in the study. Group C1 [No procedure applied to the mandible], Group C2 [Surgical defect created in the mandible but no medication applied], Group nHA [Hydoxyapatite applied to the surgical defect area], Group nHA+B1 [Surgical defect, each group included 8 rats in each group] They were randomly divided into 5 groups as Hydroxyapatite + 1% Boron applied to the surgical defect area] and Group nHA + B2 [Hydroxyapatite + 2% Boron applied to the surgical defect area]. Standard 4x4 mm full-thickness transosseous bone defect was created in the mandible corpuscles of all rats in other groups except Group C1. The bone defect of the rats in group C2 was left to primary healing. Nano Hydroxyapatite (nHA), nano Hydroxyapatite + 1% Boron and nano Hydroxyapatite + 2% Boron were applied to the other three groups, respectively. Bone scintigraphy was performed on all rats in the study on days zero (following the surgical procedure) and 28 days of the experimental procedure. At the end of the 28th day of the experimental procedure, the animals were sacrificed and the tissue samples were sent for histological examination. A standard grading system was used to evaluate fracture healing.
Results: When the groups were compared in terms of bone healing histopathological scores, a statistically significant difference was observed between group C1 and the other groups (p<0.005). In the statistical evaluation made according to the histopathological score averages, the group with the least improvement was C2. No statistically significant difference was observed between group nHA and group nHA+B1 and group C2, and between group nHA and group nHA+B1 in terms of bone healing scores (p>0.005). A statistically significant difference was found between group nHA+B2 and group C2 (p=0.026). Although there was no statistically significant difference histopathologically, the mean score closest to group C1 was observed in group nHA+B2. 
A statistically significant difference was observed between the groups in the scintigraphic evaluation performed on the 28th day of the experimental procedure, and the difference was between group C1 and group nHA+B1 and between group nHA and group nHA+B1 (p=0.004; p=0.028, p<0.005). In the comparison of the values obtained at 0 and 28 days within the group; A statistically significant change was observed in group nHA+B1 and group nHA+B2 (p<0.005).
Conclusion: When the results of our study are evaluated as a whole, it is thought that boron-doped nHA biocomposite may have positive effects on bone healing, and it can be interpreted as an important result of our study that it has provided a different perspective for the development of an alternative new treatment modality that can be applied locally in the treatment of fractures, which is a serious and common health problem. we believe. We hope that this research will be a preliminary study for more comprehensive studies on this subject in the future.
Keywords: Mandible fracture, bone regeneration, hydroxyapatite, boron, nanoparticle, experimental study, scintigraphy