Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Industrial materials >> bahan nano

Biokompatibilitas Bahan Nano-Glass-Zirconia Bertingkat Gigi Setelah Penuaan

Abstrak

Sistem nano-kaca/zirkonia (G/Z) bertingkat telah dikembangkan melalui infiltrasi nano-kaca ke permukaan nano-zirkonia, yang menguntungkan untuk ikatan veneer inti yang kuat. Masalah penuaan adalah kunci untuk yttrium-stabilized tetragonal zirconia polycrystals (Y-TZPs), dan oleh karena itu, perlu untuk mengevaluasi pengaruh degradasi penuaan pada biokompatibilitas sistem G/Z sebelum kemungkinan aplikasi klinisnya. Di sini, pengujian biokompatibilitas tersebut dilakukan dengan fibroblas gingiva manusia (HGF) yang diunggulkan ke G/Z dan Y-TZP yang tidak berumur/berumur selama 2–72 jam. Penilaian termasuk tes iritasi selaput lendir mulut dalam hubungannya dengan analisis viabilitas sel, adhesi sel, dan respon stres oksidatif. Penurunan metabolisme yang signifikan pada sel tua yang dirawat dengan G/Z dan Y-TZP diamati pada 72 jam. G/Z tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam viabilitas sel dibandingkan dengan Y-TZP selama 72 jam baik sebelum dan setelah penuaan. Data stres oksidatif untuk sel tua yang dirawat dengan G/Z- dan Y-TZP menunjukkan peningkatan yang signifikan pada 72 jam. Spesimen G/Z tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam produksi ROS dibandingkan dengan Y-TZP selama 72 jam baik sebelum dan setelah penuaan. Tingkat adhesi sel dari G/Z dan Y-TZP meningkat secara signifikan setelah penuaan. Tingkat adhesi sel G/Z dan Y-TZP tidak berbeda nyata sebelum dan sesudah penuaan. Menurut uji iritasi selaput lendir mulut, skor untuk pengamatan makroskopik dan mikroskopis untuk kedua sisi G/Z tua dan G/Z yang tidak tua adalah 0, menunjukkan tidak ada iritasi yang diakibatkannya.

Kesimpulan

Biokompatibilitas yang sangat baik dari G/Z menunjukkan bahwa ia memiliki potensi untuk aplikasi klinis di masa depan.

Latar Belakang

Keramik berbasis zirkonia gigi (misalnya, polikristal zirkonia tetragonal yang distabilkan dengan itrium 3 mol% (3Y-TZPs)) menunjukkan kekuatan mekanik yang sangat baik dan ketahanan patah yang unggul karena mekanisme ketangguhan transformasi yang melekat, dan mereka banyak digunakan untuk pembuatan perangkat prostetik [ 1]. Bahan inti zirkonia biasanya dilapisi dengan porselen pelapis tembus cahaya untuk menutupi tampilan buramnya. Namun, restorasi zirkonia berlapis cenderung gagal; chipping dan delaminasi keramik veneer telah dilaporkan sebagai alasan paling sering untuk kegagalan restorasi berbasis zirkonia [2, 3]. Terkelupas dan delaminasi keramik pelapis dilaporkan sebagai hasil dari ketidaksesuaian koefisien ekspansi termal dan modulus elastisitas antara inti zirkonia dan keramik pelapis [4]. Akibatnya, dalam penelitian kami sebelumnya, kami memperkenalkan konsep baru untuk peningkatan ikatan inti-veneer dengan menginfiltrasi kaca berukuran nano modulus rendah dengan koefisien ekspansi termal yang sesuai ke dalam permukaan zirkonia yang disinter dari partikel nano-zirkonia, sehingga menghasilkan gradasi elastis sistem nano-kaca/zirkonia (G/Z). Kekuatan ikatan sistem G/Z dengan pelapisan porselen terbukti tiga kali lipat lebih tinggi daripada sistem berbasis zirkonia konvensional [4].

Penuaan Y-TZP diakui dengan baik. Penuaan Y-TZP dapat diinduksi oleh lingkungan oral, dengan paparan kelembaban, beban mekanis, dan suhu rendah, yang mengakibatkan kekasaran permukaan, microcracks, dan pelepasan partikel Y-TZP ke dalam tubuh [5, 6]. Dengan adanya kelembaban dan suhu rendah, transformasi fase zirkonia tetragonal menjadi monoklinik (t-m) dapat dipicu. Ekspansi volumetrik kristal menghasilkan tegangan lokal dan retakan mikro di permukaan material, memungkinkan air untuk lebih menembus bagian dalam material, menyebabkan transformasi fase tambahan dan mengakibatkan degradasi sifat mekanik [7,8,9]. Selain itu, sekarang diketahui secara luas bahwa sifat fisikokimia suatu biomaterial seperti kekasaran permukaan dan komposisi kimia memiliki pengaruh terhadap biokompatibilitasnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan evaluasi pengaruh degradasi penuaan terhadap biokompatibilitas G/Z.

Zhang dkk. [10, 11] kaca menyusup ke dalam substruktur zirkonia padat dan mengembangkan komposit kaca-zirkonia bergradasi dengan sifat mekanik yang unggul. Namun, biokompatibilitas komposit kaca-zirkonia bergradasi tidak diketahui, terutama dengan pertimbangan fenomena penuaan.

Akibatnya, pengujian biokompatibilitas sistem G/Z yang baru dikembangkan sangat penting untuk aplikasi klinisnya karena penambahan bahan kaca dan perubahan struktural yang diakibatkannya. Induksi sistem G/Z dapat memberikan solusi untuk kegagalan restorasi berbasis zirkonia dan dengan demikian meningkatkan tingkat keberhasilannya. Oleh karena itu, pengujian biokompatibilitas sistem G/Z sebelum dan sesudah penuaan akan memberikan pedoman keamanan hayati untuk aplikasi klinis G/Z.

Dalam penelitian ini, biokompatibilitas sistem G/Z sebelum dan sesudah penuaan dievaluasi. Penilaian melibatkan uji iritasi selaput lendir mulut dalam hubungannya dengan analisis viabilitas sel, morfologi sel, adhesi sel, dan respons stres oksidatif.

Metode

Persiapan Spesimen

Y-TZP adalah bahan biokompatibel yang telah disetujui untuk aplikasi klinis, dan di sini, spesimen Y-TZP ditetapkan sebagai kelompok kontrol. Semua spesimen diproduksi sebagai pelat seragam (1,5 × 1,5 × 0,2 cm). ISO 13356 menjelaskan evaluasi spesimen yang diuji dengan geometri yang disederhanakan (batang pembengkok) dan permukaan yang dipoles.

Persiapan Spesimen G/Z

Bubuk kaca digiling sampai partikel berukuran nano diperoleh dengan instrumen penggilingan nanometer (Emax, Retsch, Haan, North Rhine-Westphalia, Jerman). Komponen utama dan persentase (> 1 wt%) dari kaca infiltrasi tercantum dalam Tabel 1 [4]. Serbuk zirkonia yang distabilkan dengan itrium (5,18 berat Y2 O3 , TZ-3Y-E kelas; Tosoh, Tokyo, Prefektur Tokyo, Jepang) dikompresi di bawah tekanan uniaksial 150 MPa selama 2 menit dan kemudian disinter sebagian pada 1350 °C selama 2 jam dalam tungku meredam. Oksida yang diinginkan digiling menjadi bubuk 200 mesh. Spesimen substrat Y-TZP dipresinter pada 1200 °C selama 2 jam, membentuk struktur berpori. Bubur kaca yang meleleh diaplikasikan ke permukaan atas spesimen substrat berpori Y-TZP yang telah dipresinter. Spesimen yang dilapisi kemudian diinfiltrasi pada 1350 °C selama 2 jam untuk menghasilkan struktur kaca-zirkonia bergradasi. Infiltrasi dan densifikasi kaca dilakukan secara bersamaan.

Persiapan Spesimen Y-TZP

Kosong Y-TZP (Weiland, Weiland Dental, Pforzheim, Baden-Württemberg, Jerman) dirancang, digiling, dan disinter hingga kepadatan penuh menggunakan sistem CAD/CAM (Zenostar, Weiland Dental, Pforzheim, Baden-Württemberg, Jerman).

Budaya Sel

Fibroblas gingiva manusia (HGF) dikultur dalam medium Eagle yang dimodifikasi Dulbecco (DMEM, Nutrient Mixture F-12) yang mengandung 10% serum janin sapi, 1% penisilin/streptomisin, 1% l-glutamin, dan 1% asam amino non-esensial dalam atmosfer yang dilembabkan dengan 5% CO2 pada 37 °C. Media diganti setiap 3 hari. Sel dikeluarkan dari cawan kultur dengan membilasnya dalam phosphate-buffered saline (PBS) dan diinkubasi dalam larutan trypsin-EDTA. Sel diunggulkan pada setiap substrat uji pada 1 × 10 5 sel/mL dalam media yang sama untuk semua pengujian.

Penuaan

Untuk merangsang kondisi pengunyahan, penuaan mekanis dilakukan dalam air liur buatan pada 37 °C, dan beban diterapkan menggunakan perlengkapan lentur tiga titik pada frekuensi 2 Hz. Profil penuaan berikut digunakan:beban 80 N dan 10 5 siklus untuk semua spesimen [12, 13].

Viabilitas Sel

Kelangsungan hidup HGF setelah paparan G/Z dan Y-TZP yang tidak berumur dan tua ditentukan pada 2, 24, 48, dan 72 jam (waktu paparan) menggunakan alamarBlue ® assay garam sebagai larutan 10% dalam DMEM. Sebelum uji uji, semua spesimen dikeluarkan dari HGF, lalu 500 μL alamarBlue ® pewarna ditambahkan, diikuti dengan inkubasi selama 4 jam. Aliquot (100 μL) dituang ke dalam cawan kultur sel 96-sumur, dan intensitas fluoresensi ditentukan pada panjang gelombang eksitasi (530 nm) dan emisi (580 nm) dengan Spektrofotometer Microplate Synergy™ H4 (BioTek, Winooski, Vermont, USA). Semua percobaan dilakukan dalam rangkap tiga pada tiga kesempatan. Viabilitas sel dihitung sebagai berikut:viabilitas (%) = (penyerapan sumur yang dirawat) / (penyerapan sumur kontrol).

Tekanan Oksidatif

Tingkat spesies oksigen reaktif (ROS) dari HGF yang diobati dengan G/Z- dan Y-TZP sebelum dan sesudah penuaan diidentifikasi dengan chemiluminescence menggunakan Reactive Oxygen Species Assay Kit (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute, Nanjing, Jiangsu).

Adhesi Sel

HGF dikultur selama 2 jam pada permukaan spesimen G/Z dan Y-TZP sebelum dan setelah penuaan. Setelah fiksasi, inti sel diwarnai dengan 4′,6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI) (Yeasen, Shanghai, Distrik Shanghai, Cina). Gambar diperoleh dengan mikroskop fluoresensi LSM 510 terbalik (Carl Zeiss, Jena, Tuttlingen, Jerman). Sel yang melekat dianalisis di area yang dipilih secara acak dalam lima bagian (450 μm × 450 μm) pada perbesaran × 200. Tingkat adhesi sel ditentukan melalui jumlah sel yang melekat dibagi dengan jumlah total sel yang diunggulkan.

Morfologi Sel

HGF dibiakkan selama 2 jam pada permukaan spesimen G/Z yang tidak berumur dan yang sudah tua sebelum dan sesudah penuaan. Setelah fiksasi, sel-sel diwarnai untuk filamen aktin (F-aktin) menggunakan rhodamin phalloidin (1:100 dalam 3% BSA di PBS). Gambar diperoleh dengan mikroskop fluoresensi LSM 510 terbalik (Carl Zeiss, Jena, Tuttlingen, Jerman). Sampel dipasang pada kaca penutup menggunakan DAPI (Yeasen, Shanghai, Shanghai District, Cina) untuk visualisasi inti sel. Morfologi sel pada permukaan G/Z dan Y-TZP sebelum dan sesudah penuaan juga diamati melalui pemindaian mikroskop elektron (SEM) dengan XL-30 ESEM (Philips, Eindhoven, North Brabant, Belanda).

Tes Iritasi Membran Mukosa Mulut

Uji iritasi selaput lendir mulut dilakukan sesuai dengan standar kedokteran YY/T 0127.13-2009 Republik Rakyat Tiongkok. Sepuluh tikus jantan Wistar dipilih untuk pengujian ini. Spesimen G/Z yang sudah tua ditempatkan dalam satu kantong pipi untuk masing-masing hewan sebagai bahan uji, sedangkan spesimen G/Z yang tidak berumur ditempatkan di sisi kontralateral sebagai kontrol. Hewan dikorbankan setelah 2 minggu, dan kantong diperiksa secara makroskopik setelah disk dikeluarkan. Analisis histologis mukosa bukal selanjutnya dilakukan pada cryosection yang diwarnai dengan hematoxylin dan eosin. Nilai rata-rata untuk semua pengamatan makroskopik dan mikroskopis diperoleh. Rata-rata kelompok kontrol dikurangi dari rata-rata kelompok uji untuk menghasilkan indeks iritasi.

Analisis Statistik

Analisis varians satu arah (ANOVA) digunakan untuk data viabilitas sel yang dikumpulkan (semua waktu pemaparan), stres oksidatif, dan tingkat adhesi sel untuk penilaian spesimen gigi individu (SPSS 22.0; SPSS Inc., Chicago, IL, USA ).

Hasil

Struktur Lapisan Bertingkat

Ketebalan lapisan bergradasi dikontrol menjadi sekitar 0,9-1,0 mm. Struktur dan gambar SEM dari sistem G/Z ditunjukkan pada Gambar. 1a, b. Gambar 1a, b menggambarkan morfologi yang terdiri dari sisa-sisa kaca, butiran zirkonia berlapis kaca, dan rongga intergranular, yang menciptakan morfologi permukaan yang ideal untuk meningkatkan kekuatan ikatan inti-veneer. Selanjutnya, analisis EDS dari lapisan bergradasi ditunjukkan pada Gambar 1c, menunjukkan dengan bertambahnya jarak dari permukaan, kandungan elemen Zr meningkat sedangkan kandungan elemen Si, Al, dan La menurun. Detail telah dijelaskan dalam penelitian kami sebelumnya [4].

Sifat fisik dan kimia G/Z. a diagram struktur. b gambar SEM. c Analisis EDS dari lapisan bergradasi fungsional

Viabilitas Sel

Penurunan metabolisme yang signifikan pada sel tua yang diobati dengan G/Z dan Y-TZP diamati pada 72 jam (P < 0,00001) (Gbr. 2a). Tidak ada penurunan metabolisme yang signifikan pada sel tua yang diobati dengan G/Z yang diamati pada 2 jam (P = 0.47), 24 jam (P = 0,82), dan 48 j (P = 0.53) (Gbr. 2a). Tidak ada penurunan metabolisme yang signifikan pada sel tua yang diobati dengan Y-TZP yang diamati pada 2 jam (P = 0.82), 24 jam (P = 0,32), dan 48 j (P = 0.54) (Gbr. 2a). Spesimen G/Z tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam viabilitas sel dibandingkan dengan Y-TZP pada 2 jam (P = 0.94), 24 jam (P = 0.86), 48 j (P = 0.68), dan 72 j (P = 0.61) paparan sebelum penuaan. Spesimen G/Z tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam viabilitas sel dibandingkan dengan Y-TZP pada 2 jam (P = 0,98), 24 jam (P = 0,54), 48 j (P = 0,73), dan 72 j (P = 0.50) paparan setelah penuaan.

Biokompatibilitas G/Z dan Y-TZP sebelum dan sesudah penuaan. Data mewakili mean ± SD, n =5. a Kelangsungan hidup sel HGF yang dirawat dengan spesimen berumur dan tidak berumur. b Produksi Ros HGF yang dirawat dengan spesimen berumur dan tidak berumur. c Tingkat perekat sel dari HGF yang dirawat dengan spesimen berumur dan tidak berumur. Signifikansi versus kelompok kontrol: # P <0,01; * P <0,05

Tekanan Oksidatif

Data stres oksidatif untuk sel tua yang diberi perlakuan G/Z dan Y-TZP menunjukkan peningkatan yang signifikan pada 72 jam (P < 0,00001, Gbr. 1b). Sebaliknya, sel tua yang diobati dengan G/Z tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam produksi ROS pada 2 jam (P = 0,91), 24 jam (P = 0.42), dan 48 j (P = 0.62). Selain itu, sel tua yang diberi perlakuan Y-TZP tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam produksi ROS pada 2 jam (P = 0,07), 24 jam (P = 0.40), dan 48 j (P = 0,53). Spesimen G/Z tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam produksi ROS dibandingkan dengan Y-TZP pada 2 jam (P = 0,16), 24 jam (P = 0,79), 48 j (P = 0,14), dan 72 j (P = 0.43) paparan sebelum penuaan. Spesimen G/Z tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam produksi ROS dibandingkan dengan Y-TZP pada 2 jam (P = 0.27), 24 jam (P = 0.17), 48 j (P = 0,07), dan 72 j (P = 0,15) paparan setelah penuaan.

Adhesi Sel

Tingkat adhesi sel G/Z dan Y-TZP meningkat secara signifikan setelah penuaan (Gbr. 2c). Tingkat adhesi sel dari G/Z dan Y-TZP yang tidak mengalami penuaan tidak berbeda secara signifikan (P = 0.71) (Gbr. 2c). Tingkat adhesi sel usia G/Z dan Y-TZP tidak berbeda secara signifikan (P = 0.71) (Gbr. 2c). Tingkat adhesi sel G/Z dan Y-TZP tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan setelah penuaan (P < 0,00001) (Gbr. 2c). Foto karakteristik adhesi sel pada Y-TZP dan G/Z sebelum dan setelah penuaan ditunjukkan pada Gambar. 3a–d.

Adhesi sel ke G/Z dan Y-TZP sebelum dan sesudah penuaan. a Usia G/Z. b G/Z Tidak Berumur. c berusia Y-TZP. d Y-TZP Tidak Berumur

Morfologi Sel

Gambar fluoresensi pada waktu inkubasi yang berbeda menunjukkan bahwa sel melekat pada permukaan G/Z; namun, penyebarannya lebih besar pada permukaan G/Z yang sudah tua (Gbr. 4a–c), di mana sel-selnya rata dan menyebar dengan baik dengan bentuk poligonal.

Perlekatan, penyebaran, dan morfologi HGF pada G/Z sebelum dan sesudah penuaan diamati dengan mikroskop fluoresensi. a , b Usia G/Z. c G/Z Tidak Berumur. Sel dikultur selama 72 jam pada substrat lalu difiksasi dan diwarnai untuk aktin berfilamen (F-aktin, merah) dan inti (biru)

Gambar SEM menunjukkan bahwa sel-sel yang dikultur pada permukaan G/Z tua dan tidak tua sangat rata dengan ekstensi atau badan memanjang dan banyak mikrovili (Gbr. 5a, b). Inti bulat dapat diamati, mengkonfirmasi perlekatan penyebaran sitoplasma sel ke permukaan spesimen (Gbr. 5a).

Mikrograf SEM morfologi HGF pada G/Z sebelum dan setelah penuaan 72 jam pasca kultur. a Usia G/Z. b G/Z Tidak Berumur. Perbesaran asli:× 2000

Tes Iritasi Membran Mukosa Mulut

Skor untuk pengamatan makroskopik untuk pengujian dan sisi kontralateral adalah 0, menunjukkan tidak ada iritasi yang diakibatkannya. Selain itu, skor dari evaluasi mikroskopis untuk kedua sisi adalah 0, menunjukkan tidak ada reaksi iritasi yang nyata. Gambar 6a, b menunjukkan bahwa tidak ada perubahan histopatologi yang diamati pada mukosa bukal yang diobati dengan G/Z yang tidak berumur dan G/Z yang sudah tua.

Pemeriksaan patologis mukosa yang diobati dengan G/Z usia (a ) dan G/Z yang belum dewasa (b )

Diskusi

Bahan logam keramik semakin digantikan oleh bahan bebas logam karena pelepasan ion logam telah banyak dibahas. Berbagai ion logam termasuk perak [14], emas [15], titanium [16], dan nikel [17] dari prostesis gigi dapat dilepaskan ke dalam air liur dan plasma. McGinley dkk. bahkan melaporkan bahwa ion Ni terdifusi dari paduan Ni-Cr gigi dapat menyebar ke seluruh jaringan epitel ke lamina basal dan selanjutnya ke seluruh matriks ekstraseluler, yang mengakibatkan hilangnya viabilitas sel dan integritas jaringan [18]. Studi saat ini sebagian besar berfokus pada pengembangan dan peningkatan semua bahan keramik. Oleh karena itu, G/Z diperkenalkan dalam penelitian kami sebelumnya [4] untuk peningkatan tingkat keberhasilan bahan berbasis zirkonia. Namun, biokompatibilitas sistem G/Z dengan pertimbangan penuaan tidak diketahui. Tes biokompatibilitas dan kontrol moderat sangat penting. Akibatnya, serangkaian tes biokompatibilitas dilakukan dan dibandingkan dengan standar emas , Y-TZP, dengan pertimbangan penuaan. Selanjutnya, topografi permukaan serta sifat fisik dan kimia telah terbukti berpengaruh untuk adhesi sel dan viabilitas oleh penelitian [19]. Oleh karena itu, semua spesimen dihaluskan dan dipoles hingga mencapai kekasaran permukaan klinis.

Penurunan metabolisme yang signifikan pada sel tua yang dirawat dengan G/Z dan Y-TZP diamati pada 72 jam (Gbr. 2a), membuktikan bahwa penuaan menurunkan proliferasi sel untuk G/Z dan Y-TZP. Pengaruh penuaan pada biokompatibilitas bahan zirkonia masih kontroversial. Sebuah studi sebelumnya melaporkan penurunan biokompatibilitas zirkonia setelah penuaan [20]. Sementara itu, penelitian terbaru membuktikan peningkatan biokompatibilitas zirkonia tua [21]. Pengaruh penuaan yang berbeda pada biokompatibilitas mungkin dihasilkan dari prosedur penuaan yang berbeda, termasuk siklus, suhu, beban, dan frekuensi [22]. Pengaruh penuaan pada perubahan sifat fisik dan kimia zirkonia tergantung pada agresivitas prosedur penuaan untuk degradasi zirkonia. Untuk mensimulasikan kondisi intra-oral jangka panjang, prosedur penuaan yang digunakan dalam penelitian ini didasarkan pada parameter klinis, seperti beban dan frekuensi gigitan, penggunaan lingkungan yang lembab, dan suhu tubuh manusia [22].

Viabilitas sel bergantung pada aktivitas mitokondria. Penurunan proliferasi sel dan peningkatan produksi ROS mungkin dikaitkan dengan penyebaran ion yang menyebar ke seluruh jaringan epitel ke lamina basal dan selanjutnya ke seluruh matriks ekstraseluler, yang mengakibatkan hilangnya viabilitas sel dan integritas jaringan [6, 23].

Tingkat adhesi sel G/Z dan Y-TZP meningkat setelah penuaan (Gbr. 2c). Foto karakteristik adhesi sel pada Y-TZP dan G/Z sebelum dan sesudah penuaan ditunjukkan pada Gambar 3a–d. Pengamatan yang tepat dari perlekatan sel pada G/Z dilakukan. Pewarnaan fluoresen berlabel ganda (Gbr. 4a, b) dan tampilan SEM (Gbr. 5a, b) menunjukkan bahwa sel yang dikultur pada G/Z tua dan tidak berumur diratakan dan menyebar dengan baik.

Adhesi sel tergantung pada sifat fisikokimia biomaterial. Diakui dengan baik bahwa migrasi dan adhesi adalah parameter biologis yang tidak selalu terkait secara langsung. Sel dapat bermigrasi perlahan dengan adhesi yang sangat tinggi [24, 25]. Al Qahtani dkk. [26] juga melaporkan bahwa permukaan sandblasted Y-TZP menunjukkan adhesi sel yang lebih tinggi tetapi proliferasi sel yang rendah ketika diinkubasi dengan osteoblas Saos-2. Keterbasahan permukaan merupakan faktor yang juga menentukan preferensi adhesi sel, melalui pengaturan jumlah protein yang teradsorpsi pada permukaan [27]. Dilaporkan bahwa sel-sel pada permukaan superhidrofilik bahkan mulai berproliferasi segera setelah adhesi selesai, dan fenomena ini sangat terkait dengan tingginya jumlah protein yang teradsorpsi pada permukaan hidrofilik [28]. Abrasi penuaan pada G/Z dan Y-TZP memberikan permukaan kasar dengan keterbasahan yang kuat, memungkinkan adhesi sel yang kuat. Jenis permukaan ini akan optimal untuk adhesi gingiva di sekitar permukaan penyangga gigi. Sebaliknya, permukaan halus memberikan sifat adhesi terbatas pada bahan, yang sesuai untuk permukaan yang dirancang untuk mencegah pembentukan biofilm di lingkungan septik mulut [29]. Sebagai bahan protesa gigi, abrasi penuaan G/Z dan Y-TZP meningkatkan kemungkinan pembentukan biofilm. Tingkat adhesi sel G/Z dan Y-TZP tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan sebelum dan setelah penuaan (Gbr. 2c). Temuan ini membuktikan bahwa G/Z dan Y-TZP menunjukkan sifat perlekatan sel yang serupa sebelum dan sesudah penuaan, menunjukkan sifat biologis permukaan G/Z yang menjanjikan.

Tes iritasi in vivo sangat penting untuk aplikasi jangka panjang perangkat medis mulut. Di sini, tidak ada perubahan patologis makroskopik atau mikroskopis yang diamati untuk mukosa yang diobati dengan G/Z (Gbr. 6a, b).

Keberadaan m . dalam jumlah besar -ZrO2 dapat mengakibatkan penurunan kekuatan zirkonia. Biokompatibilitas yang andal dari sistem G/Z mungkin dikaitkan dengan perubahan fase kecil selama prosedur infiltrasi, yang dibuktikan dalam penelitian kami sebelumnya [4]. Studi lain membuktikan ketahanan penuaan yang adil dari bahan Y-TZP yang disusupi. Inokoshi dkk. [30] melaporkan bahwa Al2 O3 -Y-TZP yang terinfiltrasi stabil secara hidrotermal setelah penuaan berkat jumlah c-ZrO2 yang tinggi fase di permukaan interlayer, meskipun memiliki fraksi volume monoklinik awal yang lebih tinggi dibandingkan dengan Y-TZP.

Beberapa penelitian mengkonfirmasi biokompatibilitas yang andal dari komposisi kaca-zirkonia. Sel mirip osteoblas L-929 fibroblast dan Saos-2 menunjukkan adhesi dan proliferasi yang baik pada permukaan HAp-Al2 O3 -ZrO2 (FGM), menunjukkan biokompatibilitas yang baik dari FGM [31]. Segelas (Na2 O-SiO2 -B2 O3 -CaO)-Hap-ZrO2 bahan implan menunjukkan ikatan yang lebih baik dengan tulang daripada bahan implan titanium setelah periode implantasi 3 bulan di tulang kaki anjing [32]. Li dkk. melaporkan bahwa bahan kaca-zirkonia menunjukkan bioaktivitas yang baik dan tidak ada sitotoksisitas [33]. Studi terbaru melaporkan komposisi kaca-zirkonia bergradasi padat dengan sifat mekanik dan estetika yang menjanjikan [10, 11, 34]. Namun, biokompatibilitas komposisi kaca-zirkonia bertingkat tidak dilaporkan.

Kesimpulan

Menurut uji iritasi selaput lendir mulut dalam hubungannya dengan analisis viabilitas sel, adhesi sel, morfologi sel, dan respon stres oksidatif, biokompatibilitas G/Z sebanding dengan Y-TZP baik sebelum dan sesudah penuaan. Sebagai bahan prostesis gigi, G/Z menunjukkan masa depan yang menjanjikan dalam aplikasi klinis. Namun, studi ini adalah laporan awal, dan studi in vivo dan in vitro lebih lanjut dengan metode uji yang lebih komprehensif diperlukan untuk mengkonfirmasi hasil saat ini.

Singkatan

DAPI:

4′,6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride

F-aktin:

Aktin berfilamen

FGM:

HAp-Al2 O3 -ZrO2

G/Z:

Kaca nano/zirkonia bergradasi

SEM:

Pemindaian mikroskop elektron

t-m:

Tetragonal ke monoklinik

Y-TZP:

Polikristal zirkonia tetragonal yang distabilkan dengan itrium


bahan nano

  1. Apa Bahan Paling Tahan Api Di Dunia?
  2. Peran Ekstrusi dalam Aplikasi Pencetakan 3D
  3. Vespel®:Bahan Aerospace
  4. Menelusuri Sejarah Material Polimer--Bagian 2
  5. Setelah 15 detik otak melupakan informasi sepenuhnya
  6. 3 Tren Penanganan Material Robotik di Sektor Industri
  7. Berbagai Jenis Bahan Lapisan Rem
  8. Masa Pakai Pompa:Setelah Rebuild
  9. Jenis Utama Manufaktur Aditif
  10. Memahami fleksibilitas suatu material