Cytotoksyczność i biokompatybilność kompozytowych, światłoutwardzalnych żywic stomatologicznych
W stomatologii stosuje się wiele materiałów, ale ich biokompatybilność budzi obawy, ponieważ większość z nich pozostaje w kontakcie z tkankami jamy ustnej przez długi czas. Jednocześnie nie ma dobrego modelu, który pozwoliłby ocenić w badaniach przedklinicznych biokompatybilność nowych materiałów. Do wstępnej oceny stosuje się badania cytotoksyczności in vitro (1, 2). Można to zrobić, wykonując testy bezpośredniego kontaktu hodowanych komórek z badanym materiałem lub testy pośrednie, w których nie ma kontaktu bezpośredniego między komórkami i badanym materiałem, a narażenie ocenia się, inkubując komórki w medium hodowlanym, w którym przez określony czas inkubowano materiał stomatologiczny. W ten sposób można ocenić ostrą cytotoksyczność. Następnym krokiem jest przeprowadzenie testów na zwierzętach (3, 4). Można w ten sposób ocenić inne reakcje istotne dla przebiegu ostrej toksyczności, natomiast złożone odpowiedzi, zwłaszcza o charakterze immunologicznym, ocenić jest znacznie trudniej (3). Biologiczne i immunologiczne reakcje niepożądane powodowane przez materiały stomatologiczne można ocenić wyłącznie u ludzi. Reakcje typu alergicznego występują zwykle w postaci obrzęku, wysypki, pokrzywki i wycieku z nosa (5), ale materiały stomatologiczne mogą także wywołać anafilaksję, obrzęk krtani i zaburzenia rytmu serca. Częściej występujące objawy kliniczne obejmują: zaczerwienienie, suchość skóry, pieczenie jamy ustnej, ból, zapalenie warg, nadżerkę błony śluzowej jamy ustnej i zapalenie jamy ustnej (6, 7). Reakcje alergiczne zachodzą z powodu obecności alergenów oraz uwolnienia jonów metali lub formaldehydu z materiałów stomatologicznych (8). Niestety, nie ma modelu eksperymentalnego dla śledzenia takich zmian, a trzeba pamiętać, że narażenie dotyczy nie tylko pacjenta, ale także stomatologów i asystentów stomatologicznych. Istnieją doniesienia o niekorzystnych reakcjach z powodu stosowania dentystycznych żywic metakrylanowych i produktów lateksowych, od reakcji dłoni i opuszków palców po neuropatię uogólnioną, zwykle po długotrwałym kontakcie z tymi materiałami (9, 10). Reakcje skórne i śluzówkowe wywołane żywicą zgłoszono u 27% dentystów i u 12% pacjentów (11).
Poszczególne grupy materiałów stosowanych w stomatologii zachowawczej, endodoncji, peridontologii, implantologii, protetyce i lokalne anestetyki mają różny potencjał alergiczny i toksyczny. W ostatnich latach pojawiło się wiele prac dotyczących biokompatybilności powszechnie stosowanych w stomatologii żywic kompozytowych i klejów, dlatego w dalszym etapie skupimy się na tej grupie związków.
1. Ponce-Bravo S, Ledesma-Montes C, Martínez-Rivera JL, Garcès-Ortíz M: Toxicity test of a dental commercial composite. J Clin Exp Dent 2015; 7(2): e289-292.
2. Wataha JC: Predicting clinical biological responses to dental materials. Dent Mater 2012; 28(1): 3-40.
3. Browne RM: Animal tests for biocompatibility of dental materials ? relevance, advantages and limitations. J Dent 1994; 22 Suppl. 2: S21-24.
4. McGroarty A: Animal tested materials. Br Dent J 1998; 184(11): 524.
5. Raap U, Stiesch M, Kapp A: Contact allergy to dental materials. J Dtsch Dermatol Ges 2012; 10(6): 391-396; quiz 397. English, German.
6. Olms C, Yahiaoui-Doktor M, Remmerbach TW: Contact allergies to dental materials. Swiss Dent J 2019; 129(7-8): 571-579.
7. Reinhart JP, Stoopler ET, Crawford GH: Oral Hypersensitivity Reactions. Dermatol Clin 2020; 38(4): 467-476.
8. Syed M, Chopra R, Sachdev V: Allergic Reactions to Dental Materials-A Systematic Review. J Clin Diagn Res 2015; 9(10): ZE04-9.
9. Donaghy M, Rushworth G, Jacobs JM: Generalized peripheral neuropathy in a dental technician exposed to methyl methacrylate monomer. Neurology 1991; 41(7): 1112-1116.
10. Kimber I: The activity of methacrylate esters in skin sensitisation test methods II. A review of complementary and additional analyses. Regul Toxicol Pharmacol 2021; 119: 104821.
11. Kanerva L, Estlander T, Jolanki R: Occupational skin allergy in the dental profession. Dermatol Clin 1994; 12(3): 517-532.
12. Stanislawski L, Soheili-Majd E, Perianin A, Goldberg M: Dental restorative biomaterials induce glutathione depletion in cultured human gingival fibroblast: protective effect of N-acetyl cysteine. J Biomed Mater Res 2000; 51(3): 469-474.
13. Krifka S, Spagnuolo G, Schmalz G, Schweikl H: A review of adaptive mechanisms in cell responses towards oxidative stress caused by dental resin monomers. Biomaterials 2013; 34(19): 4555-4563.
14. Arossi GA, Lehmann M, Dihl RR et al.: Induced DNA damage by dental resin monomers in somatic cells. Basic Clin Pharmacol Toxicol 2010; 106(2): 124-129.
15. Schweikl H, Spagnuolo G, Schmalz G: Genetic and cellular toxicology of dental resin monomers. J Dent Res 2006; 85(10): 870-877.
16. Putzeys E, Nys S, Cokic SM et al.: Long-term elution of monomers from resin-based dental composites. Dent Mater 2019; 35(3): 477-485.
17. Sulek J, Luczaj-Cepowicz E, Marczuk-Kolada G et al.: Cytotoxicity of Methacrylate Dental Resins to Human Gingival Fibroblasts. J Funct Biomater 2022; 13(2): 56.
18. Şişman R, Aksoy A, Yalçın M, Karaöz E: Cytotoxic effects of bulk fill composite resins on human dental pulp stem cells. J Oral Sci 2016; 58(3): 299-305.
19. Ausiello P, Cassese A, Miele C et al.: Cytotoxicity of dental resin composites: an in vitro evaluation. J Appl Toxicol 2013; 33(6): 451-457.
20. Kavuncu G, Yilmaz AM, Karademir Yilmaz B et al.: Cytotoxicity of Different Nano Composite Resins on Human Gingival and Periodontal Ligament Fibroblast Cell Lines: An In Vitro Study. Biomedicines 2020; 8(3): 48.
21. Porto IC, Oliveira DC, Raele RA et al.: Cytotoxicity of current adhesive systems: in vitro testing on cell cultures of primary murine macrophages. Dent Mater 2011; 27(3): 221-228.
22. D’Alpino PHP, Moura GEDD, Barbosa SCA et al.: Differential cytotoxic effects on odontoblastic cells induced by self-adhesive resin cements as a function of the activation protocol. Dent Mater 2017; 33(12): 1402-1415.
23. Pagano S, Lombardo G, Balloni S et al.: Cytotoxicity of universal dental adhesive systems: Assessment in vitro assays on human gingival fibroblasts. Toxicol In Vitro 2019; 60: 252-260.
24. Fröb L, Rüttermann S, Romanos GE et al.: Cytotoxicity of Self-Etch Versus Etch-and-Rinse Dentin Adhesives: A Screening Study. Materials (Basel) 2020; 13(2): 452.
25. Goiato MC, Freitas E, dos Santos D et al.: Acrylic Resin Cytotoxicity for Denture Base ? Literature Review. Adv Clin Exp Med 2015; 4(4): 679-686.
26. Lee MJ, Kim MJ, Kwon JS et al.: Cytotoxicity of Light-Cured Dental Materials according to Different Sample Preparation Methods. Materials (Basel) 2017; 10(3): 288.
27. Gallorini M, Cataldi A, di Giacomo V: HEMA-induced cytotoxicity: oxidative stress, genotoxicity and apoptosis. Int Endod J 2014; 47(9): 813-818.
28. Chang MC, Lin LD, Chuang FH et al.: Carboxylesterase expression in human dental pulp cells: role in regulation of BisGMA-induced prostanoid production and cytotoxicity. Acta Biomater 2012; 8(3): 1380-1387.
29. Ginzkey C, Zinnitsch S, Steussloff G et al.: Assessment of HEMA and TEGDMA induced DNA damage by multiple genotoxicological endpoints in human lymphocytes. Dent Mater 2015; 31: 865-876.
30. Durner J, Wellner P, Hickel R, Reichl FX: Synergistic interaction caused to human gingival fibroblasts from dental monomers. Dent Mater 2012; 28: 818-823.
31. Gupta SK, Saxena P, Pant VA, Pant AB: Release and toxicity of dental resin composite Toxicol Int 2012; 19: 225-234.
32. Hiyasat AS, Darmani H, Milhem MM: Cytotoxicity evaluation of dental resin composites and their flowable derivatives. Clin Oral Investig 2005; 9: 21-25.
33. Ilie N, Kreppel I, Durner J: Effect of radical amplified photopolymerization (RAP) in resin-based composites Clin Oral Investig 2014; 18: 1081-1088.
34. Tapeh BEG, Mosayyebi B, Mansoori B et al.: Emerging Molecular Functions of MicroRNA-9: Cancer Pathology and Therapeutic Implications. Anticancer Agents Med Chem 2021; 21(17): 2304-2314.
35. Qu B, Jia Y, Liu Y et al.: The detection and role of heat shock protein 70 in various nondisease conditions and disease conditions: a literature review. Cell Stress Chaperones 2015; 20: 885-892.