Ocena biologiczna in vitro nowych biomateriałów stomatologicznych

• Autorzy: Jaegermann Z. , Ciołek L. , Zaczyńska E. , Czarny A.

Warianty tytułu

EN

In vitro biological evaluation of new dental biomaterials

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Ponieważ znane jest działanie bakteriobójcze srebra i złota, podjęto próbę wytworzenia nowej grupy biomateriałów bakteriobójczych do stosowania w stomatologii odtwórczej, zawierających cząstki nanosrebra i nanozłota. Celem opisanych badań była ocena cytotoksyczności i aktywności przeciwbakteryjnej nowo wytworzonych biomateriałów. Do ich przygotowania zastosowano roztwory koloidalne srebra i złota, a także dodatek bioszkieł zawierających nanosrebro. Badania oparto na cemencie szkło-jonomerowym zarabianym wodą. Jako bioszkieł zawierających nanosrebro użyto dwóch rodzajów szkieł otrzymanych metodą zol-żel. Przeprowadzono badania podstawowych właściwości użytkowych wytworzonych cementów – czasu wiązania i wytrzymałości na ściskanie. Badania cytotoksyczności wykonano metodą bezpośredniego kontaktu zgodnie z normą ISO 10993-5. Badanie działania przeciwbakteryjnego przeprowadzono metodą rozcieńczeń z wykorzystaniem bakterii Pseudomonas aeruginosa oraz Staphylococcus aureus. Wyniki powyższych prac wykazały, że zastosowana metoda dotowania srebrem lub złotem cementów szkło-jonomerowych zarabianych wodą pozwala na otrzymanie materiałów wykazujących działanie przeciwbakteryjne w stosunku do pałeczki ropy błękitnej Pseudomonas aeruginosa oraz gronkowca złocistego Staphylococcus aureus. Wśród cementów najlepszymi właściwościami przeciwbakteryjnymi charakteryzowały się cementy GJ-S2/W-P0-Ag i GJ-S2/W-Ag, nieco gorsze działanie przeciwbakteryjne wykazywały materiały GJ-S2/W-Z8 i GJ-S2/W-Au, a najsłabsze - cement GJ-S2/W. Ponieważ badane materiały wykazywały cytotoksyczność w stopniu słabym lub umiarkowanym po 48 i 72 godzinach inkubacji, dlatego w dalszych badaniach należy wyjaśnić przyczyny cytotoksyczności tych materiałów. Chociaż otrzymane materiały wymagają udoskonalenia i optymalizacji, szczególnie w zakresie przygotowania proszków szkieł ze srebrem i właściwości użytkowych cementów, to otrzymane wyniki zachęcają do prowadzenia dalszych prac nad materiałami stomatologicznymi o działaniu przeciwbakteryjnym.

EN

Since the bactericidal effect of silver and gold is known, an attempt has been made to produce a new group of bactericidal biomaterials for use in restorative dentistry, containing nanoparticles of silver and gold. The aim of this research was to evaluate the cytotoxicity and antibacterial activity of newly produced biomaterials. Colloidal solutions of silver and gold, as well as the addition of nanosilver-containing bioglass were used for the preparation of these materials. The study was based on water-mixable glass-ionomer cement. Two types of glass, obtained by sol-gel method were used as nanosilver-containing bioglass. The basic performance properties of produced cements - setting time and compressive strength - were studied. Cytotoxicity assays were performed by a direct contact method, in accordance with ISO 10993-5 standard. The test of antimicrobial activity was performed using a dilution method, with Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. The results of the above work have shown that the method used to supplement water-mixable glass-ionomer cements with silver or gold allows to obtain materials with antibacterial properties against Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. Also, the addition of nanosilver and nanogold to cement did not cause significant changes in the level of cytotoxicity relative to the basic cement. The resulting materials, however, require improvement and optimization, particularly regarding the preparation of glass powders with silver and performance of cements. The obtained results encourage the further study of dental materials with antibacterial properties.

Słowa kluczowe

PL

biomateriały; cementy stomatologiczne; cytotoksyczność; bakteriobójczość

EN

biomaterials; dental cements; cytotoxicity; bactericidal

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 18, no. 131
• Strony: 32--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Jaegermann Z.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, ul. Postępu 9, 02-676 Warszawa

autor

Ciołek L.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, ul. Postępu 9, 02-676 Warszawa

autor

Zaczyńska E.

• Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN, ul. Rudolfa Weigla 12, 53-114 Wrocław

autor

Czarny A.

• Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN, ul. Rudolfa Weigla 12, 53-114 Wrocław

Bibliografia

• [1] Karaś J.: Materiały stosowane do odbudowy twardych tkanek zębowych - część I. Szkło i Ceramika 57(4) (2006) 9-13.
• [2] Di Nunzio S. Miola M., Vernè E., Massè A., Maina G., Fucale G.: Antibacterial behaviour of a silver-doped glass for bone surgery. European Cells and Materials 10(1) (2005) 22.
• [3] Kim T.N. Feng Q.L., Kim J.O., Wu J., Wang H., Chen G.C., Cui F.Z.: Antimicrobial effects of metal ions (Ag+, Zn2+ i Cu2+). Journal of Materials Science: Materials in Medicine 9(3) (1998) 129-134.
• [4] Iroha I.R., Amadi E.S., Orji J.O., Esimone C.O.: In vitro evaluation of the activity of colloidal silver concentrate against Pseudomonas aeruginosa isolated from postoperative wound infection. Scientific Research and Essay 3(5) (2008) 209-211.
• [5] Ciołek L., Karaś J., Olszyna A.: Badanie właściwości fizykochemicznych bioszkieł domieszkowanych srebrem wytworzonych metodą zol-żel. Prace ISCMOiB, 3 (2009) 13-25.
• [6] Blaker J.J., Nazhatb S.N., Boccaccini A.R.: Development and characterization of silver-doped bioactive glass-coated surfaces for tissue engineering and wound healing applications. Biomaterials 25(7-8) (2004) 1319-1329.
• [7] Salvin H.: Ionic silver – the powerful defense against viruses and other microbes. Health Freedom News 24(3) (2006) 1-7.
• [8] Clupper D.C., Hench L.L.: Bioactive response of Ag-doped tape cast Bioglass® 45S5 following heat treatment. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 12(10-12) (2001) 917-921.
• [9] Pal S, Tak YK, Song JM: Does the antibacterial activity of silver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticle? A study of the gram-negative bacterium Escherichia coli. Appl. Environ. Microbiol. 73, (2007) 1712-1720.
• [10] Mahendra Raii et al.: Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials. Biotechnology Advances 27 (2009) 76-83.
• [11] Rehab MA et al.: Rapid and sensitive microplate assay for screening the effect of silver and gold nanoparticles on bacteria. Nanomedicine 4 (2009) 637-643.
• [12] Karaś J., Ciołek L., Michałowski S.: Badania nad syntezą stomatologicznych cementów szkło-jonomerowych zarabianych wodą. Szkło i Ceramika 55(5) (2004) 28-32.
• [13] Ciołek L., Karaś J., Olszyna A, Zaczyńska E., Czarny A., Żywicka B.: Badania działania bakteriobójczego in vitro w funkcji czasu bioszkieł z układu SiO2 - Al2O3 dotowanych srebrem. Szkło i Ceramika 61(5) (2010) 34-38.

Uwagi

PL

Praca została sfinansowana ze środków na działalność statutową Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych w Warszawie.