Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2020) – 128.41
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI – 0.5
Average rejection rate (2021) – 81.35%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2015, vol. 52, nr 2, April-June, p. 167–174

Publication type: original article

Language: Polish

Creative Commons BY-NC-ND 3.0 Open Access

Cytotoksyczność materiału Nanocare Gold® w badaniu in vitro – badanie pilotażowe

Cytotoxicity of Nanocare Gold® in In Vitro Assay – Pilot Study

Alicja Mackiewicz1,A,B,C,D, Anna Grzeczkowicz2,A,B, Ludomira Granicka2,B,C,E, Magdalena Antosiak-Iwańska2,B, Ewa Godlewska2,B, Dariusz Gozdowski3,B,C, Dorota Olczak-Kowalczyk1,C,E,F

1 Zakład Stomatologii Dziecięcej, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Warszawa, Polska

2 Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. M. Nałęcza PAN, Warszawa, Polska

3 Katedra Doświadczalnictwa i Bioinformatyki, Wydział Rolnictwa i Biologii SGGW, Warszawa, Polska

Streszczenie

Wprowadzenie. Mimo że stomatologia opiera się na nowoczesnych materiałach i technologiach, wypełnianie głębokich ubytków próchnicowych pozostaje wątpliwe. W celu eliminacji bakterii z ubytków próchnicowych oraz zminimalizowania mikroprzecieku brzeżnego w stomatologii zachowawczej korzysta się z materiałów odtwórczych wzbogaconych o nanocząstki srebra. Nanocare Gold® jest pomocniczym materiałem stomatologicznym zawierającym nanocząstki srebra i złota, który (według zapewnień producenta) jest rekomendowany do wyjałowienia ubytku po jego opracowaniu.
Cel pracy. Określenie cytotoksyczności materiału Nanocare Gold, wybranych systemów wiążących z zębiną i materiału do wypełnień oraz wpływu Nanocare Gold na cytotoksyczność ww. materiałów w teście in vitro.
Materiał i metody. W doświadczeniu wykorzystano komórki Jurkat będące linią ludzkiej ostrej białaczki limfoblastycznej T oraz materiały OptiBond Solo Plus®, Clearfil SE Bond®, Ketac Molar EasyMix® i ich kombinacje z Nanocare Gold. Cytotoksyczność materiałów oceniano za pomocą testu przeżycia komórek Jurkat, oznaczając fluorescencję PI w metodzie cytometrii przepływowej.
Wyniki. Sam materiał Nanocare Gold jest biokompatybilny w stosunku do komórek Jurkat. Stwierdzono istotną statystycznie różnicę w wynikach dla CSE i jego połączenia z Nanocare Gold w obserwacji 24-godzinnej w stosunku do próby kontrolnej. W obserwacji 48-godzinnej wyniki uzyskane dla Clearfil SE Bond, Clearfil SE Bond/ Nanocare Gold, OptiBond Solo Plus/Nanocare Gold różniły się znacząco w stosunku do wyników próby kontrolnej. OptiBond Solo Plus/Nanocare Gold odznaczał się ponadto większą cytotoksycznością w porównaniu z samodzielnym OptiBond Solo Plus.
Wnioski. Sam materiał Nanocare Gold jest biokompatybilny dla komórek Jurkat i prawdopodobnie może zostać użyty w rekonstrukcji głębokich ubytków próchnicowych. Jego połączenie z OptiBond Solo Plus pozostaje jednk wątpliwe, dlatego jest konieczne wykonanie kolejnych badań.

Abstract

Background. Nowadays dentistry is based on new materials and advanced technologies. However, the treatment of deep carious lesions remains dubious. Restorative dentistry aims at introducing silver nanoparticles into materials in order to eliminate the bacterial microleakage. Nanocare Gold® is an accessory dental material with the aim to disinfect the cavity before restoration. As the manufacturer states, the material comprises of gold and silver nanoparticles. Yet, its exact characteristics are restricted.
Objectives. The aim of this study is to determine cytotoxicity of Nanocare Gold, dentine bonding systems and restorative material as well as Nanocare Gold’s influence on these materials’ properties.
Material and Methods. The human leukemia T lymphocyte cell line Jurkat was used to evaluate the cytotoxicity of dental materials – OptiBond Solo Plus®, Clearfil SE Bond®, Ketac Molar EasyMix® and their combinations with Nanocare Gold. The cytotoxicity was evaluated by means of cells’ vitality using flow cytometry with the PI fluorescence assessment.
Results. The study showed that Nanocare Gold itself is a biocompatible material. Statistically, the cytotoxicity level manifested by Clearfil SE Bond and its combination with Nanocare Gold was different compared to the control in the 24-hour observation. In the 48-hour observation the results for Clearfil SE Bond, Clearfil SE Bond/Nanocare Gold, OptiBond Solo Plus/Nanocare Gold were significantly different from the control. Also, OptiBond Solo Plus/Nanocare Gold manifested higher cytotoxicity than OptiBond Solo Plus alone.
Conclusion. Nanocare Gold itself is a biocompatible material and probably may be used in deep cavities restoration. However, its combination with OptiBond Solo Plus remains dubious and should be more thoroughly evaluated.

Słowa kluczowe

nanomateriały, cytotoksyczność, systemy łączące, materiały stomatologiczne, cytometria przepływowa

Key words

cytotoxicity, flow cytometry, dental materials, nanomaterials, bonding systems

References (25)

  1. Koulaouzidou E.A., Helvatjoglu-Antoniades M., Palaghias G., Karanika–Kouma A., Antoniades D.: Cytotoxicity evaluation of an antibacterial dentin adhesive system on established cell lines. J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. 2000, 84, 271–276.
  2. Gurpınar O.A., Beklen A., Hukkanen M., Cehreli Z.C., Onur M.A., Kontinnen Y.T.: Effects of two multistep self-etch primer/adhesives on apoptosis in human gingival fibroblasts in vitro. J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. 2006, 79, 435–440.
  3. Goldberg M.: In vitro and in vivo studies on the toxicity of dental resin components: a review. Clin. Oral. Invest. 2008, 12, 1–8.
  4. Camps J., Dejou M., Remusat I., Remusat M., About I.: Factors influencing pulpal response to cavity restorations. Dent. Mater. 2000, 16, 432–440.
  5. Rathke A., Alt A., Gambin N., Haller B.: Dentin diffusion of HEMA released from etch-and-rinse and self-etch bonding systems. Eur. J. Oral. Sci. 2007, 115, 510–516.
  6. Costa C.A.S., Teixeira H.M., do Nascimento A.B.L., Hebling J.: Biocompatibility of resin-based dental materials applied as liners in deep cavities prepared in human teeth. J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. 2007, 81, 175–84.
  7. Koliniotou-Koumpia E., Papadimitriou S., Tziafas D.: Pulpal responses after application of current adhesive systems to deep cavities. Clin. Oral. Invest. 2007, 11, 313–320.
  8. Huang F.M., Chang Y.C.: Cytotoxicity of dentine-bonding agents on human pulp cells in vitro. Int. Endod. J. 2002, 35, 905–909.
  9. Kaya A., Ündeğer Ü., Aydın S., Ömürlü H., Başaran N.: Genotoxicity evaluation of dentine bonding agents by comet assay. Int. Endod. J. 2011, 44, 807–816.
  10. Liebenberg W.H.: Intentional pulp capping: a clinical perspective of the adhesive experience. J. Adhes. Dent. 1999, 1, 345–363.
  11. Bouillaguet S., Gysi P., Wataha J.C., Ciucchi B., Cattani M., Godin C., Meyer J.M.: Bond strength of composite to dentin using conventional, one-step, and self-etching adhesive systems. J. Dent. 2011, 29, 55–61.
  12. Sundfeld R.H., Valentino T.A., Sversut de Alexandre R., Briso A.L.F., Sundefeld M.L.: Hybrid layer thickness and resin tag length of a self-etching adhesive bonded to sound dentin. J. Dent. 2005, 33, 675–681.
  13. Chen R.S., Liu C.C., Tseng W.Y., Jeng J.H., Lin C.P.: Cytotoxicity of three dentin bonding agents on human dental pulp cells. J. Dent. 2003, 31, 223–229.
  14. Pan Y., Neuss S., Leifer A., Fischler M., Wen F., Simon U., Schmid G., Brandau W., Jahnen-Dechent W.: Size-dependent cytotoxicity of gold nanoparticles. Small, 2007, 3, 1941–1949.
  15. Garcia-Contreras R., Argueta-Figueroa L., Mejia-Rubalcava C., Jimenes-Martinez R., Cuevas-Guajardo S., Sanches-Reyna P.A., Mendieta-Zeron H.: Perspectives for the use of silver nanoparticles in dental practice. Int. Dent. J. 2011, 61, 297–301.
  16. Borczyk R., Pietranek K.: Nanocare Gold for the prevention of secondary caries. Magazyn Stomatol. 2009, 19, 10, 62–66 [in Polish].
  17. Durner J., Stojanovic M., Urcan E., Hickel R., Reichl F-X.: Influence of silver nanoparticles on monomer elution from light-cured composites. Dent. Mater. 2011, 27, 631–636.
  18. Hamouda I.M.: Current perspectives of nanoparticles in medical and dental biomaterials. J. Biomed. Res. 2012, 26, 143–151.
  19. Pal S., Tak Y.K., Song J.M.: Does the antibacterial activity of silver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticle? A study of the Gram-negative bacterium Escherichia coli. App. Environ. Microbiol. 2007, 73, 1712–1720.
  20. Coradeghini R., Gioria S., Garcia C.P., Nativo P., Franchini F., Gilliland D., Ponti J., Rossi F.: Size-dependent toxicity and cell interaction mechanisms of gold nanoparticles on mouse fibroblasts. Toxicol. Lett. 2013, 217, 205–216.
  21. Chmielowiec-Korzeniowska A., Krzosek Ł., Tymczyna L., Pyrz M., Drabik A.: Bactericidal, fungicidal and virucidal properties of nanosilver. Mode of action and potential application. A review. Annal Universitatis Mariae Curie-Skłodowska 2013, 31, 1–11.
  22. Kim J.S., Kuk E., Yu K.N., Kim J-H., Park S.J., Lee H.O.J., Kim S.Y., Park Y.K., Park Y.H., Hwang C-Y., Kim Y-K., Lee Y-S., Jeong D.H., Cho M-H.: Antimicrobial effects of silver nanoparticles. Nanomed. Nanotechnol. Biol. Med. 2009, 3, 95–101.
  23. Park E-J., Yi J., Kim Y., Choi K., Park K.: Silver nanoparticles induce cytotoxicity by a Trojan-horse type mechanism. Toxicol. Vitro 2010, 24, 872–878.
  24. Mackiewicz A., Olczak-Kowalczyk D.: Microscopic evaluation of surface topography and chemical composition of Nanocare Gold. J. Stomatol. 2014, 67, 826-840.
  25. Geurtsen W., Lehmann F., Spahl W., Leyhausen G.: Cytotoxicity of 35 dental resin composite monomers/additives in permanent 3T3 and three human primary fibroblast cultures. J. Biomed. Mat. Res. 1997, 41, 474–480.