Kitosan ve kurkumin ile kaplanan mini vidaların osseointegrasyonunun histolojik ve moleküler düzeyde in vivo rat modelinde değerlendirilmesi
Evaluation of osseointegration of mini screws coated with chitosan and curcumin in in vivo rat model at histological and molecular levels
Yazar: ELİF BANU ÖZKAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERTAN YALÇIN
Atatürk Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2021
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Elektrokimyasal özellikler = Electrochemical properties ; Kemik vidaları = Bone screws ; Kitosan = Chitosan ; Kurkumin = Curcumin ; Mini vidalar = Mini screws ; Moleküller = Molecules ; Osseointegrasyon = Osseointegration

Özet:
Kitosan ve Kurkumin İle Kaplanan Mini Vidaların Osseointegrasyonunun
Histolojik ve Moleküler Düzeyde in Vivo Rat Modelinde Değerlendirilmesi
Amaç: Deneysel olarak gerçekleştirdiğimiz bu çalışmanın amacı, kitosan ve
kurkuminin bir biyoaktif kaplama halinde kullanılarak osseointegrasyona olan etkilerini
postoperatif 2. ve 6. haftalarda değerlendirmektir.
Materyal ve Metod: Çalışmada 2.2x4 mm çapında 80 adet standart titanyum mini
vida, 80 adet Sprague dawley cinsi ratlara ait femurların facies patellarisin anteromedial
bölgesine yerleştirilmiştir. Deney grupları, femur üzerine uygulanan 4 farklı mini vida
çeşidine ve 2 ila 6 haftalık takip sürelerine göre belirlenmiştir. Elektrokimyasal
depozisyon yöntemiyle titanyum vidalara sırasıyla kitosan (CH-Ti-2h, CH-Ti-6h),
kurkumin (CU-Ti-2h, CU-Ti-6h) ve kitosan-kurkumin (CH-CU-Ti-2h, CH-CU-Ti-6h)
kaplama yapılmıştır. Kontrol grubu olarak belirlenen deney hayvanlarına yerleştirilmek
üzere non-modifiye titanyum vidalar (NM-Ti-2h, NM-Ti-6h) ayrılmıştır. Vida üzerine
uygulanan biyoaktif kaplamanın morfolojisi XRD ve SEM yöntemleri ile incelenmiştir.
Cerrahi işlem esnasında deneklere %2'lik Ksilazin (10 mg/kg) (Xylazinbio, Bioveta, Çek
Cumhuriyeti) ve %10'luk Ketamin HCl (50 mg/kg) (Ketalar®, Pfizer, New York, ABD)
anestezisi uygulanmıştır ve femur yüzeyi açılarak mini vidalar yerleştirilmiştir. Deney
hayvanları histolojik ve moleküler incelemelerin yapılması için postoperatif 2. ve 6.
haftalarda %100 CO2 ile sakrifiye edilmiştir.
Bulgular: Vida çevresinden alınan doku örnekleri incelendi. Yeni kemik
oluşumunun CH-CU-Ti uygulanan gruplarda ileri seviyede olduğu, osteoklast sayısının
en az bu grupta olduğu görüldü (p<0.05). RUNX2 eksprasyon seviyesi CH-Ti uygulanan
gruplarda en fazla iken, OPG ve OC eksprasyon seviyeleri en fazla CH-CU-Ti uygulanan
gruplarda bulundu. RANKL eksprasyon seviyesi CH-CU-Ti ve CU-Ti uygulanan
gruplarda en düşük izlendi (p>0.05). Fibrotik doku yoğunluğu açısından gruplar arasında
fark gözlenmedi (p>0.05).
Sonuç: Çalışmamızdan elde edilen bulgulara göre kitosan-kurkumin kaplamanın,
kemik remodelasyonunu erken ve geç dönemde etkileyerek, osseointegrasyonu artırdığı
belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Osseointegrasyon, kitosan, kurkumin, elektrokimyasal
depozisyon

Abstract:
Evaluation of Osseointegration of Mini Screws Coated with Chitosan and
Curcumin in In Vivo Rat Model at Histological and Molecular Levels
Objective: The aim of this experimental study is to evaluate the effects of chitosan
and curcumin on osseointegration by using a bioactive coating at the 2nd and 6th weeks
postoperatively.
Materials and Methods: In the study, 80 standard titanium mini screws with a
diameter of 2.2x4 mm were placed in the anteromedial region of the facies patellaris of
the femurs of 80 Sprague dawley rats. The experimental groups were determined
according to the 4 different types of mini screws applied on the femur and the 2 to 6 weeks
follow-up period. Chitosan (CH-Ti-2h, CH-Ti-6h), curcumin (CU-Ti-2h, CU-Ti-6h) and
chitosan-curcumin (CH-CU-Ti-2h, CH-CU-Ti-6h), respectively, to titanium screws by
electrochemical deposition method. coating has been made. Non-modified titanium
screws (NM-Ti-2h, NM-Ti-6h) were reserved for placement in the experimental animals
determined as the control group. The morphology of the bioactive coating applied on the
screw was examined by XRD and SEM methods. During the surgical procedure, subjects
were anesthetized with 2% Xylazine (10 mg / kg) (Xylazinbio, Bioveta, Czech Republic)
and 10% Ketamine HCl (50 mg / kg) (Ketalar®, Pfizer, New York, USA) and mini screws
were placed after exposing the femural surface. Experimental animals were sacrificed
with 100% CO2 at postoperative 2nd and 6th weeks for histological and molecular
examinations.
Results: Tissue samples taken from around the screw were examined It was
observed that new bone formation was advanced in the groups treated with CH-CU-Ti
and the number of osteoclasts was the least in this group (p <0.05). RUNX2 expression
level was highest in CH-Ti applied groups, OPG and OC expression levels were highest
in CH-CU-Ti applied groups. RANKL expression level was the lowest in CH-CU-Ti and
CU-Ti groups (p> 0.05). There was no difference between the groups in terms of fibrotic
tissue density (p> 0.05).
Conclusion: According to the findings obtained from our study, it was determined
that chitosan-curcumin coating increased osseointegration by affecting bone remodeling
in the early and late periods.
Keywords: Osseointegration, chitosan, curcumin, Electrochemical deposition