Ti ve Ti-500 implant materyallerinde, implantasyon sonrası oluşan TH1/TH2 sitokin yanıtlarının karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of TH1/TH2 cytokine responses after implantation of titanium and titanium-500 implant materials
Yazar: KAAN CENGİZ
Danışman: PROF. DR. SİBEL AKYOL
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı / Fizyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Nikel-titanyum alaşımları = Nickel-titanium alloys ; İmmünositokinler = Immunocytokines

Özet:
Titanyum (Ti), klinik olarak birçok avantaja (biyouyumluluk, yüksek mukavemet, dayanıklılık) sahip olması nedeniyle implantasyon operasyonları için önemli bir yere sahiptir. 
Çalışmamızda Ti ve Titanyum-500 (Ti-500) biyomateryallerin spinal implantasyon sonrası akut dönemde, pro ve anti-inflamatuar sitokin mekanizmalarını nasıl etkilediğini, bununla birlikte bu iki biyomateryalin klinik olarak avantaj ve dezavantajlarını göstemeyi planladık.
Araştırmamızda, erkek Wistar-albino soyundan sıçanlar üzerinde spinal bölgeye Ti ve Ti-500 implantlar yerleştirdik. Toplamda 21 adet erkek sıçan kullanıldı. Kontrol (K) (n=7), Ti (Ti) (n=7) ve Ti-500 (Ti 500) (n=7) gruplarına ayrıldı. 
Biyomateryaller, sıçanların L4 ve L5 arasına (10 mm çapında, 3 mm kalınlığında) implante edildi. 3., 7. ve 14. günlerde periferik kan örnekleri alındı ve IL-1ß, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α ve TGF-ß sitokinleri Multi Analiz yöntemleri (Luminex) kullanılarak analiz edildi. İmmün sistemin inflamasyona yanıtını değerlendirmek için implantasyon sonrası IL-1ß, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α ve TGF-ß sitokin seviyelerini karşılaştırmalı olarak analiz ettik.

3.günde K ile kıyaslandığında, IL-4 Ti grubunda, TGF- ß ise Ti500 gruplarında ise K grubuna kıyasla Ti500 gruplarında çok anlamlı bir düzeyde artış (p <0.001) göstermiştir. 
7.günde K ile kıyaslandığında IL-4- ve TGF-ß hem Ti hem Ti500 grubunda çok anlamlı bir artış (p <0.001): IL-10 ise Ti500'de çok anlamlı (p <0.001) bir düşüş göstermiştir. 
14.günde IL-4 Ti500 grubunda çok anlamlı artış (p <0.001) gösterirken, IL-10 ve TGF-ß çok anlamlı düşüş (p <0.001) göstermiştir. 
Sonuçları değerlendirdiğimizde Ti500 grubunun implantasyon sonrası anti-inflamatuar sitokin uyarısını arttırarak inflamasyonu regüle ettiği ve pro-inflamatuar sitokinleri suprese ettiği bulunmuştur. İnflamasyon sürecinin kontrol altına alınması, komplikasyonların engellenebilmesi, iyileşme sürecinin Ti'ye göre daha hızlı olabilmesi açısından Ti500 implant materyalinin daha avantajlı olduğu akut dönem çalışmamızda net olarak ortaya konmuştur.

Abstract:
Titanium (Ti) has an important place for implantation operations because it has many clinical advantages (biocompatibility, high strength, durability). In our study, we planned to show how Ti and Ti500 biomaterials affect pro- and anti-inflammatory cytokine mechanisms in the acute period after spinal implantation, as well as the clinical advantages and disadvantages of these two biomaterials.
In our research, we placed Ti and Titanium-500 (Ti-500) implants in the spinal region on male Wistar-albino rats. A total of 21 male Wistar-albino rats were used. They were divided into control (K) (n=7), Titanium (Ti) (n=7) and Titanium-500 (Ti 500) (n=7) groups.
Biomaterials were implanted between L4 and L5 (10 mm in diameter, 3 mm in thickness) of rats. Peripheral blood samples were taken on the 3rd, 7th and 14th days and the cytokines IL-1ß, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α and TGF-ß were analyzed using Multi Analysis methods (Luminex). To evaluate the immune system's response to inflammation, we comparatively analyzed the cytokine levels of IL-1ß, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α and TGF-ß after implantation.
When compared with K on the 3rd day, IL-4 in Ti group and TGF-ß in Ti500 groups showed a very significant increase (p <0.001) in Ti500 groups compared to K group.Compared with K at day 7, IL-4- and TGF-ß showed a very significant increase (p < 0.001) in both Ti and Ti500 groups: IL-10 showed a very significant (p <0.001) decrease in Ti500. On day 14, IL-4 showed a very significant increase (p <0.001) in the Ti500 group, while IL-10 and TGF-ß showed a very significant decrease (p <0.001).
When we evaluated the results, it was found that the Ti500 group regulated inflammation and suppressed pro-inflammatory cytokines by increasing the anti-inflammatory cytokine stimulation after implantation. In our acute period study, it has been clearly demonstrated that the Ti500 implant material is more advantageous in terms of controlling the inflammation process, preventing complications, and speeding up the healing process compared to Ti.