Periodontal doku mühendisliği uygulamaları için kitosan temelli doku iskelelerinin üretilmesi, kemik morfojenik protein-2 (BMP-2), bazik fibroblast büyüme faktörü (bFGF), deksametazon (DEX) salım kinetiklerinin ve in vitro etkinliklerinin tayini
Fabrication of chitosan based scaffolds for periodontal tissue engineering applications, investigation of in vitro efficacy, release kinetics of bone morphogenetic protein-2 (BMP-2), basic fibroblast growth factor (bFGF) and dexamethasone (DEX).
Yazar: ABDULLAH CEVDET AKMAN
Danışman: PROF. RAHİME MERAL NOHUTCU
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Periodontoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Büyüme faktörleri = Growth factors ; Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Kemik rejenerasyonu = Bone regeneration ; Kitosan = Chitosan ; Kontrollü salım = Controlled release

Özet:
Periodontal rejenerasyon hedefine yönelik çeşitli tedavi yöntemlerimevcut olsa da bu tedaviler ile öngörülebilir başarılı sonuçlar eldeedilememektedir. Yara iyileşmesinde rol alacak hücrelerin uygun bir taşıyıcıve biyolojik aracı moleküller ile birlikte hedef bölgelere uygulanmasıprensibine dayanan doku mühendisliği yaklaşımları ile periodontalrejenerasyonu sağlayabilecek yeni tedavi yöntemleri geliştirilebilir. Buçalışmanın amacı; rejeneratif periodontal tedavilerde kullanılmak üzerekitosan temelli doku iskelelerinin üretilmesi, bu iskelelerin yapısalözelliklerinin belirlenmesi, doku iskelelerinden BMP-2, bFGF, DEX salımkinetiklerinin belirlenmesi, kitosan ve kitosan-HA (hidroksiapatit) dokuiskelelerinin peridontal ligament hücreleri ve sementoblast hücreuygulamaları için uygunluğunun incelenmesidir. Çalışma kapsamında;gözenekli kitosan iskeleler, yüzde 2 ve %3 (w/v) konsantrasyonlu %75-85,>%85 deasetilasyon derecelerinde (DD) kitosan jeller kullanılarak?dondurarak-kurutma? yöntemiyle hazırlandı. Yüzde 2 ve %3'lük >%85 DD'likitosandan hazırlanan iskelelerin gözenek boyutları sırasıyla 100 ?m ve 20-80 ?m olarak belirlendi. Kitosan doku iskelelerinden DEX salımının beş günsürdüğü görüldü. Yüklenen BMP-2'nin ise % 90'nı ilk on saat içinde ortamasalındığı gözlendi. Yüzde iki ve %3'lük kitosan doku iskelelerinden bFGFsalımı ise sırasıyla 24 ve 20 saatte sona erdi. %2 kitosan ile hazırlan kitosan-HA doku iskelesinden salımın ise 168 saat sürdüğü belirlendi. bFGF yüklükitosan ve kitosan-HA doku iskeleleri ile gerçekleştirllen 3-(4,5-Dimetiltiazol-2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum bromür (MTT) testinde periodontal ligamenthücreleri ve sementoblast hücrelerin çoğalmalarının bFGF varlığı ile arttığıgözlendi. Ayrıca, kitosan-HA doku iskelelerinin, yapısal özellikleri ve uzunsüreli ve kontrollü bFGF salımı sağlayarak PDL hücreleri ve sementoblasthücrelerinin çoğalmasını desteklediği gözlendi. Çalışmadan elde edilensonuçlar kitosan doku iskelesinin doku mühendisliği uygulamaları için uygunara bağlantılı, gözenekli yapıya sahip olduğunu göstermiştir. bFGF ileyüklenen Kitosan-HA doku iskeleleri PDL ve sementoblast hücreleri ilegerçekleştirilecek doku mühendisliği uygulamaları için uygun olabilir.Anahtar sözcükler: periodontal rejenerasyon, periodontal dokumühendisliği, sementoblast, periodontal ligament hücresi,BMP-2, bFGF,deksametazon, doku iskelesi, kitosan, kitosan-hidroksiapatit.

Abstract:
Periodontal regeneration is a possible objective of severalperiodontal therapeutic approaches; however, outcomes of these therapiesare not always predictable. Tissue engineering approaches that apply cellsplaying role in the wound healing process with a suitable scaffold andbiological mediators to the target tissues may provide novel alternatives forregenerative periodontal therapies. The purposes of this study are tofabricate chitosan based scaffolds for periodontal regeneration, to identify thestructural properties of these scaffolds, to investigate the release kinetics ofBMP-2, bFGF, DEX and to evaluate the suitability of the chitosan andchitosan-HA scaffolds for the tissue engineering approaches using PDL cellsand cementoblast cells. In this study, chitosan gels with deacetylation degree(DD) 70-85% or >85% with 2% or 3% (w/v) concentration were freeze-driedto fabricate scaffolds with a structure of interconnected pores. Two percentand 3% chitosan with DD >85% have pore sizes of 100 ?m and 20-80 ?m,respectively. Scaffolds were loaded with varying quantities of BMP-2, bFGFand DEX. Chitosan scaffold released 90% of the loaded BMP-2 in less thanten hours. The release of DEX from the chitosan scaffolds lasted about fivedays. The release of bFGF from scaffolds was completed before 24 hours.Chitosan-HA scaffolds provided bFGF release lasting as long as 168 hours.PDL cells and cementoblast cell proliferation was evaluated with 3-(4,5-dimetylthiazol-2-yl)-2,5-difenyltetrazoliume bromide (MTT) assay. bFGFincreased the proliferation of both cell types. bFGF loaded chitosan-HAscaffolds provided better PDL and cementoblast cell proliferation comparedto other scaffolds via their structural properties and the controlled release ofbFGF. The results of this study show that chitosan based scaffolds aresuitable for tissue engineering approaches. bFGF loaded chitosan-HAscaffolds enhanced cell proliferation due to the sustained release of bFGF.Therefore, bFGF loaded chitosan-HA scaffold was found to be a novelscaffold for periodontal tissue regeneration.Key words: Periodontal regeneration, periodontal tissue engineering,cementoblast, periodontal ligament cell, BMP-2, bFGF, dexamethasone,scaffold, chitosan, chitosan-hydroxyapatit.