Deneysel siyatik sinir hasarında poli(3-hidroksibütirat-ko-3-hidroksiheksanoat) (PHBHHX) ve mezenşimal kök hücre (MSC) kullanımının aksonal rejenerasyona etkisi
The effect of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) PHBHHX and mesenchymal stem cell (MSC) on axonal regeneration in experimental sciatic nerve damage
Yazar: MUSTAFA SAKAR
Danışman: DR. GÖKHAN BOZKURT
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Nöroşirürji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2010
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Aksonlar = Axons ; Bakteriler = Bacteria ; Hidroksibutiratlar = Hydroxybutyrates ; Kemik iliği = Bone marrow ; Kök hücreler = Stem cells ; Periferik sinirler = Peripheral nerves ; Poliesterler = Polyesters ; Sinir dejenerasyonu = Nerve degeneration ; Siyatik sinir = Sciatic nerve ; Stroma = Stroma

Özet:
Deneysel siyatik sinir hasarında poli(3-hidroksibütirat-ko-3-hidroksiheksanoat) (PHBHHX) ve mezenşimal kök hücre ( MSC ) kullanımının aksonal rejenerasyona etkisi, Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi, Nöroşirurji Uzmanlık tezi, Ankara, 2010. Cerrahi onarım gerektiren periferik sinir hasarlarında günümüzde halen altın standart tedavi olarak kabul edilen otolog duysal sinir grefti kullanımı, donör sinir alanında morbiditeye neden olmaktadır. Bakteryel polyesterlerin biyouyumlu ve biyobozunur olmaları, biyolojik sistemlerde kullanımları için son derece uygun bir özelliktir. PHBHHX, bakteryel polyester ailesinin gelişmiş mekanik özelliklere sahip bir üyesidir. Kemik iliği stromal hücreleri ise sinir sistemi hastalıklarında pek çok alanda tedavi amaçlı araştırılmaktadır ve potansiyel faydaları gösterilmektedir. Bu çalışmada PHBHHX ile insan kaynaklı MSC'nin ( hMSC ) periferik sinir hasarında kullanımının, aksonal rejenerasyona etkisi araştırıldı. Üç gruba ayrılan Spraque-Dawley albino ratlarda 10 mm uzunluğunda deneysel siyatik sinir hasarı oluşturuldu. Hasar birinci grupta otogreft ile onarıldı. İkinci grupta tüp halinde üç boyutlu yönlendirilmiş nanofiber yüzeye sahip PHBHHX ile içi boş olarak, ve üçüncü grupta aynı greft ile içerisine hMSC konularak onarım yapıldı. Dört ve sekizinci haftalarda deneklerdeki fonksiyonel düzelme siyatik sinir fonksiyon indeksi ile değerlendirildi. Otogreft ve greft-kök hücre gruplarında zaman ilerledikçe istatistiksel olarak anlamlı düzelme saptandı. Yalnız PHBHHX kullanılan grupta zamana göre fonksiyonel düzelme yoktu. Sekiz hafta sonunda elektromiyografi uygulandı ve birleşik kas aksiyon potansiyeli ( CMAP ) kullanılarak yapılan değerlendirmede otogreft ve greft-kök hücre gruplarında yalnız PHBHHX kullanılan gruba göre istatistiksel olarak anlamlı derecede daha iyi sonuçlar elde edildi. Her üç grupta da CMAP kaydı yapılabilmesi PHBHHX'in tek başına kullanımının da sinir rejenerasyonu sağladığını göstermektedir. Yapılan histopatolojik değerlendirmelerde üç grupta da rejenere aksonlar saptandı. Otogreft grubunda diğer iki gruba göre, greft-kök hücre grubunda ise yalnız PHBHHX grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı derecede daha fazla aksonal rejenerasyon vardı. Deney sonucunda PHBHHX'ten hazırlanan üç boyutlu yönlendirilmiş nanofiber yüzeyli tüp greftlerin hem kendi başlarına hem de hMSC ile birlikte kullanımının sinir rejenerasyonu sağladığı gösterildi. PHBHHX'in mezenşimal kök hücreler ile birlikte kullanımı, tek başına kullanımına göre daha iyi aksonal rejenerasyon sağladı.Anahtar kelimeler: PHBHHX, kemik iliği stromal hücre, MKH, periferik sinir, bakteryel polyester

Abstract:
The effect of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) PHBHHX and mesenchymal stem cell ( MSC ) on axonal regeneration in experimental sciatic nerve damage, Hacettepe University Faculty Of Medicine, Thesis in Neurosurgery, Ankara, 2010. The autologous sensorial nerve graft usage in surgical nerve gap repair is still gold standart but it has its own disadvantages leading to extra morbidity in donor site. Bacterial polyesters are very suitable for repairing biological systems because of their biocompatibility and biodegredability. PHBHHX is a member of bacterial polyester family with good mechanical properties. MSCs are being investigated in many neuronal diseases and their potential benefits has been shown in many trials both on human and animal. In this study the effect of PHBHHX and human mesenchymal stem cell ( hMSC ) on axonal regeneration was investigated. An experimental nerve gap was formed with 10 mm long in 225-275 gr weighted Spraque-Dawley albino rats. Three groups were constituted with 9 rats in each and the gap was repaired with autologous nerve graft, PHBHHX nerve graft tube with oriented nanofiber three dimensional surface alone and PHBHHX nerve graft tube with oriented nanofiber three dimensional surface filled with hMSCs inside, respectively. The rats were evaluated for functional recovery at the end of fourth and eighth weeks with sciatic functional index. In functional evaluation autografted group and the PHBHHX group used with hMSC showed functional improvement with time and this reached statistical significance. PHBHHX alone group did not show functional improvement with time. Electromyographic evaluation which performed on eighth week using compound muscle action potantial again showed better results in autograft and PHBHHX with hMSC groups when compared with PHBHHX alone and this also reached statistical significance. It is important to notice that in each group CMAPs could be recorded which clearly shows that PHBHHX grafts, even when used alone permit nerve regeneration. Histopathological examination showed regenerated axons in each group. Autograft group was better than the others and PHBHHX with hMSC group was better than PHBHHX alone group by means of axonal regeneration. This study showed that the nerve grafts prepared from PHBHHX with oriented nanofiber three dimensional surface aided to nerve regeneration either used alone or with mesenchymal stem cells. PHBHHX when used with mesenchymal stem cells provided better nerve regeneration than used alone.Key words: PHBHHX, bone marrow stromal cell, MSC, peripheral nerve, bacterial polyester