Διερεύνηση της επίδρασης της ακτινοβόλησης με διοδικό laser χαμηλής ενέργειας στην κυτταροτοξικότητα του κεραμικού διπυριτικού λιθίου
Creators: name: Μαλλιάρη Μαρία, Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Λέιζερ χαμηλής ενέργειας
Βιοδιέγερση
Κυτταροτοξικότητα
Κεραμικό διπυριτικού λιθίου
Low level laser irradiation
Biostimulation
Cytotoxicity
Lithium Disilicate

description: Η χρήση του κεραμικού διπυριτικού λιθίου στην οδοντιατρική έχει αυξηθεί προκειμένου να εκπληρώσει τις πιο δύσκολες απαιτήσεις στην επανορθωτική και αισθητική οδοντιατρική. Ωστόσο, η βιοσυμβατότητα του δεν έχει μελετηθεί εκτενώς. Μόνο λίγες μελέτες έχουν δημοσιευθεί αποδεικνύοντας ότι το κεραμικό διπυριτικό λιθίου δεν είναι βιολογικά αδρανές. Από την άλλη πλευρά, πολλές έρευνες έχουν δείξει την βιοδιεγερτική επίδραση του λέιζερ χαμηλής ενέργειας (LLLI) στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, στην επούλωση και αναγέννηση των μαλακών ιστών. Σκοπός αυτής της έρευνας είναι να διερευνήσει την επίδραση της ακτινοβολίας του διοδικού λέιζερ χαμηλής ενέργειας στην κυτταροτοξικότητα του κεραμικού διπυριτικού λιθίου. Η κυτταροτοξικότητα τριών ομάδων δειγμάτων κεραμικού διπυριτικού λιθίου(e.max Press)(δείγματα ελέγχου-Control, δείγματα που έχουν υποστεί θερμοκύκλωση-Thermo, δείγματα που έχουν υποστεί θερμοκύκλωση και έχουν ακτινοβοληθεί (Thermo+LLLI) μελετήθηκε σε άμεση επαφή με ανθρώπινους ουλικούς ινοβλάστες (HGF). Μετά από 24-ωρη επώαση με 5% CO2 στους 37◦C, τα κύτταρα ακτινοβολήθηκαν με διοδικό λέιζερ (EPIC, BIOLASE, 940nm, 0,2W) και ενέργεια 8 J / cm2 .Η μιτοχονδριακή δραστηριότητα εκτιμήθηκε με τη δοκιμασία ΜΤΤ 24, 48 και 72 ώρες μετά την ακτινοβόληση. Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να μελετηθεί η κυτταρική μορφολογία ενώ πραγματοποιήθηκε και μικροσκοπία συνεστιακής δέσμης (CONFOCAL) για την ανίχνευση ζωντανών κυττάρων. Τέλος, διεξήχθη φασματομετρία ατομικής εκπομπής με επαγωγικά συζευγμένο πλάσμα (Inductively Coupled Plasma mass spectrometry ICP) για την ανίχνευση πιθανών κυτταροτοξικών ιόντων. Η μιτοχονδριακή δραστηριότητα των HGFs μειώθηκε σημαντικά στην ομάδα Control σε σύγκριση με την ομάδα που ήταν μόνο κύτταρα(Cell) (***p≤0,001). Στατιστική σημαντική μείωση της μιτοχονδριακής δραστικότητας των HGFs παρατηρήθηκε στην ομάδα Τhermo σε σύγκριση τόσο με ομάδα των κυττάρων όσο και με την ομάδα Control (***p≤0,001). To LLLI απoδείχθηκε ότι έχει βιοδιεγερτική δράση αυξάνοντας τη μιτοχονδριακή δραστικότητα των HGFs .Η μικροφωτογραφίες SEM και Confocal έρχονται σε συμφωνία με τα αποτελέσματα της δοκιμασίας MTT. Από το ICP ανιχνεύθηκαν ιόντα Si, Ρ, Ca και Mg, στοιχεία που δεν μπορούν να τεκμηριώσουν την κυτταροτοξική δράση του κεραμικού διπυριτικού λιθίου. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης αποδεικνύουν πως το κεραμικό διπυριτικού λιθίου δεν είναι ένα βιολογικά αδρανές υλικό και πως η ακτινοβόληση με λέιζερ χαμηλής ενέργειας έχει βιοδιεγερτική επίδραση στους HGFs προάγοντας των κυτταρικό πολλαπλασιασμό τους.
description: Lithium disilicate dental ceramics (LDC) have been introduced in clinical practice in order to fulfil the most challenging requirements in restorative aesthetic dentistry. Although, its optical and mechanical properties are of main importance to achieve an aesthetic all ceramic restoration, biocompatibility of LDC has not been extensively documented. On the other hand, the biostimulatory effect of Low Level Laser Irradiation (LLLI) on cell proliferation and soft tissue healing has been well documented. Aim of this study was to investigate the effect of LLLI on the biological effect of LDC on human gingival fibroblasts (HGFs).Three experimental groups of LDC samples were prepared according to the manufacturer instructions: Control, thermally treated samples(Thermo), thermally treated and irradiated samples(Thermo+LLLI). HGFs cultured without any LDC were used as additional control(Cells). A periodic immersion device with distilled water bath was used for the thermal cycling of the samples. HGFs(3×104 cells/well) were seeded in 24-well plates in direct contact with LDC. Four samples were prepared for each group and the experiments performed in triplicate. After 24h incubation, cells were irradiated with a diode laser(940nm; 0.2W) in a dark room at a standard position at 8J/ cm2 fluence. Cell viability proliferation was evaluated using a tetrazolium salt-based assay(MTT assay) 24h, 48h and 72h after the LLLI. Statistical analysis of the data was performed using LME(Linear Mixed Effects), LR(Likelihood Ratio) and Tukey's post hoc test. Morphology of HGF, cultured in contact with LDC samples, was evaluated by Scanning Electron microscopy-SEM. Moreover, quantification of live/dead cells immunofluorecent labeling was visualused by Confocal Microscopy. Furthermore, Inductively Coupled Plasma mass spectrometry (ICP) was performed on eluates from Control and Thermo samples. The mitochondrial activity of HGFs decreased significantly in Control group compared with the Cells group (***p≤0.001), suggesting that LDC had a negative biological effect on HGFs. Statistically significant decrease of mitochondrial activity of HGFs was recorded for the Thermo group (***p≤0.001) both with Control and Cells groups, suggesting that aging led to further decrease on HGF proliferation. In contrast, LLLI was shown to have a positive effect by increasing mitochondrial activity of HGFs.SEM and Confocal microphotographs corroborated the results from MTT assay. At SEM microphotographs Thermo+LLLI group cells were well spread and presented a typical morphology and an attractoid shape, while at Thermo group cells were rarely observed and presented a more flattened phenotype. Moreover, fluorecent staining at Confocal microphotographs revealed that EthiD1 possitive cells (dead cells) were depitched only at Thermo group. According to ICP the major elements that are found to be released are Si,P,Ca and Mg at concentrations which cannot be implicated for the observed cytotoxicity οf lithium disilicate. Under the limitations of this in vitro study,LDC had a negative effect on HGF proliferation, while this effect was counteracted by LLLI at 8J/cm2. The biostimulatory effect of LLLI on HGFs, reported in this experimental study could trigger further studies to investigate the underlying cellular and molecular mechanisms of LLLI effect on oral cells and to establish a clinical protocol for LLLI and soft tissue healing .