N
O W O C Z E S N Y
T
E C H N I K
D
E N T Y S T Y C Z N Y
46
T E C H N I K A
D E N T Y S T Y C Z N A
Zasady oceny biozgodności
materiałów dentystycznych
jak szklane probówki czy płytki, poza
żywymi organizmami. Opierają się
na ocenie reakcji komórek, enzymów
czy innego wyizolowanego układu
biologicznego na badany materiał
lub jego składnik. Generalnie testy
in vitro można podzielić na te, które
mierzą cytotoksyczność lub wzrost ko-
mórek, procesy metaboliczne lub inne
funkcje komórki, oraz te które pozwa-
lają ocenić wpływ materiału na ko-
mórkowy kod genetyczny (2, 3, 4, 5).
Mają one znaczną przewagę nad po-
zostałymi rodzajami testów, ponieważ
można je przeprowadzić stosunkowo
szybko, przy niewielkich kosztach,
dobrej kontroli warunków doświad-
czenia, czyli wysokim stopniu standa-
ryzacji. Niewątpliwą wadą natomiast
jest ich kwestionowana wiarygodność
w aspekcie zastosowania w prakty-
ce klinicznej. W badaniach in vitro
brak bowiem oceny wpływu mecha-
nizmów obronnych funkcjonujących
w każdym żywym organizmie, które
mogą wydatnie zredukować uszka-
dzające działanie wprowadzonego
materiału. Uważa się zatem, że testy
in vitro nie mogą być jedynymi próba-
mi stosowanymi do całościowej oceny
biokompatybilności materiału.
Ocena cytotoksyczności
Ocenę cytotoksyczności uzyskuje się
poprzez porównanie liczby żywych
komórek hodowli lub ich namnaża-
nia przed i po ekspozycji na badany
materiał. Stopień cytotoksyczności
może być oceniany przez porówna-
nie oddziaływania danego materia-
W jamie ustnej dochodzi do znacznych
zmian temperatury: od bardzo niskich
podczas jedzenia lodów, do bardzo wy-
sokich w trakcie spożywania gorących
napojów i zup. Znacznym zmianom
ulega również pH, którego wartości
oznaczane w jamie ustnej mieszczą się
w zakresie od 0,5 do 8. Cyklicznie po-
wtarzający się proces żucia powoduje
natomiast nieustanne, zmieniające się
w zakresie 20-100 MPa, obciążenie
uzębienia, a także założonych w jamie
ustnej uzupełnień.
Opisane warunki, którym towarzy-
szą zmiany mikrobiologiczne i enzy-
matyczne, muszą nieuchronnie pro-
wadzić do degradacji i korozji ma-
teriałów stomatologicznych i z tego
powodu przyjmuje się, że w zasadzie
nie ma materiałów całkowicie obo-
jętnych. Uwalniane w procesach de-
gradacji produkty, którymi są głównie
jony metali lub fragmenty zdegrado-
wanych polimerów, mogą być toksycz-
ne dla tkanek lub wywoływać reakcje
alergiczne (1).
O
CENA
BIOKOMPATYBILNOŚCI
Ocenę biokompatybilności materia-
łów stomatologicznych prowadzi się
obecnie za pomocą testów, które dzie-
lą się na badania in vitro oraz testy
in vivo przeprowadzane na żywych
organizmach. Do badań in vivo należą
doświadczenia polegające na wszcze-
pianiu materiałów do tkanek oraz testy
zastosowania (ang. usage tests) obej-
mujące również badania kliniczne.
Testy in vitro są przeprowadzane
w naczyniach laboratoryjnych, takich
TITLE
The rules for evaluating the
biocompatibility of dental materials
SŁOWA KLUCZOWE
biozgodność,
testy in vivo, testy in vitro
STRESZCZENIE
Ocenę
biokompatybilności materiałów
stomatologicznych prowadzi się
obecnie za pomocą testów, które
dzielą się na badania in vitro i in vivo
przeprowadzane na żywych organizmach.
Badania in vivo polegają na wszczepianiu
materiałów do tkanek zwierzęcych,
a także jako testy zastosowania (ang.
usage tests) obejmujące również badania
kliniczne. Testy in vitro natomiast
są przeprowadzane w naczyniach
laboratoryjnych, poza żywymi
organizmami.
KEY WORDS
biocompatybility, in vivo
tests, in vitro tests
SUMMARY
Evaluation of a dental
materials biocompatibility is currently
carried out with the use of both in vitro
and in vivo tests which are performed
on living organisms. The in vivo
experiments can be carried out either
by implanting the material into animal
tissues or by the use of clinical trials
in humans. In vitro tests are performed
in laboratory dishes and do not involve
living organisms.
prof. dr hab. med. Honorata Shaw
1
, dr hab. n. med. Mariusz Pryliński
2
J
ama ustna jest oceniana
jako najbardziej
niegościnne środowisko
w całym organizmie. Wynika
to ze szczególnej funkcji,
jaką pełni, będąc początkiem
przewodu pokarmowego.
5
/ 2 0 1 2
47
T E C H N I K A
D E N T Y S T Y C Z N A
łu z tym, jakie wywołują materiały
wzorcowe. Jako wzorzec materiału
nietoksycznego stosowany jest teflon,
podczas gdy plastyfikowany polichlo-
rek winylu jest używany jako wzo-
rzec materiału toksycznego. Innym
sposobem oceny cytotoksyczności
jest test przepuszczalności błonowej
(ang. membrane permability) pozwa-
lający na określenie pod mikrosko-
pem ilości martwych i żywych komó-
rek za pomocą dodanego do hodowli
barwnika. Test ten oparty jest na za-
sadzie, że błona żywej komórki jest
bardziej przepuszczalna dla barwni-
ków aniżeli błona komórki martwej.
Cytotoksyczność można również oce-
nić poprzez obserwację metabolizmu
i funkcji komórek w hodowli. Mogą
to być testy mierzące syntezę DNA
lub syntezę różnych białek.
Badanie mutagenności
Badanie mutagenności polega na oce-
nie zdolności wpływania danego pro-
duktu na materiał genetyczny komó-
rek. Znanych jest obecnie kilka testów
oceniających tę właściwość. Jednym
z nich jest test Ames, w którym używa
się zmutowanego szczepu Salmonella
typ himurium, bakterii wymagającej
do życia egzogennej histydyny. Bakte-
rie rodzime nie wymagają obecności
tej aminy. Jeżeli zatem z hodowli zmu-
towanej bakterii zostanie usunięta hi-
stydyna i jednocześnie wprowadzo-
ny badany materiał, który spowoduje
przekształcenie mutanta w rodzimy
rodzaj bakterii, będzie to dowodem
na zdolność badanego materiału
do powodowania zmian w materia-
le genetycznym obecnej w hodowli
bakterii.
Testy
Ocena biokompatybilności na zwierzę-
tach jest zwykle prowadzona na ssa-
kach, takich jak myszy, szczury, chomi-
ki, a także na większych zwierzętach.
Badane materiały stosuje się w różny
sposób. Jednym z nich jest test draż-
nienia błony śluzowej, za pomocą któ-
rego ocenia się, czy materiał powoduje
zapalenie błony śluzowej. Testowany
materiał oraz pozytywny i negatywny
materiał kontrolny zostają umieszczo-
ne na błonie śluzowej policzka królika
lub chomika i po ustalonym okresie
obserwacji badaniem klinicznym oce-
nia się reakcję występującą na błonie
śluzowej, a także wykonuje prepara-
ty histologiczne z miejsc, do których
przylegały próbki materiałów.
Innym testem stosowanym na zwie-
rzętach jest skórny test uczuleniowy
przeprowadzany na świnkach mor-
skich, którym śródskórnie wstrzyku-
je się badane materiały, a następnie
umieszcza na skórze płatki adhezyj-
ne zawierające testowane substancje.
Jeżeli pierwotne wstrzyknięcie spo-
wodowało uczulenie, płatek wywoła
na skórze reakcję zapalną. Stopień
nasilenia reakcji oraz liczba zwierząt,
u których reakcja wystąpiła, stanowią
o alergenności badanego materiału.
Wszczepianie do tkanek zwie-
rzęcych wykorzystuje się do oceny
tych materiałów, które podczas ich
zastosowania klinicznego znajdą się
w kontakcie z tkankami znajdujący-
mi się pod skórą, jak kość, tkanka
łączna czy mięśniowa. Spośród ma-
teriałów stomatologicznych testom
tego typu poddaje się te, które będą
implantowane do kości, materiały
stosowane do wypełniania kanałów
korzeniowych lub leczenia tkanek
przyzębia. Implantowane materiały
są zwykle wprowadzane do tkanek
w tubkach z polietylenu na różny
okres, który może wynosić od 1 ty-
godnia do 2 lat, w zależności od tego,
czy ocenie podlega jedynie wywo-
łany proces zapalny, czy celem jest
również ocena zdolności do induko-
wania procesów nowotworzenia.
Testy zastosowania różnią się
od poprzednich tym, że badany ma-
teriał zostaje zastosowany w taki spo-
sób i w takich warunkach, do jakich
został zaprojektowany w warunkach
klinicznych. Wiarygodność tego typu
testów zależy od stopnia prawdopo-
dobieństwa naśladowania warunków,
w jakich materiał będzie funkcjono-
wał w jamie ustnej w aspekcie czasu,
umiejscowienia, środowiska i tech-
niki zakładania. Stąd testy zastoso-
wania przeprowadzane są na dużych
zwierzętach lub u ludzi biorących
w nich udział ochotniczo i noszą
wtedy nazwę badań klinicznych. Ba-
dania kliniczne są uznawane za złoty
standard badań nad biokompatybil-
nością, ale ich znaczącymi wadami
są bardzo wysoki koszt, długi czas
trwania, problemy etyczne i prawne
związane z ich zastosowaniem, a tak-
że trudności w utrzymaniu jednoli-
tych warunków doświadczenia i in-
terpretacji uzyskanych wyników.
KONTAKT
1
Emerytowany profesor
Uniwersytetu Medycznego
im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu
²Kierownik Zakładu Technik i Technologii
Dentystycznych Uniwersytetu Medycznego
im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu
Piśmiennictwo dostępne na
www.technik.elamed.pl.