Periodontal hastalıkların tedavisi amacıyla hyaluronik asit ve melatonin tabanlı yeni bir malzeme geliştirilmesi
Development of a novel material for the treatment of periodontal diseases based on hyaluronic acid and melatonin
Yazar: AYŞENUR ERTUNÇ
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM IŞILDAK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Periodontal hastalıklar dünyadaki yetişkin popülasyonunun yaklaşık yüzde 35'ini etkileyen yaygın mikrobiyal enfeksiyonlardan biridir ve diş etinin lokalize iltihabı olan gingivitis ile başlamaktadır. Gingivitis diş ve diş eti üzerinde oluşan mikrobiyal bir biyofilm olan diş plağındaki patojenik bakterilerin oluşturduğu geri dönüşümlü bir hastalıktır. Bu aşamada diş etlerinde kızarıklık, şişlik, kanama ve diş hassasiyeti meydana gelmektedir. Erken dönemde rahatsızlığa sebep olmamakla birlikte tedavi edilmediği durumda ilerleyerek periodontitise dönüşmektedir. Periodontitis diş ve dişleri destekleyen alveolar kemik ve bağ dokularda geri dönüşümsüz hasara neden olmaktadır. Hastalık ilerledikçe öncelikle dişler gevşemekte ve sonrasında diş kayıpları meydana gelmektedir. Periodontal hastalıkların tedavi stratejisi; mikroorganizmaları hedef alan, konak yanıtını modüle eden ve meydana gelen hasarı en aza indiren yaklaşımları içermelidir. Tez çalışmasında; periodontal hastalıkların tedavisini sağlamak amacıyla hyaluronik asit, melatonin, tetrasiklin ve metronidazol karışımını içeren karboksimetil selüloz bazlı lokal salım sistemi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Melatonin, esas olarak pineal bezde sentezlenen endojen bir hormondur. Ağız boşluğu içindeki rolü temel olarak antioksidan ve antiinflamatuvar etkileriyle ilişkilidir. Bir glikozaminoglikan olan hyaluronik asit, kemik iyileşmesini uyaran önemli bir bileşiktir. Melatonin ve hyaluronik asit, ağız boşluğunun yumuşak ve sert dokuları üzerinde olumlu etkilere sahiptir. Tetrasiklin, gram pozitif ve gram negatif organizmalara karşı; metronidazol ise anaerobik bakterilere karşı aktiviteye sahip antibiyotiklerdir. Tetrasiklin ve metronidazol sahip oldukları bu aktiviteler sayesinde periodontal hastalıkların tedavisinde yaygın olarak tercih edilen terapötik ajanlardır. Geliştirilen salım sistemi fiziksel olarak jel formdadır ve solid hidrojel partikülleri içermektedir. Bu çift fazlı formülasyon; hyaluronik asit, melatonin ve terapötik ajan olan antibiyotikleri jel yapıdan ve solid partüküllerden kontrollü olarak salacak şekilde tasarlanmıştır. Tasarlanan lokal salım sisteminin fiziksel ve kimyasal özellikleri FTIR spektroskopisi, SEM analizleri, UV-VIS spektrofotometre ve viskozimetreyle; mikrobiyolojik etkinliği ise antibakteriyel analizlerle değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, tasarlanan lokal salım sisteminde kullanılan bileşenler kendilerine özgü özelliklerini formülasyon içinde de korumaktadır. Bu sayede tasarımın periodontal hastalıkların lokal tedavisini sağlamakta etkili olacağı öngörülmektedir.

Abstract:
Periodontal disease is one of the common microbial infections affecting about 35 percent of the world's adult population. Periodontal diseases begins with gingivitis the localized inflammation of the gum. Gingivitis is a reversible disease caused by pathogenic bacteria in the dental plaque, a microbial biofilm formed on the teeth and gums. At the gingivitis stage, gingival redness, swelling, bleeding and tooth sensitivity occurs. Although it does not cause any discomfort in the early period, it progresses to untreated periodontitis. Periodontitis causes irreversible damage to bone and connective tissues that are supporting teeth. As the disease progresses, the teeth loosens first and then tooth losses start to occur. Treatment strategy of periodontal diseases should target for microorganisms such that modulates the host response and reduces the damage as much as possible. In order to provide treatment of periodontal diseases, it is aimed to develop a local delivery system based on carboxymethyl cellulose containing hyaluronic acid, melatonin, tetracycline and metronidazole mixture in the thesis study. Melatonin is an endogenous hormone mainly synthesized in the pineal gland. Its role in the oral cavity is mainly related to its antioxidant and anti-inflammatory effects. Hyaluronic acid, a glycosaminoglycan, is an important compound that stimulates bone healing. Melatonin and hyaluronic acid have positive effects on the soft and hard tissues of the oral cavity. Tetracycline has activity against gram positive and gram negative organisms; on the other hand metronidazole is an antibiotic with activity against anaerobic bacteria. Tetracycline and metronidazole are widely preferred as therapeutic agents for the treatment of periodontal diseases due to their activities. The developed release system is physically in gel form and contains solid hydrogel particles. This biphasic formulation is designed to release hyaluronic acid, melatonin and therapeutic agent antibiotics from the gel structure and solid particles on a controlled basis. The physical and chemical properties of the designed local delivery system are determined by FTIR spectroscopy, SEM analysis, UV-VIS spectrophotometer and viscometer; microbiological efficacy was evaluated by antibacterial analysis. According to the results obtained, the components used in the designed local delivery system retain their unique properties in the formulation. Thus, it is predicted that the design will be effective in providing local treatment of periodontal diseases.