Độc tính của xi măng nhựa tự dán trên nguyên bào sợi chuột 3T3

Nội dung text: Độc tính của xi măng nhựa tự dán trên nguyên bào sợi chuột 3T3

1. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC ĐỘC TÍNH CỦA XI MĂNG NHỰA TỰ DÁN TRÊN NGUYÊN BÀO SỢI CHUỘT 3T3 Đặng Thị Lan Anh 1, Trần Xuân Vĩnh 2 1Bệnh viện Răng Hàm Mặt Trung ương, thành phố Hồ Chí Minh 2Khoa Răng Hàm Mặt, Đại học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh Nghiên cứu đánh giá độc tính của xi măng nhựa tự dán (G Cem), xi măng GI tăng cường nhựa (Fuji Plus) và xi măng GI (Fuji I). Nguyên bào sợi chuộc 3T3 tiếp xúc với dịch chiết trực tiếp được pha loãng thành nhiều nồng độ của mỗi loại xi măng. Xác định tỉ lệ sống của tế bào (%) bằng thực hiện thử nghiệm MTS. Trung vị ± khoảng tứ phân vị của tỉ lệ sống của tế bào (%) ở các nhóm được so sánh với nhau sử dụng phép kiểm Kruskall Wallis và phép kiểm Mann - Whitney. Kết quả độc tính tế bào phụ thuộc loại xi măng: Fuji I không gây độc cấp tính; Fuji Plus gây độc cấp tính, tuy nhiên, khi pha loãng đến nồng độ 1/8, không còn gây độc; G-Cem gây độc tế bào cao nhất trong ba loại vật liệu nghiên cứu (tỉ lệ sống của nguyên bào sợi 3T3 < 70% ở tất cả các nồng độ dịch chiết). Từ khóa: tương hợp sinh học, độc tính tế Bào, xi măng gắn, xi măng nhựa tự dán, nguyên Bào sợi 3T3, xi măng glass ionomer tăng cường nhựa, xi măng glass ionomer I. ĐẶT VẤN ĐỀ 2]. Xi măng Glass Ionomer tăng cường nhựa Từ thực tế thực hiện phục hình cố định (RMGIC) ra đời là sự kết hợp của GIC với các trên răng tủy sống, có sự tiếp xúc trực tiếp monomer nhựa nhằm cải thiện các đặc điểm giữa xi măng gắn với phức hợp ngà tủy, được cơ học của xi măng GIC. Tuy nhiên, xi măng cho là một trong những nguyên nhân gây GI tăng cường nhựa phóng thích flour gây độc nhạy cảm và ê buốt sau can thiệp. Như vậy, tế bào và ngoài ra, hầu hết các tác giả đều ngoài các đặc điểm cơ học đảm bảo cho khả cho rằng các monomer tự do không được năng gắn dính của xi măng, đặc điểm tương trùng hợp có khả năng xuyên qua các ống ngà hợp sinh học của xi măng gắn là một yêu cầu và gây độc tế bào [3; 4; 5]. Một số nghiên cứu quan trọng và cần thiết. kết luận xi măng RMGIC độc tính cao hơn so Ra đời từ năm 1969, xi măng Glass với GIC truyền thống [4; 6; 7]. Ionomer (GIC) có khả năng gắn hóa học vào So sánh với xi măng GI và GI tăng cường cấu trúc răng, khả năng phóng thích fluor, và nhựa, xi măng nhựa có những ưu điểm về khả năng tái khoáng hóa thương tổn sâu răng. thẩm mỹ và khả năng gắn dính. Tuy nhiên, xi Tuy nhiên, một số nghiên cứu in vitro kết luận măng được cho là gây độc do chứa các flour gây độc lên tế bào tủy răng ở người bằng monomer nhựa và qui trình xử lí ngà răng việc ngăn cản sự tăng trưởng của tế bào, sự bằng acid trước khi gắn làm tăng tính thấm tăng sinh, hoạt động nội bào, tổng hợp protein ngà. và gây ra sự chết tế bào theo chương trình [1; Xi măng nhựa tự dán ra đời năm 2002, với Địa chỉ liên hệ: Trần Xuân Vĩnh, Khoa Răng Hàm Mặt, Đại các đặc điểm: lưỡng trùng hợp đảm bảo chất học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh lượng polymer hóa của xi măng, kết hợp tác Email: vinhdentist@yahoo.com Ngày nhận: 25/12/2017 nhân dán và xi măng trong một sản phẩm, rút Ngày được chấp thuận: 18/3/2018 gọn qui trình gắn chỉ gồm một bước, giảm thời 34 TCNCYH 112 (3) - 2018
2. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC gian trên lâm sàng. Do không cần các bước Vì vậy, nghiên cứu in vitro này được thực xử lí bề mặt răng trước khi gắn, lớp mùn ngà hiện nhằm đánh giá độc tính trên tế bào không bị loại bỏ, nên được cho là không gây nguyên bào sợi 3T3 của xi măng nhựa tự dán nhạy cảm sau gắn. Sự dán dính vào các lưỡng trùng hợp (G-Cem) theo phương pháp cấu trúc mô răng không có sự hình thành của dịch chiết trực tiếp, so sánh với hai loại xi các đuôi nhựa trong ống ngà, từ đó có thể măng thông dụng là xi măng Glass Ionomer ngăn chặn làm giảm tác động gây hại cho tủy tăng cường nhựa (Fuji Plus) và xi măng Glass [5; 8; 9]. Ionomer (Fuji I). Với tính thuận tiện và đa năng, xi măng II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP nhựa tự dán hiện được nhiều nhà lâm sàng lựa chọn. Tuy nhiên, các nghiên cứu đánh giá 1. Đối tượng độc tính tế bào của xi măng này chưa được thực hiện nhiều. Năm 2015, Rita Trumpaite- - Dòng tế bào nguyên bào sợi chuột 3T3: Vanagiene [10] nghiên cứu dịch chiết trực tiếp được cung cấp từ phòng thí nghiệm Trung của xi măng trên nguyên bào sợi nướu răng tâm Sinh học phân tử Trường Đại học Y Dược đã kết luận xi măng nhựa tự dán gây độc tế Thành Phố hồ Chí Minh. bào. hiện tại chưa có nghiên cứu nào ở Việt - Vật liệu: Nhóm nghiên cứu: G - Cem; Nam đánh giá độc tính tế bào của xi măng nhóm chứng: Fuji plus, Fuji I. nhựa tự dán. Bảng 1. Các loại xi măng sử dụng trong nghiên cứu Cơ chế Vật liệu Loại Số lô Thành phần đông Bột: fluoroaluminosilicate glass Fuji I GIC 1607111 hóa học Lỏng: polyacrylic acid, nước Bột: fluoroaluminosilicate glass; Lỏng: copolymer of acrylic and maleic acids, Fuji Plus RMGIC 1605261 hóa học hEMA, UDMA, tartaric acid, nước, chất khơi mào hóa trùng hợp Bột: fluoro-aluminio-silicate glass Xi măng Lưỡng Lỏng: thành phần nhựa có tính axit, nước, G cem nhựa tự 1511261 trùng hợp UDMA, Dimethacrylates, 4-META, phosphoric dán ester monomer, camphorquinone 2. Phương pháp Quy trình nghiên cứu Thời gian nghiên cứu: Tháng 10/2016 - Nghiên cứu đánh giá độc tính của của 3 đến tháng 4/2017. loại xi măng với nguyên bào sợi 3T3 bằng thử nghiệm MTS. Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu in vitro có nhóm chứng. - Trộn từng loại xi măng theo hướng dẫn TCNCYH 112 (3) - 2018 35
3. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC của nhà sản xuất, cho vào khuôn cao su hình OD 492e : mật độ quang của dịch chiết vật trụ tròn, đường kính đáy 4 mm, chờ đến khi xi liệu. măng đông. OD 492b : mật độ quang của chứng âm. - Ngâm khối xi măng vào môi trường Nếu tỉ lệ sống < 70%: vật liệu có khuynh DMEM/F12 theo tiêu chuẩn ISO 10993- hướng độc. 12:2012 [11]. Sau 24 giờ, thu được dịch chiết Lặp lại thử nghiệm 3 lần. xi măng nồng độ 100% (nồng độ 1). Pha loãng dịch chiết thành các nồng độ 1/2, 1/4, 1/8, Các Biến số trong nghiên cứu 1/16. Biến số độc lập - Chuyển tế bào 3T3 lên đĩa 96 giếng với - Loại vật liệu: Fuji I, Fuji Plus, G - Cem. mật độ 1 x 10 4 tế bào/ml rồi ủ 24 giờ. Sau đó, hút bỏ môi trường ở tất cả các giếng, rửa - Năm nồng độ dịch chiết: 1, 1/2, 1/4, 1/8, sạch nhẹ nhàng tế bào bằng dung dịch muối 1/16. đệm phosphate PBS. Biến số phụ thuộc : biến số định lượng. - Cho 100 µl dịch chiết xi măng vào giếng - Tỉ lệ sống của tế bào (%). tương ứng (02 giếng/từng nồng độ dịch chiết của mỗi loại xi măng) rồi tiếp tục ủ 24 giờ. 3. Xử lý số liệu : Số liệu được xử lý bằng phần mềm SPSS 16.0. - Sau 24 giờ, hút bỏ dịch chiết. Rửa với 100 µl BPS. Thêm vô mỗi giếng 100 µl môi Thống kê mô tả: Số liệu được trình bày trường DMEM và 20 µl MTS, trộn đều, ủ trong dưới dạng trung vị và khoảng tứ phân vị. 0 trong tủ cấy ở 37 C, 5% CO 2 trong 4 giờ. Tiến Thống kê suy lý hành đo mật độ quang (OD) ở bước sóng 492 Sử dụng phép kiểm Kruskal-Wallis, Mann- nm bằng máy đo OD. Mô hình nghiên cứu sử Whitney U để so sánh tỉ lệ sống của tế bào ủ dụng chứng âm là môi trường DMEM/F12 và với dịch chiết trực tiếp ở từng nồng độ của 3 chứng dương là dịch chiết latex theo tiêu loại xi măng. Các kiểm định với giá trị p < 0,05 chuẩn ISO 10993 - 5:2009 [12]. được cho là có ý nghĩa thống kê. Số đo OD được chuyển thành tỷ lệ phần trăm tế bào sống theo công thức: 4. Đạo đức nghiên cứu Nghiên cứu in vitro đảm bảo các nguyên 100 x OD 492e tắc đạo đức trong nghiên cứu y sinh học. % tế bào sống = OD 492b III. KẾT QUẢ 36 TCNCYH 112 (3) - 2018
4. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC Bảng 2. Tỷ lệ phần trăm tế Bào sống của nguyên Bào sợi 3T3 khi tiếp xúc với dịch chiết trực tiếp của Fuji I, Fuji Plus, G-Cem ở các nồng độ 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 Nồng độ dịch chiết trực tiếp Loại Trung vị (Khoảng tứ phân vị) vật liệu Chưa pha loãng Nồng độ 1/2 Nồng độ 1/4 Nồng độ 1/8 Nồng độ 1/16 90,71 70,45 99,88 100,05 100,08 Fuji I (82,13 - (70,16 - 70,82) (97,97 - 100,06) (99,06 - 100,14) (99,59 - 100,18) 91,36) 50,75 Fuji 46,08 68,54 97,68 99,14 (50,43 - Plus (43,95 - 47,01) (66,50 - 70,62) (93,83 - 100,14) (96,98 - 100,18) 50,97) 45,15 43,23 47,48 50,79 66,26 G Cem (44,89 - (39,09 - 45,91) (46,86 - 48,50) (50,04 - 51,72) (64,30 - 67,38) 45,65) Chứng 100,00 âm Chứng 53,94 dương Biểu đồ 1. Tỷ lệ phần trăm tế Bào sống của nguyên Bào sợi 3T3 khi tiếp xúc với dịch chiết trực tiếp của Fuji I, Fuji Plus, G-Cem ở các nồng độ 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 TCNCYH 112 (3) - 2018 37
5. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC Biểu đồ 2. Tỷ lệ phần trăm tế Bào sống của nguyên Bào sợi 3T3 khi tiếp xúc với dịch chiết trực tiếp của Fuji I, Fuji Plus ở các nồng độ 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 *: p < 0,05 (Kiểm định Mann-Whitney U). Biểu đồ 3. Tỷ lệ phần trăm tế Bào sống của nguyên Bào sợi 3T3 khi tiếp xúc với dịch chiết trực tiếp của Fuji I, G-Cem ở các nồng độ 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 *: p < 0,05 (Kiểm định Mann-Whitney U). 38 TCNCYH 112 (3) - 2018
6. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC Biểu đồ 4. Tỷ lệ phần trăm tế Bào sống của nguyên Bào sợi 3T3 khi tiếp xúc với dịch chiết trực tiếp của Fuji Plus, G-Cem ở các nồng độ 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 *: p < 0,05 (Kiểm định Mann-Whitney U). Kết quả độc tính tế bào phụ thuộc loại xi măng: Fuji I không gây độc cấp tính; Fuji Plus gây độc cấp tính, tuy nhiên, khi pha loãng đến nồng độ 1/8, không còn gây độc; G-Cem gây độc cấp tính ở tất cả các nồng độ dịch chiết. IV. BÀN LUẬN Trong nghiên cứu của chúng tôi, độc tính hiện nay, thử nghiệm kiểm tra khả năng tế bào trên nguyên bào sợi 3T3 gây ra bởi xi gây độc in vitro được sử dụng rộng rãi trong măng Fuji I thấp. Tác dụng gây độc nhẹ của xi đánh giá tương hợp sinh học của vật liệu. măng có thể được lí giải do hai nguyên nhân: Theo ISO 10993 - 5:2009, có 3 loại thử (1) Khả năng phóng thích axit polycarboxylic nghiệm tính gây độc tế bào, trong đó thử của xi măng [10]. Trong nghiên cứu này dịch nghiệm dịch chiết là loại thử nghiệm phù hợp chiết Fuji I tạo môi trường có tính axit nhẹ (ph cho việc xác định độc tính của những vật liệu = 6 - 7), không gây ra độc tính đáng kể. (2) có độ hòa tan như xi măng [12]. Nghiên cứu Khả năng phóng thích Fluor của xi măng [3]. của chúng tôi sử dụng nguyên bào sợi 3T3 do Kết quả xi măng GI có đặc điểm tương hợp đây là dòng tế bào nguyên bào sợi chuẩn, sinh học cao phù hợp với nhiều nghiên cứu tăng trưởng nhanh và dễ dàng, thường được khác trên thế giới [3; 4; 7] sử dụng trong các thử nghiệm độc tính. Việc Trong nghiên cứu này, độc tính tế bào trên lựa chọn dòng tế bào nguyên bào sợi cũng nguyên bào sợi 3T3 gây ra bởi xi măng Fuji nhằm mô phỏng tình huống lâm sàng khi đánh Plus cao hơn Fuji I. Điều này có thể do hai giá độc tính của vật liệu trên tủy răng - một mô nguyên nhân: (1) Khả năng phóng thích Fluor giàu nguyên bào sợi. của Fuji Plus cao hơn Fuji I, được cho là có TCNCYH 112 (3) - 2018 39
7. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC mối liên quan với tác động gây độc tế bào cao cứu trên thế giới về xi măng nhựa tự dán [10; của Fuji Plus [3]. (2) Khả năng phóng thích 14; 15]. các monomer chưa trùng hợp có khả năng Trong những nghiên cứu trên thế giới về xi gây độc như hEMA, UDMA [5]. Kết quả xi măng nhựa tự dán, hiện chưa có nghiên cứu măng GI tăng cường nhựa có tác động gây nào về xi măng G-Cem. Các nghiên cứu đã độc tế bào cao được nhiều nghiên cứu chứng được thực hiện đánh giá độc tính về các loại minh [3; 4; 6; 7; 10]. xi măng nhựa tự dán khác cho kết quả không G-Cem có các thành phần cấu tạo có tiềm thống nhất. Việc so sánh chính xác kết quả năng gây độc: (1) Phần chất khơi mào trùng giữa các nghiên cứu khác nhau gặp khó khăn hợp camphoroquinone (CQ) không tham gia do có nhiều yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến phản ứng có thể được phóng thích sau quá tỉ lệ sống của tế bào. Thứ nhất, có sự khác trình polyme hóa. CQ được đánh giá có mức nhau giữa tỉ lệ môi trường nuôi cấy và vật liệu độ gây độc trung bình khi so sánh với những để tạo dịch chiết giữa các nghiên cứu. Thứ chất quang hoạt hóa khác và hầu hết các hai, việc đánh giá độc tính được thực hiện monomer nhựa. Nghiên cứu gần đây chỉ ra trên các dòng tế bào khác nhau có thể cho kết rằng, CQ gây ra stress oxy hoá, tổn thương quả tỉ lệ sống tế bào khác nhau. Do những DNA và độc tính tế bào [13]. (2) G-Cem có hạn chế của nghiên cứu in vitro, nghiên cứu chứa monomer UDMA. Với trọng lượng phân này không bao quát được hết các yếu tố đa tử cao, UDMA gây độc tế bào cao hơn hEMA. dạng tác động lên xi măng gắn trên thực tế Trong nghiên cứu này, xi măng G -Cem lâm sàng. gây độc tế bào cao, phần trăm tế bào sống ở V. KẾT LUẬN nhóm G-Cem là 43,23% ở nồng độ dịch chiết 100%, mặc dù khi pha loãng dịch chiết phần Nghiên cứu cung cấp chứng cứ khoa học trăm tế bào sống có tăng, nhưng vẫn duy trì ở về độc tính của ba loại xi măng gắn. Độc tính mức thấp, 66,26% ở nồng độ dịch chiết tế bào phụ thuộc vào loại xi măng: Fuji I không 6,25%, gây độc tế bào theo chuẩn ISO (< gây độc tế bào, Fuji Plus gây độc tế bào trung 70%). Nghiên cứu của Rita Trumpaite- bình, G-cem gây độc tế bào cao nhất. Vanagiene (2015) [10] đánh giá độc tính dịch Lời cảm ơn chiết trực tiếp của các loại xi măng thường sử dụng, kết quả cho thấy xi măng nhựa tự dán Chúng tôi xin cảm ơn phòng thí nghiệm RelyX Unicem có tiềm năng gây độc cao trên trung tâm sinh học phân tử Trường Đại học Y tế bào nguyên bào sợi nướu răng người. Dược thành phố hồ Chí Minh đã tạo điều kiện Malkoc MA (2014) [14] trong nghiên cứu khảo cho chúng tôi thực hiện nghiên cứu này và sát dịch chiết trực tiếp cũng kết luận các loại xi cam kết không xung đột lợi ích từ kết quả măng nhựa Super-Bond C&B, RelyX ARC và nghiên cưu. Clearfil Esthetic gây độc tính trên tế bào nguyên bào sợi L929. Như vậy, G-Cem thể TÀI LIỆU THAM KHẢO hiện độc tính tế bào cao đối với 3T3, kết quả 1. Chang YC, Chou MY (2001) . này cũng phù hợp với kết luận của các nghiên Cytotoxicity of fluoride on human pulp cell 40 TCNCYH 112 (3) - 2018
8. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC cultures in vitro. Oral Surg. Oral Med. Oral 9. Ulker HE, Sengun A (2009) . Pathol. Oral Radiol. Endod, 91(2) , 230 - 234. Cytotoxicity evaluation of self adhesive 2. Theiszova M, Jantova S, Letasiova S, composite resin cements by dentin barrier test Palou M, Cipak L (2008) . Cytotoxicity of on 3D pulp cells. Eur J Dent, 3, 120 - 126. hydroxyapatite, fluorapatite and fluor- 10. Rita Trumpaite-Vanagiene, Virginija hydroxyapatite: a comparative in vitro study. Bukelskiene (2015). Cytotoxicity of commonly Neoplasma . 55 , 312 - 316. used luting cements - An in vitro study. Dental 3. Kanjevac T, Milovanovic M (2012). Materials Journal , 34(3) , 294 – 301. Cytotoxic effects of glass ionomer cements on 11. The European Union Per Directive human dental pulp stem cells correlate with 90/385/EEC (2012) . ISO 10993 - 12: 2012, fluoride release. Med Chem , 8(1) , 40 - 45. Biological evaluation of medical devices-Part 4. Costa C, HeBling J, Godoy-Garcia F, 12: Sample preparation and reference Hanks C (2003) . In vitro cytotoxicity of five materials, 1 - 20. glass ionomer cements. Biomaterials, 24 , 12. The European Union Per Directive 3853 - 3858. 90/385/EEC. (2009) . ISO 10993-5:2009, 5. GoldBerg M (2008) . In vitro and in vivo Biological evaluation of medical devices-Part studies on the toxicity of dental resin 5: Tests for in vitro cytotoxicity. 1 - 34. components: a review. Clin Oral Investig , 12 , 13. Volk J, Ziemann C, Leyhausen 1 – 8. G, Geurtsen W (2009) . Non-irradiated 6. Wan-Hong Lan, Wen-Chien Lan et al campherquinone induces DNA damage in (2003). Cytotoxicity of conventional and modified glass ionomer cements. Operative human gingival fibroblasts. Dent Matter, 25 Dentistry, 28 (3) , 251 - 259. (12) , 1556 - 1563. 7. Mediha Selimović-Dragaš, Amina 14. Malkoc MA, Yalcin M, Uzun IH, HuseinBegović, Sedin KoBašlija (2012) . A Tuncdemir AR (2014) . In vitro evaluation of comparison of the in vitro cytotoxicity of cytotoxic effects of luting resin cements. Eur J conventional and resin modified glass ionomer Prosthodont, 2, 71 - 75. cements. Bosn J Basic Med Sci , 12(4) , 273– 15. Huang FM, Chang YC (2002) . 278. Cytotoxicity of resin-based restorative 8. Costa C.A.D.; HeBling J.; Randall R.C materials on human pulp cell cultures. Oral (2006) . human pulp response to resin Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, cements used to bond inlay restorations. Dent 94 , 361 - 365. Mater , 22 , 954 - 962. Summary CYTOTOXICITY OF SELF ADHESIVE RESIN CEMENT ON MOUSE 3T3 FIBROBLASTS This study evaluate the cytotoxicity of self adhesive resin cement (G Cem), Resin Modified Glass Ionomer cement (Fuji Plus) and Glass Ionomer cement (Fuji I). Mouse 3T3 fibroblasts were exposed to direct extraits of different concentrations of each material. The cell survival rate (%) was then determined using the MTS assay. Medians and interquartile range of the cell survival TCNCYH 112 (3) - 2018 41
9. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC rate of all group were compared using Kruskall Wallis test and Mann-Whitney test. Cytotoxicity depends on type of materials: Fuji I is not cytotoxic; Fuji Plus is cytotoxic but when diluted to 1/8 concentration, it become not cytotoxic ; G-Cem is the most cytotoxic among three materials (3T3 fibroblast viability < 70% at all concentrations). Keywords: BiocompatiBility, cytotoxicity, lutting cement, self ahesive resin cement, 3T3 mouse fiBroBlast, resin modified glass ionomer cement, glass ionomer cement 42 TCNCYH 112 (3) - 2018