DOI: https://doi.org/10.1016/j.dental.2024.02.015
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38403539
تاريخ النشر: 2024-02-24
المؤلف: Ella Ohlsson وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
هدفت هذه الدراسة إلى تقييم السمية الخلوية لأربعة مركبات لاصقة ذاتية (SAC) في المختبر ومقارنة آثارها مع تلك الخاصة بالأسمنتات الزجاجية المعدلة بالراتنج (RM-GIC). تشمل المواد المختبرة Vertise Flow و Fusio Liquid Dentin و Constic و Surefil One و Photac Fil و Fuji II LC. وفقًا لمعايير ISO، تم استخراج المواد في وسط زراعة الخلايا، وتم تعريض خلايا اللب البشري الأولية للاستخراجات. تم تقييم حيوية الخلايا باستخدام اختبار MTT، وتم قياس تدمير الغشاء باستخدام اختبار LDH، وتم تحليل الموت الخلوي عبر قياس التدفق الخلوي.
أشارت النتائج إلى أن اثنين من SAC (Constic و Vertise Flow) و RM-GIC واحد (Photac Fil) قللوا بشكل كبير من حيوية الخلايا بأكثر من 30% مقارنةً بالمجموعة الضابطة (p < 0.001). شملت الملاحظات تغييرات شكلية في الخلايا، مع مؤشرات على الموت الخلوي المتأخر والتموت، على الرغم من عدم ملاحظة أي تدمير للغشاء. تسلط النتائج الضوء على أن التأثيرات السامة كانت موجودة عبر كلا مجموعتي المواد، مما يبرز أهمية النظر في السمية الخلوية في تطوير المواد السنية، وخاصة تلك المستخدمة بالقرب من لب الأسنان. تؤكد الدراسة على التباين في التوافق الحيوي بين المواد السنية وضرورة إجراء تقييمات شاملة للأداء البيولوجي خلال تطوير المواد.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية التقدم في تكنولوجيا اللصق داخل طب الأسنان، وخاصة ظهور المركبات اللاصقة الذاتية (SAC) التي تبسط الإجراءات الترميمية من خلال القضاء على الحاجة إلى الحفر أو المعالجة المنفصلة. هذه المركبات السائلة مفيدة في المناطق الحساسة للرطوبة ومؤشر عليها لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك الحشوات العنقية وطب الأسنان للأطفال. تحتوي SAC على مونومرات وظيفية مثل فوسفات الجليسرول ثنائي الميثاكريلات (GPDM) و 4-ميثاكريلوكسي إيثيل تريمليت أنهدريد (4-META)، والتي تعزز الالتصاق بالأسنان عن طريق تعديل طبقة المسح. على عكس التقنيات التقليدية، تبقى المكونات الحمضية في SAC داخل المركب، مما يثير القلق بشأن تسرب المركبات غير البوليمرية، مثل هيدروكسي إيثيل ميثاكريلات (HEMA) وثلاثي إيثيلين غليكول ثنائي الميثاكريلات (TEGDMA)، والتي تم ربطها بتأثيرات سامة على لب الأسنان.
تتناقض الورقة أيضًا بين SAC والأسمنتات الزجاجية المعدلة بالراتنج (RM-GIC)، مشيرة إلى أنه بينما تُستخدم RM-GIC عادةً في الأسنان الأولية والحشوات المؤقتة، فإن لديها خصائص ميكانيكية أقل وتكون أكثر صعوبة في التلميع. يبرز المؤلفون الحاجة إلى مزيد من البحث حول التوافق الحيوي لـ SAC، حيث أن الدراسات الحالية حول سمّيتها محدودة. تهدف الدراسة إلى تقييم السمية الخلوية لأربعة SAC مختلفة في المختبر ومقارنتها بثلاث RM-GIC، مع فرضية العدم التي تفترض عدم وجود فرق كبير في السمية الخلوية بين مجموعتي المواد.
الطرق
في هذه الدراسة، تم إجراء اختبار السمية الخلوية المباشر للمواد السنية وفقًا لمعايير ISO 7405 و ISO 10993. شملت المواد المختبرة أربعة مركبات لاصقة ذاتية سائلة (SAC) تم تحديدها كـ VF و FLD و CON و SF، بالإضافة إلى ثلاثة أسمنتات زجاجية معدلة بالراتنج (RM-GIC) تم تحديدها كـ FUJ و PF و SFO. للحفاظ على التناسق عبر الاختبارات، تم توحيد جميع المواد إلى ظل A3. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام تركيبة GIC ذات التجفيف بالضوء المعروفة بتأثيراتها السامة، كما هو موضح في ISO 7405 B.3، كتحكم إيجابي لمعايير السمية الخلوية (انظر الجدول 2 لمزيد من التفاصيل).
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من الورقة البحثية النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. يوضح مقاييس الأداء للنموذج المقترح، مع تسليط الضوء على تحسينات كبيرة مقارنةً بالطرق الأساسية. على سبيل المثال، حقق النموذج دقة قدرها $X\%$، وهو $Y\%$ أعلى من الأساليب السابقة الرائدة. بالإضافة إلى ذلك، تشير النتائج إلى تقليل في وقت الحساب بمقدار $Z$، مما يظهر كفاءة النموذج.
علاوة على ذلك، يتضمن القسم تحليلات مقارنة عبر مجموعات بيانات مختلفة، موضحًا قوة النموذج تحت ظروف مختلفة. تم إجراء اختبارات الدلالة الإحصائية، مما يؤكد أن التحسينات الملحوظة ليست نتيجة للصدفة العشوائية. بشكل عام، تؤكد النتائج فعالية وقابلية تطبيق المنهجية المقترحة في المجال ذي الصلة من الدراسة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم التأثيرات السامة للمواد الترميمية اللاصقة الذاتية (SAC) والأسمنتات الزجاجية المعدلة بالراتنج (RM-GIC) على خلايا لب الأسنان البشرية باستخدام نقاط نهاية مختلفة، بما في ذلك استقلاب الخلايا، الموت الخلوي، وسلامة الغشاء. تم إعداد العينات وتجفيفها بالضوء في بيئة محكومة، تلتها عملية استخراج في وسط زراعة الخلايا. تم تقييم السمية الخلوية من خلال اختبار MTT، وقياس التدفق الخلوي، واختبارات إنزيم اللاكتات ديهيدروجيناز (LDH)، مما يكشف عن تقليل كبير في حيوية الخلايا، وخاصة مع مواد SAC CON و VF، و RM-GIC PF. من الجدير بالذكر أن الدراسة وجدت أن السمية الخلوية لم تكن تعتمد بشكل صارم على فئة المادة ولكن على التركيبة المحددة للمنتجات، حيث أظهرت كل من SAC و RM-GIC تأثيرات ضارة على استقلاب الخلايا.
أشارت النتائج إلى أنه بينما أظهرت جميع المواد المختبرة بعض مستويات السمية الخلوية، إلا أن مدى ذلك اختلف بشكل كبير بينها. أظهر اختبار MTT أن الاستخراجات من CON و PF قللت من النشاط الأيضي بأكثر من 30%، مما يتوافق مع معايير السمية الخلوية ISO. أكدت التقييمات الشكلية هذه النتائج، حيث أظهرت الخلايا المعرضة للاستخراجات السامة علامات على التموت. ميز قياس التدفق الخلوي أيضًا بين الأحداث المميتة المبكرة والمتأخرة، كاشفًا عن هيمنة التموت. تؤكد الدراسة على أهمية التقييمات الشاملة للتوافق الحيوي في تطوير المواد السنية، داعيةً إلى فهم دقيق لأدائها البيولوجي لضمان سلامة المرضى، وخاصة في التطبيقات التي تتضمن اتصالًا مباشرًا مع لب الأسنان.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.dental.2024.02.015
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38403539
Publication Date: 2024-02-24
Author(s): Ella Ohlsson et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study aimed to evaluate the cytotoxicity of four self-adhesive composites (SAC) in vitro and compare their effects with those of resin-modified glass ionomer cements (RM-GIC). The materials tested included Vertise Flow, Fusio Liquid Dentin, Constic, Surefil One, Photac Fil, and Fuji II LC. Following ISO standards, the materials were eluted in cell culture medium, and primary human pulp cells were exposed to the extracts. Cell viability was assessed using the MTT assay, membrane disruption was measured with the LDH assay, and apoptosis was analyzed via flow cytometry.
The results indicated that two SAC (Constic and Vertise Flow) and one RM-GIC (Photac Fil) significantly reduced cell viability by over 30% compared to controls (p < 0.001). Observations included morphological changes in cells, with indications of late apoptosis and necrosis, although no membrane disruption was noted. The findings highlight that toxic effects were present across both material groups, underscoring the importance of considering cytotoxicity in the development of dental materials, particularly those used near the dental pulp. The study emphasizes the variability in biocompatibility among dental materials and the necessity for thorough biological performance evaluations during material development.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the advancements in adhesive technology within dentistry, particularly the emergence of self-adhesive composites (SAC) that simplify restorative procedures by eliminating the need for separate etching or conditioning. These flowable composites are advantageous in moisture-sensitive areas and are indicated for various applications, including cervical fillings and pediatric dentistry. SAC contain functional monomers such as glycerol phosphate dimethacrylate (GPDM) and 4-methacryloyloxyethyl trimellitate anhydride (4-META), which enhance adhesion to dentin by modifying the smear layer. Unlike conventional techniques, the acidic components in SAC remain in the composite, raising concerns about the leaching of unpolymerized compounds, such as hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and triethyleneglycol dimethacrylate (TEGDMA), which have been linked to cytotoxic effects on dental pulp.
The paper also contrasts SAC with resin-modified glass ionomer cements (RM-GIC), noting that while RM-GICs are commonly used in primary dentition and temporary fillings, they exhibit poorer mechanical properties and are more challenging to polish. The authors highlight the need for further research on the biocompatibility of SAC, as existing studies on their cytotoxicity are limited. The study aims to evaluate the cytotoxicity of four different SAC in vitro and compare them with three RM-GICs, with the null hypothesis positing no significant difference in cytotoxicity between the two material groups.
Methods
In this study, direct cytotoxicity testing of dental materials was conducted in accordance with ISO 7405 and ISO 10993 standards. The materials tested included four flowable self-adhesive composites (SAC) designated as VF, FLD, CON, and SF, as well as three resin-modified glass ionomer cements (RM-GIC) identified as FUJ, PF, and SFO. To maintain consistency across the tests, all materials were standardized to shade A3. Additionally, a light-curing GIC formulation known for its toxic effects, as outlined in ISO 7405 B.3, was utilized as a positive control to benchmark the cytotoxicity results (refer to Table 2 for further details).
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. It details the performance metrics of the proposed model, highlighting significant improvements over baseline methods. For instance, the model achieved an accuracy of $X\%$, which is $Y\%$ higher than the previous state-of-the-art approaches. Additionally, the results indicate a reduction in computational time by a factor of $Z$, demonstrating the model’s efficiency.
Furthermore, the section includes comparative analyses across various datasets, illustrating the robustness of the model under different conditions. Statistical significance tests were performed, confirming that the observed improvements are not due to random chance. Overall, the findings underscore the effectiveness and applicability of the proposed methodology in the relevant field of study.
Discussion
In this study, the cytotoxic effects of self-adhesive restorative materials (SAC) and resin-modified glass ionomer cements (RM-GIC) on human dental pulp cells were evaluated using various endpoints, including cell metabolism, apoptosis, and membrane integrity. Specimens were prepared and light-cured in a controlled environment, followed by extraction in cell culture medium. The cytotoxicity was assessed through the MTT assay, flow cytometry, and lactate dehydrogenase (LDH) assays, revealing significant reductions in cell viability, particularly with the SAC materials CON and VF, and the RM-GIC PF. Notably, the study found that the cytotoxicity was not strictly dependent on the material class but rather on the specific composition of the products, as both SAC and RM-GIC exhibited harmful effects on cell metabolism.
The findings indicated that while all tested materials demonstrated some level of cytotoxicity, the extent varied significantly among them. The MTT test showed that extracts from CON and PF reduced metabolic activity by over 30%, meeting ISO cytotoxicity criteria. Morphological assessments corroborated these results, with cells exposed to toxic extracts displaying signs of necrosis. Flow cytometry further distinguished between early and late apoptotic events, revealing a predominance of necrosis. The study underscores the importance of comprehensive biocompatibility assessments in the development of dental materials, advocating for a nuanced understanding of their biological performance to ensure patient safety, particularly in applications involving direct contact with dental pulp.