Deneysel siyatik sinir yaralanmasında poli(3-hidroksibütirat) ve chitosan kaplı tübüler greftler ile birlikte mezenşimal kök hücre kullanımının aksonal rejenerasyona etkisi
Özer h, the effects poli (3-hidroksibütirat) (PHB) and chitosan modificated tubular graft and mezenchymal stem cell on axonal regeneration in experimental sciatic nerve injury, hacettepe university medical faculty, neurosurgery specialty thesis, ankara, 2013
Yazar: HIDIR ÖZER
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN BOZKURT
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Nöroşirürji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Kitosan = Chitosan ; Kök hücreler = Stem cells ; Periferik sinirler = Peripheral nerves ; Polihidroksibütirat = Polyhydroxybutyrate ; Sinir dejenerasyonu = Nerve degeneration ; Sinir ezilmesi = Nerve crush ; Sinir rejenerasyonu = Nerve regeneration ; Yaralar ve yaralanmalar = Wounds and injuries

Özet:
Periferik sinir yaralanmasında altın standart tedavi hasar gören periferik sinir uçlarının uç-uca onarımı veya hasarlı uçlar arasındaki mesafeyle, gerginliğin fazla olduğu durumlarda sinir grefti ile uçların birleştirilmesidir. Greft ile onarımın dezavantajları, verici alanda motor-duysal kayıp gelişmesi, verici greft miktarının sayı ve çap olarak yetersizliği ve yanlış eşleşmedir. Bu dezavantajların giderilmesi amacı ile son yıllarda entübülasyon stratejileri ve kök hücre uygulamalarından yararlanılmaktadır.
Bu çalışmada entübülasyon amaçlı bakteryel polyester ve chitosan kaplı tübüler greft ile birlikte insan kaynaklı mezenşimal kök hücrelerin kullanımının aksonal rejenerasyon üzerine olan etkilerinin araştırılması planlandı. Bakteryel polyesterler ve chitosanın biyouyumlu, biyoçözünür, nontoksik ve kolay şekil verilebilen yapıda olması, biyolojik sistemlerde kullanılabilmelerini sağlamaktadır. Çalışmamızda bakteryel polyester ailesinin bir üyesi olan polihidroksibütirat (PHB) ile tübüler yapının iç yüzeyi, chitosan isimli biyomateryalle bu tübüler yapının dış yüzeyi kaplandı. Chitosan kaplama ile tüpün kollapsının engellenmesi amaçlanırken, polihidroksibütirat (PHB) kaplı iç yüzeyde aksonların rejenerasyonunu kolaylaştırabilmek için nanoteknolojiden faydalanıldı.            
Bu çalışmada ağırlıkları 225 ile 275 gr. arasında değişen toplam 30 adet erkek Wistar-Hannover albino rat kullanıldı. Denekler otogreft, yapay tübüler greft, yapay tübüler greft-kök hücre grubu olarak üç gruba ayrıldı. Deneklerde 10 mm uzunluğunda defekte neden olan deneysel siyatik sinir hasarı oluşturuldu. Hasar birinci grupta otogreft, ikinci grupta tüp halinde, üç boyutlu yönlendirilmiş nanofiber yüzeyli PHB ve chitosan yapısındaki yapay tübüler greft ile içi boş olarak ve üçüncü grupta PHB ve chitosan yapısındaki yapay tübüler greftin içerisine insan mezenşimal kaynaklı kök hücre konularak onarıldı. Dördüncü ve sekizinci hafta sonunda deneklerdeki fonksiyonel düzelme siyatik sinir fonksiyon indeksi ile değerlendirildi. Bütün gruplarda zaman ilerledikçe istatistiksel olarak anlamlı düzelme olduğu saptandı. Sekizinci hafta sonunda yapılan histopatolojik incelemede üç grupta da rejenere olan aksonlar saptandı. Otogreft grubunda diğer iki gruba göre, yapay tübüler greft-kök hücre grubunda ise yapay tübüler greft grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı derecede daha fazla aksonal rejenerasyon olduğu tespit edildi. Deney sonucunda PHB ve chitosan modifikasyonu ile hazırlanan  tübüler greftlerin hem kendi başlarına hemde insan mezenşim kaynaklı kök hücre  ile birlikte kullanımının sinir rejenerasyona katkı sağladığı gösterildi.  PHB ve chitosan yapısındaki tübüler greft ile birlikte mezenşimal kök hücrelerin kullanımının, tek başına kullanımına göre daha iyi aksonal rejenerasyon sağladığı tespit edildi.

Anahtar kelimeler: PHB, chitosan, mezenşimal kök hücre, periferik sinir, aksonal rejenerasyon

Abstract:
The gold standard in the treatment of peripheral neuronal injury is end to end anastomosis of the nerve endings, but in case of tension or segmental neuronal tissue loss, neuronal garfts must be used. Disadvantages of neuronal grafting are motor or sensory neurological loss in the donor site, insufficient length and diameter of the neuronal graft and aberrant pairing of the nerve fibers. For the reasons mentioned, entubulation strategies and stem cell applications are being developed.
In this research, we investigated the effects of tubular grafts covered with bacterial polyesters and chitosan and human mesenchymal stem cells on the axonal regeneration. Biocomformability, bioresorbable, nontoxic and formability characteristics of  bacterial polyesters and chitosan makes them suitable for nerve grafting. In this study, the inner surface of the tubular structure is covered with polyhydroxy butyrate (PHB), which is a member of bacterial polyesters, and the outer surface is covered with chitosan. Chitosan cover is used to prevent the collapse of tubular structure and the inner cover PHB used to facilitate the neuronal growth.
Thirty Wistar-Hannover albino rats weighting 225-275 gr. were divided into three groups, autorgaft, synthetic tubular graft and synthetic tubular graft plus stem cells. A ten millimeter nerve segment was sectioned out from the sciatic nerves of the rats and autografts form  is used in the first group, the gap was grafted by tube shaped three dimensional directed nanofiber surfaced PHB and chitosan formed tubular graft without any content in the second group and tube shaped three dimensional directed nanofiber surfaced PHB and chitosan formed tubular graft with human mesenchymal stem cells in the third group.

Functional improvement was assessed by sciatic nerve function index after four and eight weeks. Statistically significant improvements were observed in all groups by the time. Regenerated axons were seen in histopathological evaluation in all groups after eight weeks. There were significant differences in axonal regeneration in auto graft group compared with other two groups and in synthetic tubular graft-stem cell group compared with only synthetic tubular graft group. PHB and chitosan modificated tubular grafts provided neuronal regeneration alone or combined with hMSC. PHB and chitosan grafts with mesenchymal stem cells provided better axonal regeneration than they used alone.
Key words: PHB, chitosan, mesenchymal stem cell, peripheral nerve, axonal regeneration