İmplantların dokusal osseointegrasyonunda etkili markörintegrinlerin TiO2 (titanyum dioksit) ile interaksiyonlarının ınsılıco yaklaşımla incelenmesi
The interactions of marker integrins with TiO2 (titanium dioxide), effective in the textured osseointegration of implants, are required to investigate with an in-silico approach
Yazar: PELİN YILMAZ
Danışman: PROF. DR. İDRİS ARSLAN
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Yapılan tez çalışmasında implantların dokuya uyumluluğunun bir göstergesi olan
osseointegrasyon prosesinin hızlandırılması ve daha güçlü implant-doku arayüzünün oluşması
amacıyla yeni tedavi yaklaşımı olarak yeni bir model çalışması yapılmıştır.
İmplantların en karakteristik üstün özelliklerinden birisi inflamasyon adı verilen yangısal
tepkinin oluşmaması adına spesifik biyomalzemelerden üretilmiş olmalarıdır. Pirojenite
biyomalzemelerin en öncelikli araştırma konularından birisidir. İmplantların canlı doku
tarafından duyarlılaştırılması için son dönemde önerilen yaklaşımlardan birisi implant
yüzeyinin peptit motifleriyle kaplanmasıdır. Bazı peptit motiflerinin in vivo çalışmalarda
osseointegrasyonu hızlandırdığı ve böylece implantın daha sağlıklı sonuçlar verdiği tespit
edilmiştir. Yapılan tez çalışması kapsamında; implantların osseointegrasyonunda etkili olan 2
farklı integrin proteinleri (αvβ3 ve α5β1) seçilmiş ve bunların doğal ligandlarıyla
interaksiyonları dikkate alınarak bazı peptit modeller geliştirilmiştir. Geliştirilen peptit modellerin açık
kimyasal yapıları farklı algoritmalar kullanılarak 3 boyutlu peptit yapılarına dönüştürülmüştür.
İntegrin proteinlerin topografik yapıları CASTp algoritması kullanılarak taranmıştır. Peptit
modeller ve integrin proteinlerinin olası interaksiyonları ClusPro moleküler docking
yöntemiyle tespit edilmiştir. Bununla birlikte; iMODs algoritması kullanarak protein stabilitesi
ve kararlılığı analiz edilmiştir.
Tez çalışmasından elde edilen tüm bu veriler ışığında TiO2 bazlı implant yüzeylerinin I-K-YA-S-Q-S-I-S-G-I-P ve P-H-S-R-N peptit modeliyle kaplanmasının αvβ3 ve α5β1 integrin
proteinleriyle etkileşime girerek osseointegrasyonu hızlandırabileceği değerlendirilmektedir.

Abstract:
In this thesis study, a new model study was carried out as a new treatment approach in order to
accelerate the osseointegration process, which is an indicator of the compatibility of implants
with tissue, and to create a stronger implant-tissue interface.
One of the most characteristic features of implants is that they are produced from specific
biomaterials to prevent the inflammatory response called inflammation. Pyrogenicity is one of
the most priority research topics in biomaterials. One of the recently proposed approaches to
sensitize implants by living tissue is to coat the implant surface with peptide motifs. It has been
determined that some peptide motifs accelerate osseointegration in in vivo studies and thus the
implant gives healthier results. Within the scope of this thesis study; two different integrin proteins (αvβ3 and α5β1) that are
effective in the osseointegration of implants were selected and some peptide models were
developed by taking into account their interactions with their natural ligands. The explicit
chemical structures of the developed peptide models were transformed into 3D peptide
structures using different algorithms.
The topographic structures of integrin proteins were scanned using the CASTp algorithm.
Possible interactions of peptide models and integrin proteins were detected by the ClusPro
molecular docking method. With this; Protein stability and stability were analyzed using the
iMODs algorithm.
As a result, all these data obtained from the thesis study, it is evaluated that coating TiO2-based
implant surfaces with the I-K-Y-A-S-Q-S-I-S-G-I-P and P-H-S-R-N peptide model can
accelerate osseointegration by interacting with αvβ3 and α5β1 integrin proteins.