Ratlarda deneysel olarak açık femur kırığı zemininde oluşturulan osteomiyelit modelinde farklı oranlardaki hidroksiapatit ve/veya bor nitrür'ün etkilerinin araştırılması
The effects of boron nitride and/or hydroxyapatite compounds on experimentally induced osteomyelitis following open femoral fracture in rats
Yazar: IRMAK FERAH
Danışman: PROF. DR. ZEKAİ HALICI
Atatürk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Bor = Boron ; Bor nitrür = Boron nitride ; Femoral kırıklar = Femoral fractures ; Femur = Femur ; Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Kırıklar-açık = Fractures-open ; Osteomiyelit = Osteomyelitis ; Staphylococcus aureus = Staphylococcus aureus ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç:  Ratlarda açık kırık zemininde oluşturulan osteomiyelitte farklı oranlarda BN ile kaplanmış K teli implante edilerek BN'nin tek başına ya da antibiyotikle birlikte etkisinin araştırılması.
Materyal ve Metot: Her bir grupta 10 adet rat olmak üzere 110 adet dişi rat kullanıldı. Deney grupları oluşturulduktan sonra rat femurlarında açık kırık oluşturarak medüller kanal içine 107 CFU/ml S.aureus içeren 10 µl bakteri enjeksiyonu yapıldı ve her grup için belirtilen dozlarda borla kaplı K telleri yerleştirildi. Sistemik antibiyotik gruplarına deney süresince günde iki kez 40 mg/kg dozunda sefazolin verildi. 
Deney grupları; 1.Sağlıklı, 2.Kırık+OM, 3. Kırık+OM+ANT, 4.Kırık+OM+0BN, 5.Kırık+OM+0BN+ANT, 6.Kırık+OM+2BN, 7.Kırık+OM+2BN+ANT, 8.Kırık+OM+ 10BN, 9.Kırık+OM+10BN+ANT, 10.Kırık+OM+25BN, 11.Kırık+OM+25BN+ANT olmak üzere belirlendi. Deney süresince ratlara 10., 20., 30. ve 40. günlerde direkt grafi çekildi. 
Bulgular: Histopatolojik bulgularımıza göre reaktif kemik oluşumu ve ona paralellik gösteren kollajenizasyon sonuçlarımızda Kırık+OM grubunda bu değerlerin sağlıklı gruba göre anlamlı olarak artmış olduğu ve bu değerdeki en fazla yükselişin Kırık+OM+10BN, Kırık+OM+25BN ve bu grupların sistemik antibiyotik tedavi eklenen gruplarında olduğu gözlenmiştir. Birbirine paralel sonuçlar elde ettiğimiz, TNF-α boyama, TNF-α mRNA ekspresyonu ve mononükleer hücre inflitrasyonu bulgularımız Kırık+OM grubunda sağlıklı gruba kıyasla anlamlı bir artış göstermiş olup Kırık+OM+10BN, Kırık+OM+25BN ve bu grupların sistemik antibiyotik tedavi eklenen gruplarında bu artışın anlamlı olarak azaldığı gözlenmiştir. BMP-2 seviyeleri Kırık+OM+2BN grubunda daha az olmakla beraber istatistiksel olarak anlamlı bir biçimde bütün gruplarda artmıştır. ALP seviyelerine baktığımızda neredeyse tüm gruplarda ALP ekspresyonları BMP-2 ekspresyonları ile paralellik göstermektedir. 
Sonuç: Bu çalışma bize BN ve sistemik antibiyotik uygulamasının tek başlarına veya beraber kullanıldıklarında açık kırık zemininde gelişen osteomiyelitin önlenmesi veya tedavisinde iyi bir alternatif olabileceklerini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: Bor nitrür, hidroksiapatit, osteomiyelit, rat, stafilokokus aureus.

Abstract:
Aim: To investigate the role of BN with or without antibiotic supplementation on experimentally induced osteomyelitis after open fracture in rats by implanting K wires coated with different ratios of BN.
Material and method: 110 female rats were divided into eleven treatment groups, each containing 10 rats. After designing groups, open fracture was created in the rat femur and 10 μl S.aureus (107 CFU/ml) was injected into the medullary cavity then BN coated K-wires were implanted. Antibiotic groups were given 40 mg/kg cefazolin two times in a day during the experiment. 
Experimental groups were; 1.Healthy, 2.Fracture+OM, 3.Fracture+OM+ANT, 4.Fracture+OM+0BN, 5.Fracture+OM+0BN+ANT, 6.Fracture+OM+2BN, 7.Fracture+ OM+2BN+ANT, 8.Fracture+OM+10BN, 9.Fracture+OM+10BN+ANT, 10.Fracture+ OM+25BN, 11.Fracture+OM+25BN+ANT. During the experiment, radiographs were taken from rats at 10th, 20th, 30th and 40th days. 
Results: According to our histopathological results, both reactive bone formation and collagenization were significantly increased in Fracture+OM group when compared to healthy group. Maximum increase was observed in Fracture+OM+10BN, Fracture+OM+10BN+ANT, Fracture+OM+25BN and Fracture+OM+25BN+ANT groups. TNF-α staining, TNF-α mRNA expression and mononuclear cell infiltration results were all in line with each other and showing a significant increase in Fracture+OM group whereas Fracture+OM+10BN, Fracture+OM+10BN+ANT, Fracture+OM+25BN and Fracture  +OM+25BN+ANT groups showed significant decrease when compared to Fracture+OM group. BMP-2 levels were increased in all groups. ALP expressions were in consistent with BMP-2 results almost in all groups.
Conclusion: This study shows that with or without systemic antibotic BN application would be a good alternative in prevention and treatment of open fracture related osteomyelitis.

Keywords: Boron nitride, hydroxyapatite, osteomyelitis, rat, staphylococcus aureus.