Materiały do wypełnień stomatologicznych w ostatnich latach szybko się rozwinęły, a światłoutwardzalne żywice kompozytowe stały się szeroko stosowane w klinikach ze względu na ich wygodę i estetykę. Jednak materiały te zawierają fotoinicjatory, takie jak kamforochinon (CQ), które nie uczestniczą w pełni w procesie polimeryzacji podczas utwardzania. Pozostały CQ może wyciekać z materiału, przenikać do otaczających tkanek i potencjalnie powodować niepożądane reakcje biologiczne - szczególnie w bezpośrednim kontakcie z miazgą zębową.
Niniejsze badanie bada, w jaki sposób CQ wpływa na komórki macierzyste miazgi zębowej (DPSC), koncentrując się na żywotności komórek, wydzielaniu cytokin i zdolności do różnicowania odontogennego, aby ujawnić potencjalne mechanizmy leżące u podstaw indukowanego przez CQ zapalenia i dysfunkcji miazgi.
W badaniu zastosowano model eksperymentalny in vitro, traktując DPSC różnymi stężeniami CQ w celu oceny:
- Hodowla komórek: DPSC izolowano z tkanki miazgi zębowej człowieka, a komórki MC3T3-E1 służyły jako kontrola do modelowania różnicowania odontoblastów.
- Analiza proliferacji i cyklu komórkowego: Zliczanie komórek i cytometria przepływowa oceniały wpływ CQ na proliferację DPSC, jednocześnie badając poziomy ekspresji regulatorów cyklu komórkowego p16(INK4A), p21(WAF1) i p53 - kluczowych białek w starzeniu się komórek i zatrzymaniu cyklu.
- Wykrywanie cytokin zapalnych: ELISA mierzyła poziomy cytokin prozapalnych (IL-6, IL-8) i metaloproteinazy macierzy-3 (MMP3) w supernatantach hodowli - kluczowych mediatorów odpowiedzi zapalnych.
- Ocena różnicowania odontogennego: Aktywność fosfatazy alkalicznej (ALP), barwienie alizaryną czerwoną i analiza ekspresji genów (DSPP, OCN) oceniały wpływ CQ na różnicowanie odontogenne. Barwienie alizaryną czerwoną oceniało mineralizację macierzy pozakomórkowej, podczas gdy aktywność ALP służyła jako wczesny marker różnicowania.
Wyniki wykazały znaczący wpływ CQ na zachowanie biologiczne DPSC:
- Zahamowana proliferacja i indukowane zatrzymanie cyklu komórkowego: Leczenie CQ znacząco hamowało proliferację DPSC, jednocześnie zwiększając ekspresję p16, p21 i p53 - sugerując aktywację szlaków starzenia się komórek.
- Zwiększone wydzielanie cytokin zapalnych: DPSC traktowane CQ wykazywały podwyższone poziomy IL-6, IL-8 i MMP3, wskazując na potencjalne indukowanie zapalenia miazgi. MMP3 uczestniczy w degradacji macierzy pozakomórkowej podczas zapalenia i przebudowy tkanki.
- Zaburzone różnicowanie odontogenne i mineralizacja: CQ zmniejszało aktywność ALP, zmniejszało barwienie alizaryną czerwoną i hamowało ekspresję DSPP i OCN zarówno w DPSC, jak i komórkach MC3T3-E1, sugerując upośledzoną zdolność różnicowania odontoblastów i mineralizacji.
Wyniki te sugerują, że pozostały CQ z kompozytów stomatologicznych może wywierać toksyczny wpływ na tkankę miazgi poprzez hamowanie proliferacji i różnicowania DPSC, jednocześnie promując zapalenie.
Mechanizmy toksyczności komórkowej: Indukowane przez CQ zatrzymanie cyklu komórkowego i starzenie się mogą wynikać z uszkodzenia DNA lub aktywacji szlaków stresu oksydacyjnego.
Zapalenie miazgi: Wyzwalane przez CQ uwalnianie cytokin może aktywować komórki odpornościowe, potencjalnie prowadząc do przewlekłego zapalenia, uszkodzenia tkanki i zapalenia miazgi.
Implikacje dotyczące naprawy zębiny: Ponieważ odontoblasty pośredniczą w naprawie zębiny, hamujące różnicowanie efekty CQ mogą upośledzać zdolność regeneracyjną miazgi, zwiększając ryzyko nadwrażliwości zębiny i chorób miazgi.
Badanie podkreśla potrzebę minimalizacji pozostałości CQ w wypełnieniach stomatologicznych i opracowania bezpieczniejszych fotoinicjatorów. Przyszłe badania powinny dalej badać mechanizmy toksyczności CQ i opracować środki ochronne dla zdrowia miazgi.
Klinicyści powinni rozumieć składniki żywic kompozytowych i potencjalne ryzyko, wybierając odpowiednie materiały i przestrzegając protokołów w celu zmniejszenia uwalniania CQ. W przypadkach głębokich ubytków należy zwrócić szczególną uwagę na ochronę miazgi poprzez konserwatywne przygotowanie i stosowanie biokompatybilnych materiałów bazowych w celu zminimalizowania bezpośredniego podrażnienia miazgi.
