Kemik çimentosunun (polimetil methakrilat) sucul canlılarda etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of bone cement (polymethylmetacrylate) on aquatic animals
Yazar: SELÇUK BOZKIR
Danışman: PROF. DR. AYSEL ÇAĞLAN GÜNAL ; DOÇ. DR. VEYSEL ERCAN DİNÇEL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Kimya = Chemistry ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Polimetilmetakrilat (PMMA), kemik çimentosu, protez taban malzemesi olarak yaygın olarak kullanılan, toz polimer ve sıvı monomerin karıştırılmasıyla kıvamlaşan, ekzotermik bir reaksiyonla yaklaşık 60-80° sıcaklığa ulaşıp sertleşen bir biyomateryaldir. Bu malzeme aslında implantların kemiğe sabitlenmesi için geliştirilmiştir. Ayrıca osteomiyelit tedavisinde yüksek konsantrasyonda lokal antibiyotik sağlamak için de kullanılmaktadır. PMMA bir termoplastik polimer olup, protez malzeme kullanıma ek olarak çok çeşitli alanlarda kendine yer bulan, dünyada en çok üretimi gerçekleştirilen malzemeler arasında yer almaktadır. Bu açıdan, PMMA aslında bir plastik olarak çevre kirleticiler arasındadır ve çevre kirleticilere son yıllarda verilen önem git gide artmaktadır. Bu çalışmanın amacı, PMMA'nın sucul toksikoloji açısından çevresel etkisini belirlemektir. DNA/RNA oksidatif hasarını değerlendirerek insanlar üzerindeki olası olumsuz etkilerini öngörmektir. Zebra balığı deney grupları (Danio rerio) 6, 24, 96 saat ve bir hafta boyunca planlanan zaman aralıklarında PMMA'ya 1, 10 ve 50 mg/L dozlarında olarak maruz bırakılmıştır. DNA/RNA oksidatif hasarını 8-hidroksi-2'deoksiguanozin (ng/g doku) olarak değerlendirmek için, zebra balığı DNA izolasyonu için homojenize ve hidrolize edilmiştir ve hasar LC-MS modifiye yöntemi ile ölçülmüştür. DNA hasarı, 24 saatlik grupların düşük dozlarına maruz bırakılan grupta istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde artmıştır, ancak 96 saatlik ve 1 haftalık grupların yüksek dozlarında kontrol gruplarına kıyasla bir fark gözlenmemiştir. Solungaç dokularında epitel hiperplazisi saptanmıştır. 96 saat ve bir hafta boyunca 10 mg/L ve 50 mg/L dozlara maruz kalan gruplarda epitel hiperplazisi'nin artığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, karaciğer dokularında da aynı konsantrasyon ve sürelerde histolojik olarak hidropik dejenerasyonlar gözlenmiştir. Histolojik hasar 50 mg/L PMMA maruz kalan grupta daha şiddetli olarak saptanmıştır. Sonuç olarak, sonuçlarımız maruz kalma süresi ve dozu ile ilgili değişiklikleri temsil etmektedir. Zebra balıklarında akut genotoksik etkinin doku hasarına neden olduğu tespit edildiği için, çevre kirliliği ve sağlık sorunları arasında ilişki olduğu ileri sürülmektedir.

Abstract:
Polymethylmethacrylate (PMMA), bone cement, is widely used as a prosthetic base material, known as bone cement, is a biomaterial that is thickened by mixing the powdered polymer and liquid monomer, reaching a temperature of about 60–80° and hardening with an exothermic reaction. Bone cement was originally developed for the fixation of implants to the bone, it is also used to provide a high concentration of antibiotics locally in the treatment of osteomyelitis. Basically, PMMA is a thermoplastic polymer, and it is among the most produced plastic materials in the world, which finds its place in a wide variety of areas in addition to the use of prosthetic materials. In this direction, PMMA is actually among the environmental pollutants as a plastic and the importance given to environmental pollutants has been increasing in recent years. The aim of the present study was to determine the environmental effect of PMMA on aquatic toxicology and the possible negative effects on humans by evaluating DNA/RNA oxidative damage. Experimental groups of zebrafish (Danio rerio) were exposed to PMMA as 1, 10 and 50 mg/L for the planned time intervals as 6, 24, 96 hours and one week. To evaluate the DNA/RNA oxidative damage as 8-hydroxy-2'deoxyguanosine (ng/g tissue), whole body zebra fish was homogenized for DNA isolation, hydrolyzed and damage was measured by LC-MS modified method. DNA damage was statistically significantly increased at low doses of 24 h exposed groups, however no difference was observed for high doses of 96 hours and 1 week groups compared to controls. The gill tissues revealed epithelial hyperplasia and lifting after exposed to 10 and 50 mg/L for 96 h and one week, hydropic degenerations were observed in the liver tissues histologically in same concentrations and durations. The histological damages were more severe at 50 mg/L PMMA exposed group. In conclusion, our results represent alterations related with the duration of exposure and dose. Since it has been determined that acute genotoxic effect causes tissue damage in zebrafish, it is suggested that there is a relationship between environmental pollution and health problems.