Abstrakt
Hintergrund
Kürzlich, schnell härte α-Trikalziumphosphat (TCP) Zement wurde entwickelt zur Verwendung in der Kappung Prozess. Das Ziel dieser Studie war es, die physikalischen Eigenschaften und biologischen Wirkungen von α-TCP Zement im Vergleich zu mineralischen Trioxid Aggregat (MTA).
Methoden zu untersuchen kaufen Wir die Abbindezeit gemessen, pH-Werte, Druckfestigkeit und Löslichkeit der beiden Materialien. Wir werteten die Biokompatibilität auf der Basis von Zellmorphologie und einer Rentabilitätsprüfung unter Verwendung von humanen Pulpa Zellen (hDPCs). Chemische Zusammensetzung jedes Materials wurde durch energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) -Analyse analysiert. Die Expression von odontogenic-verwandte Gene wurde durch Western-Blot und Immunfluoreszenz ausgewertet. Die verkalkten Knötchenbildung wurde durch Alizarin-Rot-Färbung gemessen. Wir führten die Kappungsverfahren auf Rattenzähne für die histologische Untersuchung. Die Daten wurden von einem unabhängigen t-
Test für physikalische Eigenschaften analysiert, one-way ANOVA für biologische Wirkungen und der Mann-Whitney-U
Test für die tertiäre Dentinbildung. AP
Wert von weniger als 0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen für alle Tests.
Ergebnisse
Die Abbindezeit, pH-Werte und Druckfestigkeit von α-TCP war niedriger als die der MTA (P & lt
; 0,05); jedoch war die Löslichkeit von α-TCP höher als die der MTA (P
& lt; 0,05). Die resultierende Lebensfähigkeit der Zellen beobachtet, die mit den beiden Materialien war ähnlich (P
& gt; 0,05). Rasterelektronenmikroskopie (SEM) zeigte, dass beide Materialien anhaftenden Zellen waren flach und cytoplasmatischen Fortsätze hatten. Die Expression von odontogene bezogenen Marker und Bildung von mineralisierten Knoten höher waren in den beiden Versuchsgruppen im Vergleich zur Kontrollgruppe (P
& lt; 0,05). Kontinuierliche tertiäre Dentin wurde in allen Proben der getesteten Gruppen unterhalb der Deckelung Materialien gebildet.
Schlussfolgerungen
Unsere Studie hat gezeigt, dass die α-TCP zeigte Biokompatibilität und odontogenicity vergleichbar MTA, während es eine schnellere Abbindezeit hatte.
Schlüsselwörter Calciumphosphat-Schnelleinstellung. | Elektronische Zusatzmaterial
Die Online-Version dieses Artikels (doi . 10 1186 /1472-6831-14-87) enthält zusätzliches Material, das autorisierten Benutzern zur Verfügung
Hintergrund
haben Calciumphosphat (CP) Zemente für die Reparatur von Knochendefekten [1, 2 verwendet worden. ]. Sie sind angeblich gute Kandidaten für die Knochenvermehrung, die aufgrund ihrer Biokompatibilität, Formbarkeit und Osteokonduktivität [3, 4]. Somit gab es viele Versuche, die dentale Verwendung dieser Materialien auf periodontale Defekte untersuchen [5-8]. Darüber hinaus haben zahlreiche Studien gezeigt, dass CP Zemente stimulieren Zellstoff- und kann die Bildung von Dentin reparative [9-14] zu induzieren. Die Forscher zeigten auch die hervorragenden physikalischen Eigenschaften von Calciumphosphat-Zemente im Vergleich zu Calciumhydroxid, einem traditionellen Pulpenüberkappung Material in den 1930er Jahren eingeführt. Allerdings wurden CP Zemente beobachtet Einschränkungen, einschließlich lange Rüstzeiten und geringe Druckfestigkeit, wenn sie allein als Zellstoff-Verkappungsmittel verwendet. Inzwischen Mineral Trioxid Aggregat (MTA) wurde in den 1990er Jahren auf die Endodontie Feld eingeführt [15]. Es wurde gezeigt, dass MTA günstige physikalische und biologische Eigenschaften besitzt, und zeigt ein ausgezeichnetes Potenzial in Endodontie, wie direkte Überkappung [16-18]. Seit dieser Zeit die meisten Studien bezüglich Pulpenüberkappung Materialien auf MTA konzentriert und CP Zemente aus dem Rampenlicht. Allerdings hat MTA auch einige Nachteile wie lange Abbindezeit [19], anfängliche Lockerheit [20] und schlechte Fahreigenschaften [21].
Vor kurzem eine Schnelleinstellung α-Tricalciumphosphat (TCP) -basierte Zement (Mediclus , Cheongju, wurde Korea) entwickelt, um den Nachteil der herkömmlichen CP-Zemente experimentell zu überwinden. Nach Hersteller wurde nicht nur für die endodontische Einsatz entwickelt, einschließlich Zellstofftherapie, root-end Füllung und Perforation Reparatur, sondern auch für periodontale /chirurgischen Gebrauch, wie in knöchernen Regeneration, die eine Hauptanwendung von CP Zemente betrachtet wurde . Mit anderen Worten, zusätzlich Zeit, α-TCP Zement kann vorteilhafter sein, in einer Vielzahl von klinischen Anwendungen im Vergleich zu MTA zum Einstellen, wenn die empfohlenen Eigenschaften erfüllt sind. Aber unseres Wissens hat es keine vorherige Studie gewesen, diese schnell härte α-TCP-basierten Zement als Kappung Material zu bewerten. Daher wird in der vorliegenden Studie haben wir gezeigt, die Möglichkeit der α-TCP Zement für den Einsatz in Kappung Anwendungen. Das Ziel der Studie war es, seine Abbindezeit, Druckfestigkeit, Löslichkeit, Biokompatibilität und odontogenic Wirkung im Vergleich zu MTA auf der Grundlage von in vitro und in vivo
Pulpenüberkappung experimentellen Modellen untersuchen. Unsere beiden Nullhypothesen waren wie folgt:. (I) Es gibt keinen Unterschied zwischen dem MTA und α-TCP in Bezug auf physikalische Eigenschaften und (ii) gibt es keinen Unterschied zwischen diesen zwei Materialien im Hinblick auf biologische /odontogene Effekte
Methods
Messung der Zeiteinstellung kaufen Wir MTA (ProRoot, Dentsply, Tulsa, OK, USA) gemischt und α-TCP gemäß den Anweisungen des Herstellers. Dann werden die Proben (n = 10) wurden kurz vor ihrer erwarteten Abbindezeit getestet und bei 30-Sekunden-Intervallen, bis sie vollständig eingestellt wurden. Ein Gilmore Gerät wurde mit einem Edelstahl-Eindringkörper und 1/4-Pfund-Einbuchtung Kraft für die anfängliche Einstellung Zeitmessung verwendet wird; eine 1-Pfund-Einbuchtung Kraft wurde für die endgültige Einstellung der Zeit verwendet. Wir wendeten die Vorrichtung in einem rechten Winkel zu der Oberfläche der Probe 5 sec. Die Abbindezeit wurde als die Zeit definiert, bei der der Eindringkörper eine bestimmte Markierung auf der Probenoberfläche zu verlassen, ist fehlgeschlagen.
Messung des pH
Proben (1 mm Dicke und 5 mm Durchmesser) von MTA und α-TCP wurden hergestellt und für 1 Tag abbinden (n = 3). Nach der Einstellung wurde eine Tablette in 10 ml entsalztem Wasser eingesetzt. Dann wurde der resultierende pH-Wert gemessen mit einem pH-Meter unter Verwendung von (Orion 3 Sterne, Thermo Scientific, Singapur). Die Vorrichtung wurde zuvor mit pH 7,0 und pH 4,0 Lösungen geeicht. Zwischen jeder Messung wurde die Elektrode mit Reinstwasser gewaschen und tupfen getrocknet.
Löslichkeit
Anweisungen "mit den Herstellern gemäß Nach dem Mischen Proben jedes Materials in einem Paraffinwachs Form gelegt wurden 1,5 mm dicke und 20 mm im Durchmesser (n = 5). Jede Probe wurde mit einer Analysenwaage und das Gewicht gewogen wurde als W
1 aufgezeichnet. Die Proben wurden dann in Glasflaschen, die 10 ml destilliertes Wasser eingetaucht und die Flaschen wurden verschlossen. Proben wurden nach 7 Tagen, getrocknet mit saugfähigem Papier entfernt und in einen Exsikkator gestellt. Die Proben wurden auf ein konstantes Gewicht (± 0,001 g) getrocknet, die als W 2 aufgenommen wurde. Die Löslichkeit (S) wurde mit der folgenden Formel berechnet: S = (W 1 - W 2) /W 1 × 100.
Messung der Druckfestigkeit
Wir ermittelten die Druck 2004 (n = 10): Stärke der Testmaterialien durch das Verfahren nach ISO 3107 empfohlen werden. Jedes Material wurde gemischt und in einer geteilten Form aus rostfreiem Stahl (4-mm Durchmesser und 6 mm Höhe) innerhalb von 2 min nach dem Beginn des Mischens gegeben. Die gesamte Baugruppe wurde beibehalten für 6 Stunden bei 37 ° C an einem Schrank übertragen.
Die Proben aus den Formen entfernt wurden und kontrolliert visuell auf irgendwelche Lufthohlräume oder abgebrochene Kanten. Alle fehlerhaften Proben wurden verworfen und 10 akzeptabel Proben wurden für jedes Testmaterial in jedem Zeitintervall vorbereitet. Die Proben wurden in destilliertem Wasser eingetaucht, für 1, 7, 14 und 28 Tagen und bei 37 ° C gehalten.
Wir maßen dann die Druckfestigkeit jeder Probe durch eine universelle Testmaschine bei einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 1,0 mm /Minute Die maximale Belastung wurde jede Probe bis zum Bruch benötigt wird, bestimmt. C = 4p /D 2 ist, wobei P die aufgebrachte Kraft (N) und D der Durchmesser (mm) der Probe: Die Druckfestigkeit wurde in Megapascal (MPa) mit der folgenden Formel berechnet. Die Druckfestigkeit aller Proben wurde in MPa aufgezeichnet
Primärkultur hDPCs
Menschliche Zahnpulpa Gewebe von geschnittenen Zähnen erhalten wurden aseptisch entfernt, gespült mit Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS;. HyClone Laboratories, Logan, UT, USA ), und in einer Schale mit 60 mm platziert (Nunc, Roskilde, Dänemark). Dann gehacktem wir die Zahnpulpa Gewebe mit einer Klinge in kleine Fragmente und kultiviert in Minimalmedium-α (MEM-α; HyClone Laboratories), das 10% fötales Rinderserum (FBS; Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) zusammen mit 100 U /ml Penicillin und 100 U /ml Streptomycin (Invitrogen). Die Kulturen wurden bei 37 ° C in einer befeuchteten Atmosphäre von 5% CO 2 und 95% Luft gehalten. Zellkulturen zwischen den dritten bis fünften Durchgänge wurden in dieser Studie verwendet. Alle experimentellen Verfahren wurden von der Institutional Review Board (IRB #: CUH 2013-01-015) zugelassen. Der Chonbuk National University Hospital (Jeonju, Korea)
Herstellung von Material extrahiert kaufen Wir die getesteten Materialien gemischt nach den Anweisungen des Herstellers. Der gemischte Zement wurde in eine Paraffinwachsform platziert (1 mm Dicke und 5 mm Durchmesser) und der Zement wurde in einem Inkubator bei 100% relativer Luftfeuchtigkeit und 37 ° C für 1 Tag Hydratwasser gespeichert. Die Zemente wurden dann 1 h unter UV-Licht sterilisiert. Eine Tablette jedes Zement wurde in 10 ml MEM-α, das 10% FBS für 3 Tage.
Die Lebensfähigkeit der Zellen Test gespeichert kaufen Wir Zellen ausgesät in 24-Well-Kulturplatten (SPL Lifesciences, Pocheon, Korea) in einem Dichte von 2 × 10 4 Zellen pro Vertiefung, und für 24 h in Wachstumsmedium vorinkubiert. Dann wurden die Zellen mit den hergestellten Extrakte (experimentelle Gruppen) oder mittel nur (Kontrollgruppe) behandelt. Nach der Belichtung der Materialextrakten für 1, 2, 3, 7 und 14 Tagen wurde die Lebensfähigkeit der Zellen unter Verwendung der 3- (4,5-Dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazoliumbromid (MTT) -Test untersucht. Kurz gesagt, wurden 200 & mgr; l MTT-Lösung (0,5 mg /ml in PBS) in jede Vertiefung gegeben, und die Vertiefungen wurden für 2 Stunden inkubiert. Anschließend wurden 200 & mgr; l Dimethylsulfoxid (DMSO; Amresco, Solon, OH, USA) wurde zu jeder Vertiefung zugegeben. Die Platten wurden geschüttelt und dann, bis die MTT-Kristalle gelöst waren und die Lösung in jeder Vertiefung wurde auf eine Kulturplatte mit 96 Vertiefungen Gewebe übertragen. MTT reduziert wurde dann spektrophotometrisch bei 540 nm in einem Doppelstrahl-Mikrotiterplatten-Lesegerät gemessen (SPECTROstar Nano; Labtech BMG, Ortenberg, Deutschland).
Zell morphologische Beobachtung mittels SEM
Unter aseptischen Bedingungen kondensiert man die Materialien in 1 × 5 mm runden Wachsformen. Die Materialien wurden bei 37 ° C für 24 h in einem befeuchteten Inkubator eingestellt. Dann wurden die Scheiben an der Unterseite von 24-Well-Gewebekulturplatten (SPL Lifesciences) angeordnet ist. Die Zellen wurden bei 1 x 10 5 Zellen pro Vertiefung auf die vorbereiteten Materialien ausgesät. Nach einer 72-h Inkubationszeit wurden die Schalen für 2 h mit 2,5% Glutaraldehyd (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) fixiert. Proben wurden dann dehydratisiert in Konzentrationen von Ethanol (70%, 80%, 90%, 95% und 100%) für 20 min bei jeder Konzentration getaucht und in n-Butylalkohol (Junsei Chemical Co., Tokyo, Japan) Erhöhung 20 min. SEM wurde ein SN-3000-System unter Verwendung von (Hitachi, Tokio, Japan) bei 10 betrieben kV.
Energieröntgenspektroskopie (EDS) Analyse
Wir EDS-Analyse ausgeführt, um einen Apollo-X-Detektor (EDAX verwenden, Mahwah, NJ, USA), die mit einem Rasterelektronenmikroskop für chemische Elemente-Analyse der Oberfläche von MTA und α-TCP haftete. Die hohe Vergrößerung von × 10.000 wurde die chemischen Zusammensetzungen von speziellen Kristalltypen innerhalb einer Probe zu erkennen ausgewählt. Über dieses Verfahren wurde ein Spektrum erhalten, und die Elemente identifiziert werden konnten. Semi-quantitative, Standard lose Analyse dieser Spektren durchgeführt wurden, um die Atomprozent Konzentrationen von Bestandteilen abzuleiten.
Western-Blot kaufen Wir hDPCs ausgesät (3 x 10 5) in MEM-α, das 10% FBS in 100-mm-Kulturplatten und für 24 h inkubiert. Das Medium wurde dann eingeschaltet, um den Extrakt Medium. (; Intron Biotechnology, Seongnam, Korea Pro-prep) für 10 min auf Eis nach dem Aussetzen zu dem Extrakt-Medium für 3 Tage wurden die Zelllysate durch Solubilisieren der Zellen mit Protein-Lysepuffer hergestellt. Die Zelllysate wurden für 10 min bei 13000 rpm zentrifugiert und die Proteinkonzentrationen wurden mit Bradford-Reagenz (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA) bestimmt. Proben gleiche Mengen an Protein enthielten, wurden durch Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE) und auf Nitrocellulose übertragen Transfermembranen (; Whatman, Dassel, Deutschland Protran) getrennt. Die Membranen wurden für 30 min mit 5% Magermilch in TBST bei Raumtemperatur blockiert und über Nacht bei 4 ° C mit primären Antikörpern gegen Dentin sialophosphoprotein inkubiert (DSPP; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA), Dentin-Matrix-Protein 1 ( DMP1; Santa Cruz Biotechnology), Osteonectin (ON; Santa Cruz Biotechnology) oder Glyceraldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase (GAPDH; Thermo Scientific, Rockford, IL, USA), durch Inkubation mit HRP-konjugierten sekundären Antikörpern gefolgt. Antikörper-gebundenen Proteine wurden unter Verwendung des ECL Western Blotting Luminolreagens (Santa Cruz Biotechnology) nachgewiesen. Die Intensität der DSPP, DMP1, und auf die Proteinexpression nach der Normalisierung mit GAPDH quantifiziert wurde ein Bildanalyseprogramm (Bild J; National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA). Alizarin Rot S-Färbung für Bildung von mineralisierten Knoten
Die Zellen in einer Dichte von 1 in einer 24-Well-Platte gegeben wurden × 10 5 Zellen pro Vertiefung und für 24 h kultiviert. Dann wurde das Medium auf Materialextrakt für die Dauer des Experiments geschaltet. Nach der Belichtung mit dem Extrakt Medium für 14 Tage wurde die Mineralisierung durch Anfärben mit Alizarin Rot S (Sigma-Aldrich) bewertet. Kurz gesagt, 40 mmol /l Alizarin Rot S wurde in destilliertem Wasser hergestellt, auf einen pH von 4,2 mit Ammoniumhydroxid eingestellt, und dann zu den Zellen für 10 min bei Raumtemperatur unter leichtem Schütteln angewendet. Nachdem sie mit entionisiertem Wasser gewaschen worden war, wurde die gefärbten Zellkulturplatte mit einem Scanner bewegt, und das gefärbte Bild erworben wurde. Zur quantitativen Auswertung wurde die Probe mit 10% Cetylpyridiniumchlorid-Lösung zur Reaktion gebracht (pH 7,0; Sigma-Aldrich) bei Raumtemperatur für 15 min, den Fleck zu lösen und dann die Extinktion wurde bei einer Wellenlänge von 540 nm mit einer Standardlösung gemessen <. br> Immunofluoreszenzanalyse
Glasplättchen wurden von ihnen in 90% Ethanol getaucht sterilisiert und dann vorsichtig sie über einer Flamme zu trocknen. Dann wurde ein Deckglas in jede Vertiefung einer sterilen 6-Well-Gewebekulturplatte gegeben. Zellsuspensionen, enthaltend 1 × 10 4 Zellen /ml wurden zu jedem Deckglas gegeben. Nach Inkubieren der Zellen für 24 h wurde das Medium auf Materialextrakt geschaltet. Nach der Belichtung mit dem Extrakt Medium für 7 Tage wurden die Zellen für 20 min bei Raumtemperatur in 4% Paraformaldehyd fixiert. Dann wurden sie für 15 min in 0,1% Triton X-100 in PBS inkubiert. Nach dem mit 10% Ziegenserum blockiert für 1 h bei Raumtemperatur wurden die Zellen für 2 h mit dem monoklonalen Maus-Anti-DSPP (Santa Cruz Biotechnology), anti-DMP1 (Santa Cruz Biotechnology), oder anti-ON (Santa Cruz Biotechnology) inkubiert (1: 100) in 10% Ziegenserum. Dann wurden die Zellen mit Fluorophor-konjugierten Sekundärantikörper (anti-Maus-FITC) für 2 h bei Raumtemperatur inkubiert. Die Deckgläser wurden auf Objektträger montiert mit Befestigungslösung. Fluoreszenzbilder wurden mit einem Fluoreszenzmikroskop (Carl Zeiss, Jena, Deutschland) erhalten. Chirurgische Verfahren
Zwanzig gesunde oberen ersten Molaren von 10 acht Wochen alte männliche Wistar-Ratten für diese Studie verwendet wurden. Occlusal Klasse I-Kavitäten wurden hergestellt und dann lokalisieren Pulpa Belichtung auf der Kaufläche des oberen ersten Molaren hergestellt wurde unter Verwendung eines # 1/8 runden Metallfräser mit hoher Geschwindigkeit unter Wasserkühlung. Dann wurden die Zähne Zufallsprinzip in zwei Testgruppen eingeteilt, eines, in dem MTA (n = 6) wurde verwendet, um die Zähne zu bedecken, und die andere, in der α-TCP (n = 6) wurde verwendet. Die Materialien wurden vermischt, entsprechend den Empfehlungen des Herstellers, und dann an der Belichtungsstelle aufgetragen. Die Kappe wurde mit einer dünnen Schicht aus lichthärte Glasionomerzement (; GC, Tokyo, Japan Fuji II LC) abgedeckt. Vier Zähne in der Kontrollgruppe wurden nur mit Glasionomerzement begrenzt. Nach vier Wochen wurden die Ratten durch transcardial Perfusion mit 4% Paraformaldehyd in PBS getötet. (IACUC #: WKU13-14) Die experimentellen Verfahren wurden von der Institutional Animal Care und Verwenden Ausschüsse genehmigt. Von Wonkwang University (Iksan, Korea)
histologische Untersuchung
Die Kiefersegmente sorgfältig seziert wurden, eingetaucht in 4% Paraformaldehyd und aufbewahrt bei 4 ° C für 24 h. Nach dem Entkalken 18% Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA; Yakuri Pure Chemical, Osaka, Japan) Lösung wurden die Proben in Paraffin eingebettet, geschnitten (5 um Dicke) und mit Hämatoxylin-Eosin gefärbt. Tertiäre Dentinbildung wurde nach den Kriterien in einer zuvor veröffentlichten Studie mit einer leichten Modifikation (Tabelle 1) [22] .Tabelle 1 Noten für dentinal Brückenbildung verwendet hat
Score
Charakterisierung
1
Füllen
2
Wenig Kommunikation des Deckmaterial mit Pulpa
3
Nur seitliche Abscheidung von hartem Gewebe an den Wänden des Hohlraums
4
Abwesenheit von Hartgewebebrücke
Statistische Analyse
die Daten für die physikalischen Eigenschaften wurden von einer unabhängigen Proben analysiert T-
Test der beiden Materialien zu vergleichen. Die statistische Analyse wurde durch Einweg-ANOVA mit einem Mehrfachvergleich Tukey-Test für die Lebensfähigkeit der Zellen-Test, Western-Blotting und Alizarin-Rot-Färbung folgt durchgeführt. Die Mann-Whitney U
Test wurde verwendet, tertiäre Dentinbildung zu bewerten. AP
Wert von weniger als 0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen für alle Tests.
Ergebnisse | Zeit einstellen
Die anfängliche Abbindezeit des MTA betrug 68 min (± 5 min), und die endgültige Abbindezeit betrug 284 min (± 10 min). Die anfängliche Abbindezeit des α-TCP betrug 4 min (± 30 s), und die endgültige Einstellung Zeit betrug 6 min (± 30 s). Die Abbindezeit des α-TCP war signifikant kürzer als die des MTA (P
& lt; 0,05).
Messung von pH-Werten, Löslichkeit und Druckfestigkeit
Die pH-Werte von α-TCP zeigte milde Alkalinität, während MTA zeigte hohe Alkalität rund 11-12 (1A). Der pH-Wert der Lösung überschritten nie 8,2 in Gegenwart von α-TCP während des gesamten Versuchszeitraums. Folglich waren die pH-Werte von MTA signifikant höher als die von α-TCP (P
& lt; 0,05). Die Löslichkeit von α-TCP war höher als die der MTA nach 7 Tagen (P
& lt; 0,05) (1B). Wie in 1C gezeigt, war die Druckfestigkeit von MTA signifikant höher als die des α-TCP auf allen Zeitintervallen (P
& lt; 0,05). Weiterhin erhöht die Druckfestigkeit von sowohl MTA und α-TCP mit der Zeit. Figur 1 Die physikalischen Eigenschaften und die Zelllebensfähigkeit der getesteten Materialien. Die pH-Werte (A), der Löslichkeit (B) und Druckfestigkeit (C) von MTA und TCP. Beachten Sie, dass die Abbindezeit, pH-Werte und Druckfestigkeit von α-TCP war niedriger als die der MTA während die Löslichkeit von α-TCP höher war als die von MTA. (D) Auswirkungen von MTA und TCP auf die Lebensfähigkeit der Zellen durch MTT-Test gemessen. Die Lebensfähigkeit der Zellen von α-TCP-behandelten Proben war höher als die der MTA an Tag 14. * Signifikanter Unterschied zwischen jeder Gruppe; P
& lt; 0,05.
Lebensfähigkeit der Zellen test
Um die Lebensfähigkeit der Zellen in Gegenwart der Materialextrakte, ein MTT-Assay wurde durchgeführt, auszuwerten. Wie gezeigt in Figur 1D, MTA und α-TCP zeigten ähnliche Lebensfähigkeit der Zellen bis zum Tag 7 (P
& gt; 0,05). die Lebensfähigkeit der Zellen von α-TCP-exponierten Proben höher war jedoch als die der MTA am Tag 14 (P
& lt; 0,05).
Zelle morphologischer Analyse
Das Zellwachstum und Morphologie auf jedem Material wurde ausgewertet durch SEM-Beobachtung mit. Wie in 2A und B gezeigt, gut Ausbreitung und abgeflacht hDPCs wurden in Kontakt mit den Oberflächen von MTA und α-TCP beobachtet. Figur 2 Untersuchung der Zellmorphologie und chemischen Zusammensetzung der Materialien. SEM-Beobachtung von Zellen für 3 Tage auf (A) MTA (× 1000) und (B) TCP (× 1000) inkubiert. Beide Gruppen zeigten Zellen in enger Nähe zueinander abgeflacht, und diese wurden über das Substrat zu verbreiten gesehen. EDS-Analyse der Proben:. (C) MTA und (D) TCP
Energie dispersive x-ray spektroskopische (EDS) -Analyse
auf die chemische Zusammensetzung der Materialien zu untersuchen, wurde EDS-Analyse durchgeführt. Die EDS-Spektren für elementares Identifizierung zeigte, dass MTA Calcium enthielt (Ca) und Silizium (Si) als Haupt elementaren Konstituenten während TCP tat Ca und Phosphat (P) (2C und D).
Expression odontogener bezogenen Markierungen
Wie in 3A und B gezeigt ist, die Expression von DSPP, DMP1 und auf Proteinen in α-TCP- und MTA-behandelten Zellen wurde höher im Vergleich zu der Kontrollgruppe (P
& lt; 0,05). Jedoch gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Versuchsgruppen (P
& gt; 0,05). Figur 3 Wirkungen der getesteten Materialien auf Odontoblastenfortsätze Differenzierung von hDPCs. (A) Auswirkungen von MTA und TCP auf DSPP, DMP1 und ON-Protein in hDPCs. (B) Das Diagramm zeigt die Quantifizierung der Proteinexpression durch Densitometrie und als Falte erhöht im Vergleich zu Kontrollzellen dargestellt. (C) Wirkungen von MTA und TCP auf die Bildung von Verkalkungen Knötchen in hDPCs. * Signifikanter Unterschied zwischen jeder Gruppe; P
& lt; 0,05.
Alizarin Red S-Färbung
Um die Wirkung von MTA und α-TCP auf Mineralisierung zu untersuchen, wurden hDPCs gefärbt mit Alizarin Red S. war die Bildung von mineralisierten Knoten deutlich höher als es in das Medium nur behandelt wurde Zellen der Kontrollgruppe am Tag 14 (P
& lt; 0,05). Jedoch gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen MTA und α-TCP-Behandlungen (P
& gt; 0,05) (Figur 3C)
Immunofluoreszenzanalyse
Immunofluorescence Markierung wurde durchgeführt, um die Lokalisierung des odontogene bezogenen zu analysieren. Proteine in hDPCs. DSPP, DMP1 und ON wurden im Zytoplasma lokalisiert, und zwar in der perinukleären Region MTA- und α-TCP-behandelten Zellen. Ferner wurden die Proteinsignale in den Zellen der Versuchsgruppen stärker als die in den Zellen der Kontrollgruppe (Abbildung 4). Figur 4 Immunofluoreszenzanalyse von hDPCs mit Medium behandelt nur (A, D und G), MTA (B, E und H) oder TCP (C, F und I). Fluoreszenzbilder zeigen anti-DSPP (A-C), anti-DMP1 (D-F), und anti-ON (G-I) Signale (grün) von Zellen nach 3 Tagen Kultur (× 400). Beachten Sie, dass die Protein-Signale in den Zellen der Versuchsgruppen waren stärker als diejenigen, die in den Zellen der Kontrollgruppe.
Histologische Befunde
Vier Wochen nach der Behandlung, tertiärem Dentin mit vollständiger Kontinuität wurde direkt unter dem Deckmaterial gebildet ist und die Pulpe Belichtungsbereich in allen Proben der beiden getesteten Gruppen (Tabelle 2). Bemerkenswerterweise waren Odontoblasten-ähnlichen Zellen polarisiert und erschien in einer Palisade Muster (Figur 5D und E) angeordnet werden. Im Gegenteil gab es keine tertiäre Dentinbildung in der Zellstoff- Belichtungsbereich der Kontrollgruppe (5C). Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen α-TCP und MTA in Bezug auf die Kontinuität der tertiären Dentin mit einem der Überkappung Materialien (P
& gt; 0,05) (Tabelle 2) .Tabelle 2 Anzahl der Proben für jede Gruppe von zugeschrieben histologische Auswertung Bei
Tertiär Dentinbildung
Gruppe
No. von specimen
1
2
3
4
Control
4
0
0
0
4
MTA
6
6
0
0
0
TCP
6
6
0
0
0
Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen den MTA und TCP in Bezug auf die Bildung von tertiärem Dentin mit einem der Überkappung Materialien (P
& gt; 0,05)
5 Histologische Beobachtungen Figur.. Capped Pulpen gefärbt mit Hämatoxylin-Eosin 4 Wochen nach der Behandlung mit MTA (A) und TCP (B) (× 50). (C) Eine Probe in der Kontrollgruppe nur mit Glasionomerzement mit einer Kappe bedeckt. (D und E) Höhere Vergrßerung geschachtelt Bereiche A und B (x 400) gezeigt. Odontoblasten (Pfeilspitzen) sind polarisiert und erscheinen in einer Palisade Muster angeordnet werden. * Reparative tertiären Dentin unterhalb der Kappungsmaterialien gebildet.
Diskussion
Der Erfolg von Kappung ist auf die Erhaltung der lebenswichtigen Zellstoffgewebe und die Bildung von tertiären Dentin [23, 24] abhängig. Zu diesem Zweck hat MTA klinisch weit verbreitet gewesen. Allerdings ist MTA gut nicht Handhabungseigenschaften haben, wenn sie gemäß den Anweisungen des Herstellers vorbereitet, und die Abbindezeit ist relativ lang nach dem Mischen [20, 25]. Inzwischen haben CP Zemente als Pulpenüberkappung Mittel interessant gewesen, wegen der günstigen Biokompatibilität und osteogene /odontogenic Potentiale [13, 26, 27]. Jedoch aufgrund einiger Nachteile wie begrenzte antibakterielle Eigenschaften, lange Abbindezeit und Druckfestigkeit, die Anwendung von CP Zement für vitale Pulpa Therapie beschränkt [28, 29]. Vor kurzem schnell abbindende α-TCP Zement wurde sowohl für die Knochenreparaturverfahren und vitale Pulpa Therapie zu überwinden, eine der physikalischen Nachteile herkömmlicher CP Zemente experimentell entwickelt. Kurashina gezeigt, dass α-TCP-basierten Zement ist auch ein vielversprechendes Material als Knochenersatz [1]. In der Tat ist das β-Typ-a populäreren TCP Variante zur Knochenreparatur erlaubt, sondern der α-Typ bietet mehr Widerstand gegenüber einem Abbau durch Gewebe [30, 31]. Diese Eigenschaft von α-Typ TCP wäre besser geeignet für vitale Pulpa Therapie sein. In der Tat ist die vorliegende Studie nicht die erste Studie, die die potenzielle klinische Anwendung von Schnelleinstellung CP-Zemente zu zeigen versucht. Miyamoto et al. berichtet, dass Fast-Einstellung CP-Zemente in einer Vielzahl von klinischen Bereichen eingesetzt werden, wie zum Beispiel der MKG-Chirurgie [32] können. Doch ihre Studie untersuchten nur die Einstellung Verhalten des Calciumphosphatzement, und nicht untersucht biologische Wirkungen. Mit anderen Worten, hat es keine Studie, um festzustellen, ob die schnelle Einstellung α-TCP odontogenic Aktivität besitzt und tertiäre Dentinbildung induzieren, um das ultimative Ziel der Kappung. Daher wir seine physikalischen und biologischen /odontogene Effekte im Vergleich zu dem derzeit verwendeten Material untersucht, MTA.
Zuerst untersuchten wir die physikalischen Eigenschaften von α-TCP einschließlich Abbindezeit, pH, Löslichkeit und Druckfestigkeit im Vergleich zu MTA . Die Abbindezeit von α-TCP war signifikant kürzer als die der MTA (P
& lt; 0,05). α-TCP besteht aus kleinen Teilchen von CP. Es wird allgemein angenommen, dass die Verwendung von kleinen Teilchen den Oberflächenkontakt der Teilchen mit der Mischflüssigkeit erhöht, die eine schnelle Einstellung und einfache Handhabung bietet. Aufgrund dieser Eigenschaft, α-TCP könnte in einem einzigen Besuch Szenario ohne zusätzlich erforderlichen Termin verwendet werden. Im Gegenteil war die Löslichkeit von α-TCP erheblich höher als die der MTA (P
& lt; 0,05). Dieses Ergebnis wurde erwartet, da CP Zement, als Knochenreparaturmaterial, ist im wesentlichen durch Knochen abgebaut und substituierten gestaltet werden. Allerdings kann diese Eigenschaft in Betracht gezogen werden negativ für Kappung Verfahren. Außerdem war die Druckfestigkeit von α-TCP erheblich niedriger als die der MTA (P
& lt; 0,05). Die Norm ISO in Bezug auf die Druckfestigkeit für eine Überkappung Material Messung wurde nicht entwickelt worden. Daher ISO 3107: 2004 wurde als Leitfaden für die Bewertung der Materialeigenschaften ausgewählt. Es wird traditionell empfohlen, dass Füllstoffe stark genug sein, um den Stress zu widerstehen, die durch ein Amalgam Kondensation angewendet wird [33]. In letzter Zeit jedoch zahnfarbene, nicht druck erzeugten Materialien weit verbreitet wurden anstelle von Amalgam verwendet. In dieser Hinsicht wird die Bedeutung der Druckfestigkeit für Kappung Materialien reduziert.
Als nächstes untersuchten wir die Biokompatibilität der beiden Materialien durch die Wirkung der getesteten Materialien auf die Zellmorphologie und die Lebensfähigkeit zu bewerten. Es wird betrachtet, für eine Pulpe günstigen Material Capping biokompatibel sein, da das Material dann weniger wahrscheinlich, dass eine Antwort wie Pulpa Entzündung [34] zu induzieren. In unserer Studie MTA und α-TCP hatte ähnliche Auswirkungen auf die Lebensfähigkeit der Zelle durch den MTT-Test bis zum Tag 7 gezeigt (P
& gt; 0,05). Am Tag 14 zeigte jedoch α-TCP höheren Lebensfähigkeit der Zellen im Vergleich zu ProRoot (P
& lt; 0,05) (Figur 1D). Darüber hinaus ergab SEM Beobachtungen, dass hDPCs direkt auf MTA oder α-TCP für 3 Tage kultiviert erschien flach und zeigte sein wohldefinierte zytoplasmatischen Erweiterungen (1C und D). Unsere Studie durch frühere Studien zur Biokompatibilität von CP Zemente unterstützt wird [35, 36], und zeigt an, dass die Biokompatibilität von schnell Einstellung CP Zement, die der MTA vergleichbar ist.
Wir haben auch untersucht, ob α-TCP Odontoblastenfortsätze Differenzierung erleichtert von hDPCs im Vergleich zu MTA. MTA wird als Odontoblastenfortsätze Differenzierung von hDPCs [37-40] zu erleichtern. Außerdem haben mehrere Studien, dass CP Zement hat [35, 36, 41] eine ähnliche Mineralisierung Fähigkeit MTA Vergleich gezeigt. Alle Autoren haben gelesen und genehmigt haben das endgültige Manuskript.
