Gama radyasyonla hasarlanmış kemiklerde n- asetil sistein`in biyomekanik parametreler üzerine etkileri

Abstract

Bu çalışmada radyasyonla hasarlanmış kemiklerde Kemik mineral yoğunluğu, kemik mineral içeriği ve kortikal kemik kesit alanı gibi geometrik ve maksimum deformasyon miktarı, maksimum kuvvet, sertlik, kemikte depolanan enerji, elastik modül, dayanıklılık, maksimum zor ve maksimum zorlama gibi biyomekanik parametrelere N-Asetil Sistein'in (NAS) radyoprotektif etkisi amifostinle karşılaştırmalı olarak araştırıldı.Bu amaçla 32 sıçan, Kontrol (K, n=8), Radyasyon (R, n=8), Radyasyon+NAS (R+NAS, 100 mg/kg i.p, n=8) Radyasyon+Amifostin (R+WR, 200mg/kg i.p, n=8) gruplarına ayrılarak kullanıldı. R, R+NAS, R+WR grupları Kobalt-60 cihazı kullanılarak 50 Gy tek doz sol bacak ışımasına maruz bırakıldı. Dört haftalık deney süresinin sonunda her sıçanın sol femurları alınarak dansitometrik ve biyomekanik yöntemler kullanılarak ölçümler gerçekleştirildi. Kemik mineral yoğunluğu çift enerjili X ışınları absorbsiyometrisi ile kortikal femurun kesit alanı ise bilgisayarlı tomografiyle ölçüldü. Kemik Mineral Yoğunluğu (BMD, g/cm2) ve Kemik Mineral İçeriği (BMC, g) Dual Energy X Ray Absorsiyometre (DEXA) ile ölçüldü. 3-nokta eğme testi uygulanarak grupların, deformasyon, kırılma kuvveti, sertlik, kemikte depolanan enerji, zorlanma, zor, elastik modülü, dayanıklılık gibi biyomekanik parametreleri saptandı. Sonuçlar tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Kruskal-Wallis testiyle değerlendirildi.Yapılan ölçümlerde KMY ve KMİ değerleri R grubunda K grubuna göre azalırken (P<0.05), bu parametreler için R+NAS ve R+WR gruplarıyla K grubu arasında fark saptanmadı. Biyomekanik analizler sonucunda R grubundaki femurların deformasyon miktarı, kırılma kuvveti, sertlik, depolanan enerji, zorlanma parametrelerindeki azalış K grubundan (P<0.05), R+NAS grubunun zor ve dayanıklılık değerlerindeki artış R grubundan istatistiksel farklıydı (P<0.05). R+WR grubunun deformasyon miktarı parametresindeki artış R grubuna göre istatistiksel anlamlıydı (P<0.05). R+NAS grubunun deformasyon miktarı, depolanan enerji, zorlanma ve dayanıklılık değerlerinin K grubuyla karşılaştırılmasında ve R+WR grubunun kırılma kuvveti, depolanan enerji, zorlanma, elastik modülü, dayanıklılık değerlerinin K grubuyla karşılaştırılmasında istatistiksel fark yoktu.Radyasyonun kemik kalitesini ve dayanıklılığını azalttığı ve düşük doz NAS uygulamasının kemik mineral yoğunluğunu koruduğu, yapılan biyomekanik analizler sonucunda NAS'ın radyasyon hasarına karşı koruyucu etkisinin Amifostinle benzer olduğu söylenebilir.Anahtar Kelimeler: İyonizan radyasyon, N-Asetil Sistein, 3-nokta eğme testi, Kemik Mineral Yoğunluğu, Amifostin.

In this study, the radio-protective effects of N-Acetylcysteine (NAC) on the radiation-damaged bones were investigated comparatively with the amifostin. For this purpose some biomechanical parameters of bones such as the ultimate displacement, ultimate force, stiffness, work to failure, young?s modulus, toughness, ultimate stress, ultimate strain and some geometric parameters such as bone mineral density, bone mineral content and cortical area of bone were investigated.For this purpose, 32 rats were divided into Control (C, n=8), Radiation (R, n=8), Radiation+ NAC (R+NAC, 100 mg/kg, i.p, n=8), Radiation + Amifostine (R+WR, 200 mg/kg, i.p, n=8) groups and used. R, R+NAC and R+WR groups were exposed to a single dose of 50 Gy of left femur radiation by using a Cobalt-60 apparatus. At the end of a four-week of experiment, measurements were done on the left femur of each rat using biomechanical and densitometric methods. Bone mineral density was calculated by dual energy X-ray absorptiometry, while the cortical area of bone was measured by computed tomography. Bone Mineral Density (BMD, g/cm2) and Bone Mineral Content (BMC, g) was measured with Dual Energy X-Ray Absorpsiometry (DEXA). Ultimate displacement, ultimate force, stiffness, wor to failure in bone, strain, stress, young?s modulus, toughness were determined the biomechanical parameters with 3- point bending tests. The results were assessed with only side of variation analyze (ANOVA) and Kruskal-Wallis tests.In the measurements, BMD and BMC value of group R stowed adecrease accerding to C group. No any differences obtained between R+NAC and R+WR groups with C groups for these parameters. As a result of biomechanical analyses, the decreases in in displacement, ultimate force, stiffness, work to failure and strain parameters of the femurs in R group were found significant as compared to C group, while the changes in stress, young?s modulus and toughness values of R group were not statistically significant as compared to C group. A comparison of displacement, work to failure, strain and toughness values of R+NAC group with those of C group yielded no statistically different results. Breaking force and stress parameters of R+NAC group were statistically different from those of C group. The increases in stiffness and toughness values of R+NAC group were statistically different from those of R group. The difference resulting from a comparison of stiffness and stress parameters of R+WR group with those of C group was significant.When these results are considered, it might be stated that the protective effect of a low dose of NAC application on radiation-induced bone deterioration is similar to that of Amifostine.