Hodnocení materiálů pro implantologii a hojení ran – Mgr. Veronika PIVODOVÁ

Anotace:

Materiál pro dentální implantáty by měl být biokompatibilní, netoxický a neměl by vyvolávat žádné alergické reakce. Nejvíce používaným materiálem je v současnosti titan, a to především díky jeho výborným mechanickým vlastnostem, dobré odolnosti vůči korozi a dobré biotoleranci. Dentální implantát je v kontaktu jak s měkkou, tak tvrdou tkání a je proto důležité, aby co nejlépe vyhovoval oběma. Z tohoto důvodu je dnes povrch titanových materiálů různě chemicky modifikován a hledá se nejlepší modifikace, která bude vhodná pro klinické využití. První část předkládané práce je zaměřená na studium biokompatibility šesti různých modifikací titanových materiálů. Byl studován jejich vliv na tvorbu bakteriálního biofilmu, adhezi, diferenciaci a apoptózu gingiválních fibroblastů a osteoblastů. Data potvrdila biokompatibilitu všech testovaných materiálů, které nevykazovaly žádný cytotoxický účinek na buňky. Dále bylo potvrzeno, že důležité parametry povrchu, kterými jsou drsnost, smáčivost a elektrický náboj, korelují s buněčnou i bakteriální adhezí. Na základě výsledků lze říci, že pro úspěšnost implantátu je důležitá kombinace jak fyzikální, tak i chemické modifikace. Druhá část byla zaměřena na zavedení experimentálního modelu hojení ran in vitro s využitím keratinocytů. Hojící proces se skládá ze tří různých fází. 1) Počáteční zánětlivá fáze je charakterizovaná zejména srážením krve a chemotaxí zánětlivých buněk. 2) Další fáze, proliferační, je stimulována produkcí cytokinů a migrací keratinocytů přes ránu. 3) V poslední fázi hojení dochází ke kontrakci rány a tvorbě jizvy. Model byl použit pro porovnání toxicity různých forem stříbra a zlata. Oba ušlechtilé kovy jsou využívány při léčbě poranění kůže. Stříbro především díky svým antimikrobiálním vlastnostem a u zlata byly popsány protizánětlivé účinky, které se s přídavkem antioxidantů zesilují. Avšak u obou sloučenin kovů jsou diskutovány nežádoucí toxické účinky. Z tohoto důvodu byla sledována jejich cytotoxita na keratinocyty a exprese proteinů podílejících se na procesu hojení. Na použitém modelu se cytotoxické účinky projevily pouze u koncentrací iontového stříbra vyšších než 3,7 ppm. Výsledky předkládané práce zároveň ukazují, že iontové stříbro v subtoxických koncentracích by mohlo podporovat hojení. Sledované parametry MMP-1,-3,-10 a kolagen I, které se podílí na procesu hojení, byly u iontového stříbra zvýšeny. Současně byly u všech materiálů pozorovány protizánětlivé účinky, prokázané snížením prozánětlivého cytokinu IL-6. …víceméně

Abstract:

Material for dental implants should be biocompatible, nontoxic and should not induce any allergic reaction. Currently, titanium is the most commonly used material for dental implant because it has excellent mechanical properties, corrosion resistance and good biocompatibility. Dental implants are in the contact with soft tissue and bone, therefore materials used in dental implants should suit both tissues. As numerous chemical modifications to the surface of titanium exist, the ones most suitable for clinical use are sought. The first part of this thesis is focused on a biocompatibility study of six different modifications of titanium materials. Their influence on the formation of bacterial biofilm, adhesion, differentiation and apoptosis of gingival fibroblasts and osteoblasts was studied. Data confirmed the biocompatibility of all tested materials, which showed no cytotoxic effect on cells. It was also confirmed that the critical surface parameters, including roughness, wettability and electric charge correlate with cellular and bacterial adhesion. The results suggest that combination of physical and chemical modifications are very important to an implant. The second part of thesis is aimed to establish an experimental model of inflammation in vitro by using human epidermal keratinocytes. The healing process consists of the three distinct phases. 1) The initial inflammatory phase is characterized by a particular clotting and chemotaxis of inflammatory cells. 2) The next phase, proliferation and keratinocyte migration over the wound is stimulated by cytokine production. 3) Contraction of the wound and scar formation occur in the last stage of healing. The model was used to compare the toxicity of various forms of silver and gold. Both precious metals are used in the treatment of skin injury. Silver is mainly used due to its antimicrobial activity and it has been reported that gold has an anti-inflammatory activity which is increased with the addition of antioxidants. However, both metals discussed posses undesirable effects. Therefore, the cytotoxicity on the keratinocytes and the expression of proteins involved in the healing process was monitored. In the used model, cytotoxic effects were observed only at concentrations of ionic silver above 3,7 ppm. The results of present study also show that ionic silver in subtoxic concentrations could promote healing. The monitored parameters MMP-1,-3,-10 and collagen I that are involved in the healing process were increased at ionic silver. At the same time all materials demonstrated anti-inflammatory effects because decreased levels of proinflammatory cytokine IL-6. …víceméně