Tavşanlarda Mürekkepbalığı Kabuğu ve Kan Pulcuğundan Zengin Plazma İle Birlikte Mürekkep Balığı Kaynaklı Hidroksiapatitin Tibial Kemik Hasarının İyileştirilmesindeki Rolü: Deneysel Bir Çalışma

Günümüzde deniz ürünleri kaynaklı doku yapı iskeleleri, biyouyumlu ve yüksek yenilenme potansiyeline sahip olmaları nedeniyle popülerdirler. Mürekkep balığının iç kabuğu olan Mürekkepbalığı kabuğundan elde edilmiş hidroksiapatit ile yapılmış önceki çalışmalarda kabuğun biyouyumluluğu ve biyoaktivitesi özellikle in vivo olmak üzere tam olarak çalışılmamıştır. Bu çalışmanın amacı, mürekkep balığı kaynaklı hidroksiapatitin in vivo potansiyelini ve bu doku iskelesi ile kan pulcuğundan zengin plazmanın kemik iyileşmesini etkilemedeki sinerjik etkisini araştırmaktır. Hidroksiapatit mürekkepbalığı (Sepia officinalis) kabuğundan hidrotermal transformasyon ile elde edildi. Hazırlanan materyalin dönüştürme ve mikroyapısı Tarayıcı elektron mikroskop (SEM) ve x ışını kırımı (XRD) analizi ile kontrol edildi. On beş erkek beyaz Yeni Zelanda tavşanı rastgele olarak her birinde 5 bacak olacak şekilde toplam 6 gruba ayrıldı. Hayvan sayısını azaltmak adına sağ ve sol arka bacakları ayrı gruplar olarak kullanıldı. Proksimal tibiada bilateral olarak tüm katman biyokortikal hasar oluşturuldu. Negatif kontrol grubunda hasar tedavi edilmeksizin bırakıldı. Oluşturulan hasar I'den V'e kadar olan deneysel gruplarda sırasıyla kan pulcuğundan zengin plazma, işlenmemiş mürekkepbalığı kabuğu, işlenmemiş mürekkepbalığı kabuğu ile birlikte kan pulcuğundan zengin plazma, mürekkepbalığı kaynaklı hidroksiapatit ve mürekkepbalığı kaynaklı hidroksiapatit ile birlikte kan pulcuğundan zengin plazma ile dolduruldu. 56. günde alınan örneklerde histopatolojik inceleme gerçekleştirildi. Kemik iyileşmesi birleşme, spongioz, korteks ve kemik iliği belirteçleri göz önüne alınarak değerlendirildi. Elde edilen sonuçlar, göz önüne alınan belirteçler yönünden Grup I'in negatif kontrole göre daha üstün olduğunu gösterdi. Grup IV ve V'de grup II ve III ile karşılaştırıldığında birleşme ve korteks belirteçleri bakımından tercih edilebilir sonuçlar oluştuğu gözlemlendi. Tüm gruplarda kabul edilebilir düzeyde spongioz oluşumun gerçekleştiği gözlemlendi. Mürekkepbalığı kaynaklı hidroksiapatit kemik oluşumunu uyarmak ve kemik rejenerasyonunu geliştirmede uygun bir biyomateryal olabilir. Ayrıca kan pulcuğundan zengin plazmanın kemik iliği oluşumunu geliştirmede başarılı olduğu gözlemlendi.

The Role of Cuttlebone and Cuttlebone Derived Hydroxyapatite with Platelet Rich Plasma on Tibial Bone Defect Healing in Rabbit

Today marine-derived biologic scaffolds are popular due to their biocompatibility and high regenerative potential. Previous studies prepared hydroxyapatite from cuttlebone, the internal shell of cuttlefish; However, its biocompatibility and bioactivity has not been fully studied especially in-vivo. The aim of this study was to evaluate cuttlebone-derived hydroxyapatite in-vivo potential and possible synergistic effect of platelet rich plasma with this scaffold in promoting bone healing. Hydroxyapatite was prepared from cuttlebone (Sepia officinalis) via hydrothermal transformation. The conversion and microstructure of prepared material was assessed by scanning electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction (XRD) analysis. Fifteen male white New Zealand rabbits were randomly divided to 6 groups each containing 5 limbs. In order to reduce sample size right and left pelvic limbs of rabbits were used as separate groups. Full thickness bi-cortical defects were created bilaterally in proximal tibia. The defect was left untreated in negative control group. In experimental group I to V the defect was filled with platelet rich plasma, raw cuttlebone, raw cuttlebone combined with platelet rich plasma, cuttlebone derived hydroxyapatite and cuttlebone derived hydroxyapatite combined with platelet rich plasma, respectively. Histopathological evaluation was performed on specimens received on day 56. Bone healing was assessed according to union, spongiosa, cortex and bone marrow indices. Our results demonstrated that Group I was superior to negative control group in defined indices. Groups IV and V showed preferable outcomes regarding to union and cortex indices in comparison to groups II and III. Also acceptable degree of spongiosa formation was observed in all groups. Cuttlebone derived hydroxyapatite could be an appropriate biomaterial to stimulate bone formation and enhance bone regeneration. Furthermore platelet rich plasma was successful in advancement of bone marrow formation.

___

  • Boskey AL: Connective tissues of the musculoskeletal system. In, Slatter DH (Ed): Textbook of Small Animal Surgery. 3rd ed., 1774-1784,
  • Philadelphia, Saunders, 2002.
  • Buckwalter JA, Cooper RR: Bone structure and function. Instr Course Lect, 36, 27-48, 1987.
  • Liao X, Lu S, Zhou Y, Winter C, Xu W, Li B, Wang Y: Bone physiology, biomaterial and the effect of mechanical/physical microenvironment on MSC osteogenesis. Cell Mol Bioeng, 4 (4): 579-590, 2011. DOI: 10.1007/ s12195-011-0204-9
  • Zigdon-Giladi H, Rudich U, Michaeli Geller G, Evron A: Recent advances in bone regeneration using adult stem cells. World J Stem Cells, (3): 630-640, 2015. DOI: 10.4252/wjsc.v7.i3.630
  • McMahon RE, Wang L, Skoracki R, Mathur AB: Development of nanomaterials for bone repair and regeneration. J Biomed Mater Res B Appl Biomater, 101 (2): 387-397, 2013. DOI: 10.1002/jbm.b.32823
  • Dimitriou R, Jones E, McGonagle D, Giannoudis PV: Bone regeneration: Current concepts and future directions. BMC Med, 9, 66, DOI: 10.1186/1741-7015-9-66
  • Sarkar S.K, Lee B.T: Hard tissue regeneration using bone substitutes: An update on innovations in materials. Korean J Intern Med, 30 (3): 279- , 2015. DOI: 10.3904/kjim.2015.30.3.279
  • Oryan A, Alidadi S, Moshiri A, Maffulli N: Bone regenerative medicine: classic options, novel strategies, and future directions. J Orthop Surg Res, 9, 18, 2014. DOI: 10.1186/1749-799X-9-18
  • Campana V, Milano G, Pagano E, Barba M, Cicione C, Salonna G, Lattanzi W, Logroscino G: Bone substitutes in orthopedic surgery: From basic science to clinical practice. J Mater Sci Mater Med, 25 (10): 2445-2461, DOI: 10.1007/s10856-014-5240-2
  • Kim BS, Yang SS, Lee J: A polycaprolactone/cuttlefish bone-derived hydroxyapatite composite porous scaffold for bone tissue engineering. J Biomed Mater Res B Appl Biomater, 102 (5): 943-51, 2014. DOI: 10.1002/ jbm.b.33075
  • Kim BS, Kang HJ, Yang SS, Lee J: Comparison of in vitro and in vivo bioactivity: Cuttlefish-bone-derived hydroxyapatite and synthetic hydroxyapatite granules as a bone graft substitute. J Biomed Mater, 9 (2): , 2014. DOI: 10.1088/1748-6041/9/2/025004
  • Pankaew P, Hoonnivathana E, Limsuwan P, Naemchanthara K: Temperature effects on calcium phosphate synthesized from chicken eggshells and ammonium phosphate. J Appl Sci, 10 (24): 3337-3342, 2010. DOI: 10.3923/jas.2010.3337.3342
  • Kim BS, Kang HJ, Lee J: Improvement of the compressive strength of a cuttlefish bone-derived porous hydroxyapatite scaffold via poly- caprolactone coating. J Biomed Mater Res B Appl Biomater, 101 (7): 1302- , 2013. DOI: 10.1002/jbm.b.32943
  • Hongmin L, Wei Z, Xingrong Y, Jing W, Wenxin G, Jihong C, Xin X, Fulin C: Osteoinductive nanohydroxyapatite bone substitute prepared via in situ hydrothermal transformation of cuttlefish bone. J Biomed Mater Res B Appl Biomater, 103 (4): 816-824, 2015. DOI: 10.1002/jbm.b.33261
  • Kattimani VS, Chakravarthi PS, Kanumuru NR, Subbarao VV, Sidharthan A, Kumar TS Prasad LK: Eggshell derived hydroxyapatite as bone graft substitute in the healing of maxillary cystic bone defects: A preliminary report. J Int Oral Health, 6 (3): 15-19, 2014.
  • Clarke SA, Walsh P, Maggs CA, Buchanan F: Designs from the deep: Marine organisms for bone tissue engineering. Biotechnol Adv, 29 (6): 610- , 2011. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2011.04.003
  • Silva TH, Silva JM, Marques ALP, Domingues A, Bayon Y, Reis RL: Marine origin collagens and its potential applications. Mar Drugs, 12 (12): 5901, 2014. DOI: 10.3390/md12125881
  • Cadman J, Zhou S, Chen Y, Li Q: Cuttlebone: Characterization, application and development of biomimetic materials. J Bionic Eng, 9 (3): 367-376, 2012. DOI: 10.1016/S1672-6529(11)60132-7
  • Dogan E, Okumus Z: Cuttlebone used as a bone xenograft in bone healing. Vet Med (Praha), 59 (5): 254-260, 2014.
  • Kim BS, Kim JS, Sung HM, You HK, Lee J: Cellular attachment and osteoblast differentiation of mesenchymal stem cells on natural cuttlefish bone. J Biomed Mater Res A, 100 (7): 1673-1679, 2012. DOI: 10.1002/ jbm.a.34113
  • Rocha JH, Lemos AF, Agathopoulos S, Kannan S, Valério P, Ferreira JM: Hydrothermal growth of hydroxyapatite scaffolds from aragonitic cuttlefish bones. J Biomed Mater Res A, 77 (1): 1608, 2006. DOI: 10.1002/ jbm.a.30566
  • Ivankovic H, Tkalcec E, Orlic S, Ferrer GG, Schauperl Z: Hydroxyapatite formation from cuttlefish bones: Kinetics. J Mater Sci Mater Med, 21 (10): 2722, 2010. DOI: 10.1007/s10856-010-4115-4
  • Tkalcec E, Popovic J, Orlic S, Milardovic S, Ivankovic H: Hydrothermal synthesis and thermal evolution of carbonate-fluorhydroxyapatite scaffold from cuttlefish bones. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 42, 578- , 2014. DOI: 10.1016/j.msec.2014.05.079
  • Salamanna F, Veronesi F, Maglio M, Della Bella E, Sartori M, Fini M: New and emerging strategies in platelet rich plasma application in musculoskeletal regenerative procedures: General overview on still open questions and outlook. Biomed Res Int, 2015, 846045, 2015. DOI: 1155/2015/846045
  • Alsousou J, Thompson M, Hulley P, Noble A, Willett K: The biology of platelet-rich plasma and its application in trauma and orthopedic surgery: A review of the literature. J Bone Joint Surg Br, 91 (8): 987-996, DOI: 10.1302/0301-620X.91B8.22546
  • Civinini R, Macera A, Nistri L, Redl B, Innocenti M: The use of autologous blood-derived growth factors in bone regeneration. Clin Cases Miner Bone Metab, 8 (1): 25-31, 2011.
  • Roffi A, Filardo G, Kon E, Marcacci M: Does PRP enhance bone integration with grafts, graft substitutes, or implants? A systematic review. BMC Musculoskelet Disord, 14, 330, 2013. DOI: 10.1186/1471-2474-14-330
  • Korkmaz M, Ozturk H, Bulut O, Unsaldi T, Kaloglu C: The effect of definitive continuous distraction employed with the llizarov type external fixation system on fracture healing: An experimental rabbit model. Acta Orthop Traumatol Turc, 39 (3): 247-57, 2005.
  • Venkatesan J, Vinodhini PA, Sudha PN, Kim SK: Chitin and chitosan composites for bone tissue regeneration. Adv Food Nutr Res, 73, 59-81, DOI: 10.1016/B978-0-12-800268-1.00005-6
  • Ni M, Ratner BD: Nacre surface transformation to hydroxyapatite in a phosphate buffer solution. Biomaterials, 24 (23): 4323-4331, 2003. 1016/S0142-9612(03)00236-9
  • Gao Z, Mao TQ, Chen FL, He LS, Hou R, Yang YW, Wu Z: The preparation of series of controllable degradation coral-hydroxyapatite (SCHA-200R) and the on its application as the scaffold in bone tissue- engineering. Chinese J Plast Surg, 23 (3): 236-240, 2007.
  • Yi HC, Tang LH, Zhang XP: Experimental study on bone defect treated by combined autologous bone marrow transplantation, cuttlebone, and sodium hyaluronate. Zhongguo Zhong Xi Yi Jie He Za Zhi, 31, 1122-1126, 2011.
  • Liu Y, Yu J, Bai J, Gu J.S, Cai B, Zhou X: Effects of cuttlefish bone- bone morphogenetic protein composite material on osteogenesis and revascularization of bone defect in rats. Zhonghua Shao Shang Za Zhi, (6): 548-553, 2013.
  • Battistella E, Mele S, Foltran I, Lesci I.G, Roveri N, Sabatino P, Rimondini L: Cuttlefish bone scaffold for tissue engineering: A novel hydrothermal transformation, chemical-physical, and biological characterization. J Appl Biomater Funct Mater, 10 (2): 99-106, 2012. DOI: 5301/JABFM.2012.9257
  • Dhillon RS, Schwarz EM, Maloney MD: Platelet-rich plasma therapy - Future or trend? Arthritis Res Ther, 14 (4): 219, 2012. DOI: 10.1186/ar3914
Kafkas Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-6045
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 1995
  • Yayıncı: Kafkas Üniv. Veteriner Fak.
Sayıdaki Diğer Makaleler

Sığır Corpus Vitreumunun Tam Katmanlı Dermal Yara İyileşmesi Üzerine Etkisi: Ratlarda Deneysel Bir Çalışma

Muzaffer Basak ULKAY, UĞUR AYDIN, BERJAN DEMİRTAŞ, Serpil DAĞ, Vedat BARAN, ENGİN KILIÇ, Özgür AKSOY, Sadık YAYLA, Celal Şahin ERMUTLU

Köpeklerde Geriatrik Kardiyoloji - Bölüm 1: Geriatriklerde Kalp Yetmezliğinin Klasifikasyonu ve Tedavisi

Kürşad TURGUT, Havva SÜLEYMANOĞLU, Merve ERTAN, Mehmet Ege İNCE

Cumhuriyet'in Erken Dönemlerinde (1923-1933) Yabancı Bilim Adamlarının Türk Veteriner Hekimliği ve Hayvancılığına Katkıları

ALİ YİĞİT, Nigar YERLİKAYA, Özgül KÜÇÜKASLAN

Boz Irk Sığırın Et Gevrekliğini Belirlemede CAST ve CAPN1 Genlerindeki Kimi SNP'lerin Kullanımı

SÜLEYMAN KÖK, SERTAÇ ATALAY

Koyunlarda Mannoz Bağlayan Lektin (MBL) Polimorfizmi ve Mycoplasma ovipneumoniae Enfeksiyonu Sonrasında Serum MBL Protein Seviyeleri İle İlişkisi

Jingbo 1 CHEN, Manjun 1 ZHAI, Heng YANG, ? Zongsheng 1 ZHAO, Cong YUAN, Yanping LIANG

Çin'de Kanatlı Hayvanlardan İzole Edilen Pasteurella multocida Sışlarının Moleküler Karakterizasyonu ve tonB Geni Açısından Genetik Analizi

Sishi 1 CHEN, Mengna JIANG1, Yingying 1 SUN, Yifei HE, Zuoyong ZHOU, Fangjun CHENG, Shimei LAN, Zhangcheng LI

ZnO Nanopartiküllerinin Bazı Hayvan ve Bitki Protein Kaynaklarının İn Vitro Gaz Üretimi Üzerine Etkisi

Elnaz GHAFFRI CHANZANAGH

Pelet ve Ekstrude Mamaların Köpek Beslemede Kullanılması

Emel GÜRBÜZ, Esad Sami POLAT, Mustafa ULUDAĞ, Şeref İNAL, Mustafa Selçuk ALATAŞ, Oğuzhan KAHRAMAN, Fatma INAL

Lohmann Kahverengi Tavuklarda Melanocortin Reseptörü Geninde Tek Nükleotid Polimorfizmi İle Yumurta Verim Özellikleri Arasındaki İlişki

? Sarah 2 AGGAG, Karim EL SABROUT

Bir Kedide Kısmi Hidatidiform Mol Nedeniyle Gebelik Kaybı

Gizem TEZ, Eray ALÇIĞIR, HALİT KANCA