Ratlarda deneysel kırık defekti modelinde grandus B-one biyolojik onarım implantı tedavisi
Grandus B-one biological repair implant treatment in the experimental fracture defect model in rats
Yazar: BİLAL KARABAK
Danışman: PROF. DR. ORHAN KARSAN
Atatürk Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Biyomalzemeler = Biomaterials ; Biyomedikal mühendisliği = Biomedical engineering ; Doku yapıştırıcılar = Tissue adhesives ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kemik defektleri = Bone defects ; Kırık iyileşmesi = Fracture healing ; Kırıklar-kemik = Fractures-bone ; Sıçanlar = Rats ; Tetrakalsiyum fosfat = Tetracalcium phosphate ; Transplantlar = Transplants

Özet:
Amaç: Bu çalışma ile kemik defektlerini boşluksuz doldurabilen yüksek modelleme kapasitesine, iyi biyouyumluğa, osteokondüktif özelliklere ve en yüksek Ca/P oranına sahip olan kalsiyumfosfat bileşiklerden TTCP'yi ana bileşeni olarak kullanan Grandus B-One'ın kemik kırık tespiti ve kırık kaynaması üzerine etkisi araştırılacaktır.
Materyal ve Metot: Srague-Dawley cinsi 44 adet rat randomize olarak NK, PK, Grandus B-One ve TTCP grubu olarak 4 ayrı gruba ayrıldı. NK grubuna hiçbir müdahale yapılmadı. Diğer gruplarda genel anestezi altında sağ femur orta hattında açık osteotomi modeli oluşturuldu. Kırık modeli oluşturulan tüm gruplara intramedüller K teli uygulandı. PK grubunda sadece osteotomi yapıldı. Grandus B-One grubunda kırık hattına Grandus B-One uygulaması yapıldı. TTCP grubunda kırık hattına tetrakalsiyum fosfat uygulaması yapıldı. Cerrahi sonrası 7,14 ve 28. günlerde sağ femurlara röntgen çekildi. Cerrahi sonrası 28. gün tüm ratlar sakrifiye edildi. Sakrifiye edilen femurlar histopatolojik incelemeye gönderildi. Ratlardan alınan intrakardiyak kanlar biyokimya analizine gönderildi.
Bulgular: PK ile karşılaştırıldığında, TTCP ve Grandus B-One gruplarında 4. haftada, kaynamanın radyolojik (p<0,05) ve histolojik (p<0,05) olarak arttığı saptanmıştır. Ancak kallus dokusunun biyomekaniksel olarak tespit yapılabilecek düzeye ulaşamadığı görülmüştür. 14 ve 28. günlerin kaynama skorlarında, Grandus B-one ve TTCP grubu PK grubuna kıyasla istatistiksel olarak anlamlı düzeyde yüksek bulunmuştur (p=0,008). 28. gün yapılan TNF-a ELISA testi sonuçlarında NK grubunun PK grubuna göre (p<0,05) ve TTCP grubunun pozitif kontrol grubuna göre (p<0,05) anlamlı olduğu gösterilmiştir. IL-1B ELISA testi sonuçlarında NK grubunun Pozitif kontrol grubuna göre (p<0,05) ve tedavi grubunun PK grubuna göre (p<0,05) anlamlı olduğu gösterilmiştir. BMP-2 ELISA testi sonuçlarında NK grubunun diğer grublara göre (p<0,05) anlamlı olduğu gösterilmiştir. H&E ile yapılan boyamada inflamatuar hücre infiltrasyonu, ödem, fibrosit/fibroblast aktivitesi açısından PK, Grandus B-One ve TTCP grupları arasındaki farklılıklar istatistik incelemede anlamlı (p<0.05) bulunmuştur. Yeni damar oluşumu ve kondrosit/kondroblast aktivitesi açısından TTCP grubu, PK ve Grandus B-One grubuna göre anlamlı farklılık (p<0.05) göstermiştir. Masson's Trichrome ile yapılan boyamada fibröz doku ile kıkırdak doku oluşumu açısından PK, Grandus B-One ve TTCP grupları arasındaki farklılıklar istatistik incelemede anlamlı (p<0.05) bulunmuştur.
Sonuç: Çalışmamızda, ratların uzun kemik kırıklarında, kırık hattına lokal uygulanan TTCP ve TTCP'yi ana bileşeni olarak kullanan Grandus B-One'ın kırık iyileşmesinde anlamlı etkilerinin olduğu görülmüştür. Bu çalışmanın kemik yapıştırıcılar ve sentetik kemik greftleri konusunda ortopedi ve travmatoloji alanında yeni ufuklar geliştirebileceği görüşü önem kazanmıştır.
Anahtar kelimeler: Kemik grefti, Kemik yapıştırıcısı, Kırık iyileşmesi, Tetrakalsiyum fosfat (TTCP), Biyomalzeme, Biyomühendislik

Abstract:
Aim: In this study, the effect of Grandus B-One, which uses TTCP, one of the calciumphosphate compounds that can fill bone defects without gaps, and has good biocompatibility, osteoconductive properties and the highest Ca/P ratio as its main component, on bone fracture fixation and fracture union will be investigated.
Material and Method: Forty-four Srague-Dawley rats were randomly divided into 4 groups as NK, PK, Grandus B-One and TTCP groups. No intervention was made in the NK group. In other groups, an open osteotomy model was created in the midline of the right femur under general anesthesia. Intramedullary K wire was applied to all groups with fracture models. Only osteotomy was performed in the PK group. In the Grandus B-One group, Grandus B-One was applied to the fracture line. In the TTCP group, tetracalcium phosphate was applied to the fracture line. X-rays were taken of the right femur on the 7th, 14th and 28th days after surgery. All rats were sacrificed on the 28th day after surgery. Sacrified femurs were sent for histopathological examination. Intracardiac blood taken from rats was sent for biochemistry analysis.
Results: When compared with PK, union was found to increase radiologically (p<0.05) and histologically (p<0.05) in the TTCP and Grandus B-One groups at week 4. However, it was observed that the callus tissue could not reach the level where it could be detected biomechanically. On the fourteenth and twenty-eighth days, the union scores of the Grandus B-one and TTCP groups were found to be statistically significantly higher than the PK group (p=0.008). TNF-a ELISA test results performed on the 28th day showed that the NK group was significant compared to the PK group (p<0.05) and the TTCP group was significant compared to the positive control group (p<0.05). IL-1B ELISA test results showed that the NK group was significant compared to the Positive control group (p<0.05) and the treatment group was significant compared to the PK group (p<0.05). BMP-2 ELISA test results showed that the NK group was significant compared to the other groups (p<0.05). The differences between PK, Grandus B-One and TTCP groups in terms of inflammatory cell infiltration, edema, fibrocyte/fibroblast activity in H&E staining were statistically significant (p<0.05). In terms of new vessel formation and chondrocyte/chondroblast activity, TTCP group showed significant difference (p<0.05) compared to PK and Grandus B-One groups. The differences between PK, Grandus B-One and TTCP groups in terms of fibrous tissue and cartilage tissue formation in staining with Masson's Trichrome were statistically significant (p<0.05).
Conclusion: In our study, it was observed that Grandus B-One, which uses TTCP and TTCP locally applied to the fracture line as its main component, has significant effects on fracture healing in long bone fractures of rats. The opinion that this study can develop new horizons in the field of orthopedics and traumatology on bone adhesives and synthetic bone grafts has gained importance.
Key Words: Bone graft, Bone adhesive, Fracture healing, Tetracalcium phosphate (TTCP), Biomaterials, Bioengineering