Изучение цитотоксичности наночастиц наполнителя композитного пломбировочного материала in vitro

Актуальность. На сегодняшний день в стоматологической практике широко используются композитные материалы, в состав которых в качестве наполнителя входят наноразмерные частицы диоксида кремния. Поскольку они обладают уникальными физико-химическими свойствами, то потенциальные биологические эффекты, оказываемые ими на клетки, ткани и организм в целом могут сильно отличаться от действий микроразмерных частиц. При длительной эксплуатации нанокомпозит подвергается механическому истиранию с выделением мелких частичек материала, в том числе и наночастиц, которые контактируют с различными клетками и тканями организма пациента. Поэтому для использования нанокомпозитов при объемных реставрациях необходимы дополнительные фундаментальные исследования биосовместимости и биобезопасности современных нанокомпозитных материалов.

Цель исследования —изучить в условиях in vitro цитотоксичность наночастиц диоксида кремния, выделяющихся при истирании стоматологического композитного материала.

Материал и методы. Истирание нанокомпозита 3MESPEFiltekUltimate имитировали на Стенде жевательных движений. Цитотоксичность исследуемого вещества определяли с использованием MTT-теста. Принцип метода основан на способности сукцинатдегидрогеназы, фермента мембраны митохондрий, восстанавливать желтую соль 3-[4,5-диметилтиазол-2-ил]-2,5-дифенилтетразолия бромид (МТТ) до кристаллов формазана фиолетового цвета, накапливающихся в результате этой реакции в цитоплазме живых клеток. Таким образом, по интенсивности накоп-ления кристаллов формазана в цитоплазме судили об уровне митохондриального дыхания клетки, что является показателем ее жизнеспособности. Количество образуемого формазана в клеточном монослое пропорционально соотносится с количеством живых клеток в исследуемом образце. Культуру А549 клеток с препаратом инкубировали при 37 °C в СО₂ инкубаторе в течение суток, после чего среду удаляли, в лунки вносили 200 мкл свежей ростовой среды, добавляли 20 мкл готового раствора МТТ (5 мг/мл). Опыты проводили в трех повторностях. После 4 ч инкубации ростовую среду с МТТ заменяли на ДМСО для растворения кристаллов формазана и инкубировали 20 мин. Оптическую плотность регистрировали при длине волны 540 нм на планшетном спектрофотометре Multiscan. Оценку результатов теста МТТ проводили путем сопоставления оптической плотности в опытных и контрольных лунках. По изменению оптической плотности судили о цитотоксической активности препарата. Достоверность разницы оптической плотности клеток в МТТ-тесте в опытных лунках по сравнению с контрольными определяли по t-критерию Стьюдента, достоверное различие принято при р<0,05.

Результаты. Средняя ингибиторная концентрация (IC50) исследуемого вещества — концентрация, которая на 50% подавляет способность клеток переводить соль тетразолия в формазан для клеток линии А549, составила 1,25 мг/мл. В лунках с концентрацией исследуемого вещества 0,009—0,156 мг/мл выживаемость клеток составила 94,9—98,9% соответственно. Значительное снижение митохондриальной активности начинается при концентрации частиц нанокомпозита 0,313 мг/мл. Внесение препарата до концентрации выше 0,156 мг/мл вызывает достоверное снижение митохондриальной активности клеток, при этом доля погибших клеток увеличивается с 16,4 до 81,1% соответственно.

Вывод. Учитывая возможное отрицательное влияние частиц нанокомпозита, выделяющихся при истирании материала, на клетки организма, целесообразно ограничить применение материала для тотальных реставраций окклюзионных поверхностей зубов, так как в этой области реставрации подвергаются большей механической нагрузке и истираются быстрее.