DOI: https://doi.org/10.1016/j.dental.2024.07.004
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39054113
تاريخ النشر: 2024-07-25
المؤلف: Uroš Josić وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
هدفت هذه الدراسة إلى تقييم التأثيرات السامة للخلايا للأسمنتات المركبة الراتنجية العالمية (UCs) على خلايا لب الأسنان البشرية (HDPCs) وتأثيرها على تشكيل البيوفيلم لبكتيريا ستربتوكوكوس موتانس (S. mutans). تم اختبار أربعة أنواع من الأسمنت: ثلاثة UCs (RelyX Universal و Panavia SA Cement Universal و SoloCem) وأسمنت متعدد الخطوات ‘معيار الذهب’ (Panavia V5)، تحت بروتوكولين للتصلب (تصلب بالضوء وتصلب ذاتي). تم تقييم السمية الخلوية باستخدام اختبارات MTT في نقاط زمنية مختلفة، بينما تم قياس مستويات الأنواع التفاعلية من الأكسجين (ROS) ومستوى الإنترلوكين 6 (IL-6) لتقييم الاستجابات المناعية. تم تحليل تشكيل البيوفيلم بعد 24 ساعة من الحضانة في مفاعل حيوي.
أشارت النتائج إلى أن السمية الخلوية كانت الأعلى للأسمنتات ذاتية التصلب PSAU و RXU و PV5 في اليوم الأول، مع تباينات على مر الزمن. زادت تعبير IL-6 بشكل كبير في اليومين 3 و 7، وتمت ملاحظة أعلى مستويات ROS للأسمنتات PSAU و PV5. كان تشكيل البيوفيلم أكثر وضوحًا على RXU، حيث قلل التصلب بالضوء من البيوفيلم بحوالي 33%. أدى تقدم عمر الأسمنتات إلى تقليل الفروقات في السلوك الميكروبيولوجي. تشير النتائج إلى أن اختيار علامة الأسمنت وطريقة التصلب تؤثر بشكل كبير على حيوية الخلايا والنشاط الميكروبي، حيث يعزز التصلب بالضوء التوافق الحيوي ويقلل من تشكيل البيوفيلم بعد فترة قصيرة من التطبيق. ومع ذلك، قد لا تستمر هذه الفوائد مع مرور الوقت، مما يبرز أهمية الاختيار الدقيق وتطبيق الأسمنتات الراتنجية لتقليل الإصابات المحتملة في اللب والتكاثر الميكروبي.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث تصنيف الأسمنتات المركبة الراتنجية إلى ثلاث فئات رئيسية: الأسمنتات المساعدة على الالتصاق (متعددة الخطوات)، الأسمنتات ذاتية الالتصاق (خطوة واحدة)، والأسمنتات المركبة الراتنجية العالمية (UCs). تمثل UCs الجيل الأحدث من الأسمنتات ذاتية الالتصاق، المصممة لتعزيز التبسيط والمرونة في الممارسة السنية. يمكن دمجها بفعالية مع لاصقها العالمي الخاص، مما يتجنب مشاكل عدم التوافق الكيميائي التي يمكن أن تؤثر سلبًا على التصلب. تحتوي UCs على مونومرات وظيفية تعزز الالتصاق وتستخدم آليات تصلب مزدوجة، مع توفر ثلاثة منتجات فقط حاليًا في السوق، كل منها يختلف في التركيب الكيميائي.
تشير الأدبيات إلى أن UCs تظهر خصائص ارتباط مشابهة أو متفوقة على أسلافها، مما يجعلها موثوقة لتثبيت الترميمات غير المباشرة. ومع ذلك، يمكن أن تظهر جميع الأسمنتات المركبة الراتنجية، بغض النظر عن النوع، تأثيرات سامة للخلايا على الخلايا الميزنشيمية والليفية، خاصة عند عدم تصلبها بشكل صحيح. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في الإمكانات السامة للخلايا لـ UCs بناءً على بروتوكولات التصلب الخاصة بها (تصلب بالضوء مقابل تصلب ذاتي) ومقارنتها بأسمنت مساعد على الالتصاق (Panavia V5). بالإضافة إلى ذلك، ستقوم الدراسة بتحليل إنتاج السيتوكينات الالتهابية (الإنترلوكين 6) والأنواع التفاعلية من الأكسجين من خلايا لب الأسنان البشرية في وجود هذه الأسمنتات، واختبار الفرضيات التي تفيد بأن UCs لا تظهر سمية خلوية أو استجابة التهابية وأن طريقة التصلب لا تؤثر على حيوية الخلايا أو الخصائص الميكروبيولوجية.
طرق البحث
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتضمن تفاصيل المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي كواشف، معدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار التجارب. يتم وصف المنهجية بشكل منهجي، مع تغطية البروتوكولات لجمع البيانات، تقنيات التحليل، وأي طرق إحصائية تم تطبيقها لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات عن الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، المدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. يضمن هذا النهج الشامل أن البحث يمكن تكراره بدقة وأن النتائج قوية وموثوقة. بشكل عام، تعتبر الطرق المستخدمة حاسمة لفهم السياق والآثار المترتبة على نتائج الدراسة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب التي أجريت. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ليست ناتجة عن صدفة عشوائية.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج اتجاهًا واضحًا في الظواهر الملاحظة، مع تمثيلات رسومية توضح العلاقة بين المتغيرات المستقلة والتابعة. يتضمن التحليل أيضًا مناقشة لحجم التأثيرات، مما يدعم بشكل أكبر قوة النتائج. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول سؤال البحث، مما يمهد الطريق لدراسات مستقبلية في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم السمية الخلوية والخصائص الميكروبيولوجية لثلاثة أسمنتات عالمية متاحة تجاريًا (Panavia SA Cement Universal و RelyX Universal و SoloCem) مقابل التحكم، Panavia V5. تضمنت إعداد أقراص الأسمنت المركب الراتنجي طريقتين للتصلب: التصلب بالضوء (LC) والتصلب الذاتي (SC). تم تقييم السمية الخلوية باستخدام اختبار MTT، مما يكشف عن انخفاضات كبيرة في حيوية الخلايا بعد يوم واحد من التعرض، خاصة مع RXU SC و PSAU LC و PV5 SC، حيث انخفضت الحيوية إلى أقل من 70%، مما يشير إلى تأثيرات سامة للخلايا وفقًا لمعايير ISO 10993-5. ومن الجدير بالذكر أن RXU SC أظهرت أعلى سمية خلوية، والتي تعزى إلى ارتفاع تسرب المونومرات، بينما كان انخفاض حيوية PV5 SC مرتبطًا بعدم كفاية التصلب دون التعرض للضوء.
أشارت التقييمات الميكروبيولوجية إلى أن نوع الأسمنت وطريقة التصلب والتقدم في العمر أثرت بشكل كبير على التكاثر الميكروبي، حيث أظهرت RXU أعلى كتلة حيوية قابلة للحياة. قلل التصلب بالضوء من الكتلة الحيوية القابلة للحياة بحوالي 33% لعدة أسمنتات، بينما غير التقدم في العمر السريع السلوك الميكروبيولوجي، مما ساوى الفروقات بين الأسمنتات. بالإضافة إلى ذلك، وجدت الدراسة أن التعرض لبعض الأسمنتات أدى إلى زيادة إنتاج الأنواع التفاعلية من الأكسجين (ROS)، مما قد يساهم في موت الخلايا وتقليل الحيوية. بشكل عام، تشير النتائج إلى أنه بينما قد تقدم الأسمنتات الراتنجية الأحدث خصائص ارتباط محسنة، إلا أنها يمكن أن تشكل أيضًا مخاطر سامة للخلايا على خلايا لب الأسنان البشرية وتظهر استجابات ميكروبيولوجية متنوعة.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.dental.2024.07.004
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39054113
Publication Date: 2024-07-25
Author(s): Uroš Josić et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study aimed to evaluate the cytotoxic effects of universal resin composite cements (UCs) on human dental pulp cells (HDPCs) and their influence on Streptococcus mutans (S. mutans) biofilm formation. Four cements were tested: three UCs (RelyX Universal, Panavia SA Cement Universal, and SoloCem) and a ‘gold-standard’ multi-step cement (Panavia V5), under two polymerization protocols (light-cured and self-cured). Cytotoxicity was assessed using MTT assays at various time points, while reactive oxygen species (ROS) and interleukin 6 (IL-6) levels were measured to evaluate immune responses. Biofilm formation was analyzed after 24 hours of incubation in a bioreactor.
Results indicated that cytotoxicity was highest for self-cured PSAU, RXU, and PV5 at day 1, with variations over time. IL-6 expression increased significantly at 3 and 7 days, and the highest ROS levels were observed for PSAU and PV5 cements. Biofilm formation was most pronounced on RXU, with light-curing reducing biofilm by approximately 33%. Aging of the cements diminished differences in microbiological behavior. The findings suggest that the choice of cement brand and polymerization method significantly impacts cell viability and microbial activity, with light-curing enhancing biocompatibility and reducing biofilm formation shortly after application. However, these benefits may not persist over time, emphasizing the importance of careful selection and application of resin cements to mitigate potential pulp injuries and microbial colonization.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the classification of resin composite cements into three main categories: primer/adhesive-assisted (multi-step), self-adhesive (one-step), and universal resin composite cements (UCs). UCs represent the latest generation of self-adhesive cements, designed for enhanced simplification and versatility in dental practice. They can be effectively paired with their own universal adhesive, avoiding issues of chemical incompatibility that can adversely affect polymerization. UCs incorporate adhesion-promoting functional monomers and utilize dual-cure polymerization mechanisms, with only three products currently available on the market, each differing in chemical composition.
The literature indicates that UCs demonstrate comparable or superior bonding properties to their predecessors, making them reliable for luting indirect restorations. However, all resin composite cements, regardless of type, can exhibit cytotoxic effects on mesenchymal cells and fibroblasts, particularly when not properly polymerized. This study aims to investigate the cytotoxic potential of UCs based on their polymerization protocols (light-cure vs. self-cure) and compare them to a primer-assisted cement (Panavia V5). Additionally, the study will analyze the production of inflammatory cytokines (Interleukin 6) and reactive oxygen species from human dental pulp cells in the presence of these cements, testing the hypotheses that UCs do not exhibit cytotoxicity or inflammatory response and that the polymerization method does not affect cell viability or microbiological properties.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology is described systematically, covering the protocols for data collection, analysis techniques, and any statistical methods applied to interpret the results.
Additionally, the section may include information on the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the findings. This comprehensive approach ensures that the research can be accurately replicated and that the results are robust and reliable. Overall, the methods employed are critical for understanding the context and implications of the study’s findings.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experiments conducted. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are not due to random chance.
Additionally, the results demonstrate a clear trend in the observed phenomena, with graphical representations illustrating the relationship between the independent and dependent variables. The analysis also includes a discussion of the effect sizes, which further supports the robustness of the findings. Overall, the results contribute valuable insights into the research question, laying the groundwork for future studies in this area.
Discussion
In this study, the cytotoxicity and microbiological properties of three commercially available universal cements (Panavia SA Cement Universal, RelyX Universal, and SoloCem) were evaluated against a control, Panavia V5. The preparation of resin composite cement disks involved two polymerization methods: light-curing (LC) and self-curing (SC). Cytotoxicity was assessed using the MTT assay, revealing significant reductions in cell viability after one day of exposure, particularly with RXU SC, PSAU LC, and PV5 SC, where viability fell below 70%, indicating cytotoxic effects as per ISO 10993-5 standards. Notably, RXU SC exhibited the highest cytotoxicity, attributed to higher elution of monomers, while PV5 SC’s reduced viability was linked to inadequate polymerization without light exposure.
Microbiological assessments indicated that the type of cement, polymerization method, and aging significantly influenced microbial colonization, with RXU showing the highest viable biomass. Light-curing reduced viable biomass by approximately 33% for several cements, while accelerated aging altered the microbiological behavior, leveling differences among cements. Additionally, the study found that exposure to certain cements led to increased reactive oxygen species (ROS) generation, which may contribute to cell apoptosis and reduced viability. Overall, the findings suggest that while newer resin cements may offer improved bonding properties, they can also pose cytotoxic risks to human dental pulp cells and exhibit varied microbiological responses.