4 BIOKOMPATIBILNOST Metode za preiskovanje biokompatibilnosti stomatoloških materialov Rebeka Rudolf 1,2, Lidija Grobelšek2 1 Fakulteta za strojništvo Univerze v Mariboru, Slovenija 2 Zlatarna Celje d.o.o. Celje, Slovenija Biokompatibilnost Biološki kriteriji izbire stomatolo- ških materialov vključujejo klinična preizkušanja, ki so poznana že iz ča- sov prve uporabe teh materialov za terapevtske namene. Pionirska pre- izkušanja so potekala že pred 60 leti, ko se je v stomatološko prakso uve- dla uporaba amalgamov in kompo- zitnih smol, potem ko so se pojavili negativni vplivi. Šele pojav nežele- nih procesov v organizmu je povzro- čil začetek ciljanih preizkušanj šte- vilnih stomatoloških materialov. Pod pojmom biokompatibilnost razumemo interakcijo med stoma- tološkim materialom, vključujoč njegovo funkcijo, ki jo opravlja, v povezavi z organizmom, v katerega se material vgrajuje oziroma se upo- rablja za zdravljenje. Zaradi navede- nega je osnovna zahteva pri uporabi materialov v stomatološki praksi dokazovanje njihovih negativnih vplivov na celice, tkiva ali celo or- ganizem. Pod pojmom neškodljivost razumemo, da stomatološki material ne povzroča lokalne ali sistemske citotoksičnosti, iritacije ali alergije, da ni mutagen ali kancerogen. Da bi lahko nek stomatološki material de- finirali kot biokompatibilen, morajo biti vsi trije dejavniki (tkivo, materi- al in pričakovana funkcija materiala) v medsebojni harmoniji1,2. Pri tem je potrebno poudariti, da nobeden ma- terial ni biološko popolnoma iner- ten, zaradi tega vedno govorimo o stopnji biokompatibilnosti. Pri kontaktu materiala z živim tki- vom prihaja do številnih komple- ksnih interakcij, ki s skupnim nazi- vom predstavljajo biološki odgovor na uporabljen material. Tip biolo- škega odgovora je odvisen od vrste materiala, dolžine trajanja kontakta s tkivom, od organizma, v katerem se uporablja material in od funkcije materiala. Pri tem je potrebno naves- ti, da se s časom aplikacije spremi- njata tako material kot organizem, zaradi česar se biokompatibilnost uvršča med dinamične procese. Le- -ti lahko povzročijo, da material, ki je bil pred vgradnjo – aplikacijo oce- njen kot biokompatibilen, s časom postane izvor škodljih efektov. V teh okvirih je poznana korozija dental- nih zlitin, ki pripelje do povečane- ga raztapljanja in prehajanja ionov težkih kovin v tkivo, kar povzroča toksičnost ne samo na nivoju bližnje okolice, ampak tudi na oddaljena tkiva. Pri tem ne smemo pozabiti tudi na vnetne procese pri bolnikih z diabetesom, kjer le-ti lahko poveča- jo citotoksični efekt stomatoloških materialov. Testiranje biokompatibilnosti Napredek v tehnologiji stomato- loških materialov, uvajanje novih materialov in odkritja, da posamezni materiali povzročajo citotoksičnost, ter zahteve po njihovi relativno dol- gi uporabi in izpostavljenosti žive- mu tkivu so privedli do zahtev, da mora stomatološka stroka poznati precizne odgovore na vprašanja, ali je posamezen material škodljiv. Vsa neraziskana ali nepojasnjena dejstva so prispevala k uvedbi standardov za vsak stomatološki material ali instrument, ki mora pred vgradnjo dobiti ustrezno potrdilo za klinično uporabo. Na ta način niso zaščiteni samo pacienti, ampak tudi stoma- tologi, tehnično osebje in okolica v najširšem smislu3, 4. Vpeljava in uporaba standardov omogoča uporabo odgovarjajočih testov in primerjavo dobljenih re- zultatov v različnih laboratorijih pod identičnimi pogoji. Iz preteklosti je znano, da je standardizacija prešla več faz. Trenutno so tako v upora- bi standardi Evropske unije, ki po- krivajo medicinske (ISO 10993) in stomatološke (ISO-TR 7405) inštru- mente ter materiale. Ko govorimo o stomatoloških materialih, standardi predpisujejo paleto testov biokom- patibilnosti, v odvisnosti od skupine materialov in namena njihove upo- rabe. Pri tem je potrebno omeniti, da se za testiranje biokompatibilnosti uporablja veliko število nestandar- dnih testov, ki so pomembni tudi za znanstvena raziskovanja na tem po- dročju in za razvoj te stroke. Testi biokompatibilnosti se v gro- bem dele na »in vitro« in »in vivo«. Testi »in vitro« vključujejo preiz- kušanja na izoliranih celicah oz. na linijah celic, bakterijah, glivicah, kulturah tkiv ali na organih, pa tudi na specialno pripravljenih modelih. Ti testi so relativno poceni in omo- gočajo pridobivanje odgovorov na številna vprašanja o vplivu stoma- toloških materialov na žive celice (nekroza, apoptoza, celični meta- bolizem, profileracija, aktivacija ali inhibicija posameznih funkcij, poškodba DNK). Osnovna pomanj- kljivost teh testov je, da ne dajejo realnega vpliva materiala na spe- cifične ciljne celice »in vivo«. »In vivo« testi se izvajajo na eksperi- mentalnih živalih, prostovoljcih ali pacientih. Ti testi so relativno dragi in težko ponovljivi, vendar pa s po- močjo njih lažje ocenjujemo lokalne ali sistemske vplive materiala. Pri- merjava rezultatov iz živalskih mo- delov namreč ni vedno adekvatna zaradi posameznih razlik v morfo- -funkcionalnih karakteristikah tkiv in organov, ki veljajo med živalmi in ljudmi. Zaradi navedenih razlik je potrebno zaključna raziskovanja opraviti na ljudeh, s čimer dobimo najrealnejše rezultate in zaključke. Pri tem je potrebno opozoriti, da sta pritisk javnosti za zaščito eksperi- mentalnih živali in poostritev etičnih principov za raziskovanja na ljudeh tista dejavnika, ki od preskuševalcev na tem področju zahtevata drugačne teste, zato je preliminarna naloga le- -teh uvajanje in razvoj novih testov, zasnovanih na umetnih modelih tkiv in organov. Pri raziskovanju biokompatibil- nosti stomatoloških materialov je potrebno spremljati ne samo njihov škodljiv vpliv na celice, tkiva ali or- ganizem, ampak tudi to, da lahko po- samezen material aktivira nekatere funkcije, ki so koristne (stimulacija nastanka dentina, regeneracija kosti, obnova poškodovanega tkiva). Za oceno biokompatibilnosti stomato- loških materialov se uporablja več testov, ki jih lahko razvrstimo v tri skupine. Inicialni testi vključujejo citotoksičnost »in vitro«, sistemsko toksičnost in teste mutagenosti. Ti september 2020 testi so sočasno »skrining« testi, ki v primeru zadovoljivih rezultatov pokrivajo sekundarne teste: testi senzibilizacije, implant testi in testi iritacije. Tretja skupina vključuje specifične »in vivo« in »in vitro« te- ste (»usage tests«), vključujoč teste biokompatibilnosti, ki so opravljeni na ljudeh. ISO standardi predpisujejo paleto testov, ki jih je potrebno opraviti za preizkušanje posameznih skupin stomatoloških materialov, preden se odobri njihova registracija za klinič- no uporabo. Izbor testov ni odvisen samo od vrste materiala, ampak tudi od vrste kontakta – stika materiala z oralnim oziroma dentalnim tkivom. Za ta namen obstajajo določene raz- like med materiali, ki so v kontaktu s površino oralnega/dentalnega trdega tkiva, oziroma za materiale, ki prod- rejo v dentalna trda tkiva, pulpo ali kost ter so v stiku z oralnim medijem, in za materiale, ki so namenjeni za implantante. Izbor testov je odvisen od trajanja izpostavljenosti materiala s tkivu (kontakt do 24 ur, podaljšan kontakt od 24 ur do 30 dni ali trajni kontakt preko 30 dni). Materiali tipa 1 (t.i. restavrirni – obnovitveni materiali) zahtevajo uporabo testov akutne sistemske toksičnosti (oralna pot vnašanja), teste mutagenosti, citotoksičnosti in pulpne/dentinske teste. Za podskupi- no teh materialov (kovinski restavri- rni- obnovitveni materiali, za katere je ali ni potrebna uporaba cementa, silikatnega cementa ali kompozita) je potrebna uporaba subkontantnega implant testa, testa senzibilizacije in testa iritacije oralne sluznice. Pri materialih tipa 2 (materiali, na- menjeni za protetiko) je potrebno izvesti teste akutne sistemske to- ksičnosti (oralni ali intravenski na- čin vnosa), teste mutagenosti, cito- toksičnosti, teste senzibilizacije in iritacije. Za nekatere materiale iz te skupine (dentalne kovinske zlitine) je potrebno narediti še kostne im- plant teste. Za največjo skupino materialov tipa 3 (endodontski materiali) je poleg testov akutne sistemske toksičnosti, citotoksičnosti ter testa mutagenosti in senzibilizacije nujno opraviti še hemolizni in endodontski test. Za materiale tipa 4 (periodontni Uredniški material, preveden in tiskan v tej izdaji časopisa Dental Tribune International, je avtorsko zaščiten s strani Dental Tribune International GmbH. Ta material se lahko objavlja z dovoljenjem podjetja Dental Tribune International GmbH. Dental Tribune International je zaščitena blagovna znamka Dental Tribune International GmbH. Vse pravice pridržuje © 2020 Dental Tribune International GmbH. Kakršnakoli reprodukcija na katerikoli način v katerem koli jeziku, v celoti ali delno, brez predhodnega pisnega dovoljenja podjetja Dental Tribune International GmbH je izrecno prepovedana. Dental Tribune International GmbH se trudi, da natančno poroča o kliničnih informacijah in novicah proizvajalcev, vendar ne more prevzeti odgovornosti za veljavnost trditev o izdelku ali za tiskarske napake. Založnik tudi ne prevzema odgovornosti za imena izdelkov, trditve ali izjave oglaševalcev. Mnenja avtorjev so lastna in morda ne odražajo mnenja družbe Dental Tribune International GmbH. Dental Tribune International GmbH Holbeinstr. 29, 04229 Leipzig, Nemčija tel.: +49 341 48 474 302, faks: +49 341 48 474 173 splošne informacije: info@dental-tribune.com | www.dental-tribune.com oglasno trženje: mediasales@dental-tribune.com www.dental-tribune.com Uredniški svet: dr. Nasser Barghi dr. Karl Behr dr. George Freedman dr. Howard Glazer prof.dr. I.Krejci ZDA Nemčija Kanada ZDA Švica keramika endodontija estetika kariologija konzervativa dr. Edward Lynch dr. Ziv Mazor prof.dr. Georg Meyer prof.dr. R. Slavicek dr. Marius Steignamm ISSN 2232-3511 restavrativa implantologija restavrativa funkcionalnost implantologija Irska Izrael Nemčija Avstrija Nemčija Publisher and Chief Executive Officer: Chief Content Officer: Torsten R.Oemus Claudia Duschek Prevod in lektoriranje: Grafično oblikovanje in prelom: Tisk: Naklada: Dental Tribune Slovenija Miha Pontelli TISK Žnidarič, d.o.o., Kranj 2800 izvodov, (september 2020) Obiščite našo spletno stran: Lastnik licence za Slovenijo: Za založbo Bisernica Medicina: Glavni urednik: Vodja produkcije: Kontakt slovenskega uredništva: www.dental-tribune.com info@dental-tribune.com Bisernica Medicina d.o.o., Gmajnice 15, 1000 Ljubljana Ronald Pintar, direktor Boštjan I. Košak Zoran Grom telefon: 031 378 022, e-pošta: prodaja@dental-tribune.si Oglasno trženje: Naročnine: Boštjan I. Košak (041 740 864), Zoran Grom (031 378 022) prodaja@dental-tribune.si