İn-situ enjekte edilebilir metakrilatlanmış jelatin (gel-ma)- nanohidroksiapatit (nhap) ve mezenkimal kök hücre (mscs) sistemlerinin kemik ve yumuşak doku rekonstrüksiyonunun in-vivo diş çekim soketi rat modelinde incelenmesi
In-situ injectable methacrylated gelatin (gel-ma)-nanohydroxyapatite (nhap) and mesenchymal stem cell (mscs) systems to investigate bone and soft tissue reconstruction for tooth extraction socket in vivo rat model
Yazar: ÖMER ÜLKER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞRUL TOLGA DEMİRTAŞ
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Diş rezorpsiyonu = Tooth resorption ; Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites ; Jelatin = Gelatin ; Kemik rezorpsiyonu = Bone resorption ; Kök hücreler = Stem cells ; Metakrilat = Methacrylate ; Rekonstrüktif cerrahi prosedürleri = Reconstructive surgical procedures

Özet:
Bu çalışmada ratların sol üst çene birinci ve ikinci azı dişleri çekilerek sokete yerleştirilen metakrilatlanmış jelatin (Gel-MA), nano-hidroksiapatit(nHAp) ve mezenkimal kök hücreler (MSCs) ile alveol kemiklerinde diş çekimi sonrası görülen hızlı rezorpsiyonun engellenmesi ve yeni kemik doku rejenerasyonun sağlanması amaçlandı. Dişlerin çekilmesi alveolar kemikte fizyolojik rezorpsiyon sürecinin başlamasına neden olur. Alveolar kemiğin ve yumuşak dokunun hacimsel olarak azalması sonucunda maksillofasiyal bölgede fonksiyon kaybı, hastaların yaşam kalitesinin düşmesi ve estetik problemler ortaya çıkmaktadır. Çalışmada 36 adet Sprague Dawley rat rastgele olmak üzere 3 deney grubuna ayrıldı. Deney grupları; grup 1 (kontrol, n=12), grup 2 (Gel-MA/ nHAp, n=12) ve grup 3 (Gel-MA/ nHAp/ MSCs, n=12) olarak belirlendi. Grup 2 ve Grup 3' teki ratların diş çekim soketlerine sırasıyla Gel-MA/nHAp ve Gel-MA/nHAp/MSCs biyomalzemeleri yerleştirildi. UV ışığı (395-480nm, 30 sn) soketlere uygulanarak daha stabil hidrojel yapısı oluşturuldu. Soketlere dikiş atılarak yara yüzeyleri primer kapatıldı. Hayvanların yarısı 1. ay, diğer yarısı ise 2. ayın sonunda sakrifiye edilerek maksilla tümüyle çıkarıldı. Makroskopik, mikro-bilgisayarlı tomografi (micro-BT) ve histopatolojik incelemeler yapıldı. 1. ve 2. ay mikro-BT analiz sonuçlarına göre, grup 3'ün kemik hacim yüzdesi (BVP) en yüksekti ve diğer gruplara göre istatistiksel olarak anlamlı bir fark vardı. Grup 3' ün 1. ay ortalama BVP' si %81.02±3.05, 2. ay ortalama BVP değeri ise %85.86±1.74 olarak bulundu (p <0.001). 1. aydaki dokuların mikro-BT/BVP analiz sonucuna göre, grup 1 ile grup 3 ve grup 2 ile grup 3 arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulundu (p<0.001, p<0.01). 2. ay sonuçları da aynı gruplar arasında istatiksel olarak benzer farklılılar göstermiştir (p<0.001, p<0.05). Histolojik değerlendirmeler için doku örnekleri hematoksilen eozin, masson trikrom ve alizerin red ile boyandı. Yapılan istatistiksel ve histopatolojik analizler, Gel-MA/nHAp/MSCs 2. ay grubu ile tüm gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark olduğunu gösterdi (p<0,05, One-way ANOVA). Sonuç olarak çalışmada kullanılan bu biyomalzemelerin çene kemiklerinde 3 boyutlu yeni kemik dokusu oluşumunda ve kemik rekonstrüksiyonunda oldukça etkili olduğu belirlendi.
Anahtar Kelimeler: Alveolar kemik rezorpsiyonu; Metakrilatlanmış jelatin; Mezenkimal kök hücre; Nano-Hidroksiapatit; Rekonstrüksiyon.

Abstract:
In this study, the left maxillary first and second molars of the rats were extracted and methacrylate gelatin (Gel-MA), nano-hydroxyapatite (nHAp) and mesenchymal stem cells (MSCs) were placed in the socket. Thus, it was aimed to prevent the rapid resorption of alveolar bones after tooth extraction and to provide new bone tissue regeneration. Removal of teeth causes the initiation of the physiological resorption process in the alveolar bone. As a result of the volumetric decrease of the alveolar bone and soft tissue, loss of function in the maxillofacial region, decrease in the quality of life of the patients and aesthetic problems occur. In the study, 36 Sprague Dawley rats were randomly divided into 3 experimental groups. Experimental groups; group 1 (control, n=12), group 2 (Gel-MA/ nHAp, n=12) and group 3 (Gel-MA/ nHAp/ MSCs, n=12). Gel-MA/nHAp and Gel-MA/nHAp/MSCs biomaterials were placed in the extraction sockets of the rats in Group 2 and Group 3, respectively. A more stable hydrogel structure was created by applying UV light (395-480nm, 30 sec) to the sockets. The wound surfaces were closed primarily by suturing the sockets. Half of the animals were sacrificed at the end of the first month and the other half at the end of the second month, and the maxilla was completely removed. Macroscopic, micro-computed tomography (micro-CT) and histopathological examinations were performed. According to the 1st and 2nd month micro-CT analysis results, the bone volume percentage (BVP) of group 3 was the highest and there was a statistically significant difference compared to the other groups. The mean BVP at the 1st month of group 3 was 81.02±3.05%, and the mean BVP value at the 2nd month was 85.86±1.74% (p <0.001). According to the results of micro-CT/BVP analysis of tissues in the 1st month, a statistically significant difference was found between group 1 and group 3 and between group 2 and group 3 (p<0.001, p<0.01). The 2nd month results also showed statistically similar differences between the same groups (p<0.001, p<0.05). Tissue samples were stained with hematoxylin eosin, Masson trichrome and alizerin red for histological evaluations. Statistical and histopathological analyzes showed that there was a statistically significant difference between Gel-MA/nHAp/MSCs 2nd month group and all groups (p<0.05, One-way ANOVA). As a result, it was determined that these biomaterials used in the study were very effective in 3-dimensional new bone tissue formation and bone reconstruction in the jaw bones.
Keywords: Alveolar bone resorption; Methacrylate gelatin; Mesenchymal stem cell; Nano-Hydroxyapatite; Reconstruction.