瓷熔附基底冠合金細胞毒性的實驗研究

弓二海，劉 靜

（赤峰學院附屬醫院，內蒙古 赤峰 024000）

瓷熔附基底冠合金細胞毒性的實驗研究

弓二海，劉 靜

（赤峰學院附屬醫院，內蒙古 赤峰 024000）

目的：通過測量五種常用瓷熔附基底冠合金浸提液對人牙齦成纖維細胞的細胞毒性，為瓷熔附基底冠合金的生產和臨床應用提供實驗依據.方法：體外培養人牙齦成纖維細胞，利用五種常用瓷熔附基底冠合金浸提液對人牙齦成纖維細胞進行培養，應用MTT法測定各合金浸提液內細胞的增值率.結果：鎳鉻合金、鈷鉻合金、低含金量金合金、含鈦鎳鉻合金組與對照組和純鈦組之間差異有統計學意義（p＜0.001)；鎳鉻合金和鈷鉻合金組之間差異無統計學意義(P＞0.05)；低含金量金合金和含鈦鎳鉻合金組之間差異無統計學意義 (P＞0.05)；鎳鉻合金和鈷鉻合金組與低含金量金合金和含鈦鎳鉻合金組之間差異有統計學意義（P＜0.01）.結論：鎳鉻合金、鈷鉻合金、含鈦鎳鉻合金、低含金量金合金抑制細胞增殖，含鈦鎳鉻合金、低含金量金合金的生物相容性優于鎳鉻合金、鈷鉻合金，純鈦基本不影響細胞增殖.表明應根據合金的細胞毒性來指導新型合金的研制和臨床應用.

人牙齦成纖維細胞；細胞培養；瓷熔附基底冠合金；細胞毒性；MTT法

隨著瓷熔附基底冠（Porcelain-fused-to-metal crown）在臨床上的廣泛應用及新型合金的研制和加速發展，合金的種類以及成分都發生了變化，合金對人體產生的生物學效應也受到人們的關注.盡管國內學者對牙科鑄造合金的生物相容性做了大量的研究，但由于測試方法本身的局限性和測試標準不統一，實驗結果常常不一致，有時甚至得出相反的結論.目前牙科材料的細胞毒性研究常用L929鼠成纖維細胞.有研究[2]認為由于細胞系是在高生長率的條件下培養的，所以人體正常細胞可能比細胞系更耐受牙科合金材料的毒性.因此，人牙齦成纖維細胞作為牙科合金細胞毒性研究模型比已有的來源于其他動物細胞系敏感，本實驗通過建立人牙齦成纖維細胞模型更能客觀反映牙科材料的細胞毒性，可以為進一步認識烤瓷合金對細胞增殖的影響及其實驗研究提供依據.

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鎳鉻合金(上海齒科材料廠，成分不詳)；含鈦鎳鉻合金（上海齒科材料廠Ti:4-6%）；純鈦（西北有色金屬研究院）；低含金量金合金(美國AURIUM公司含金75.6%)；鈷鉻合金（上海齒科材料廠Co: 33%;Cr：30%）.

DMEN培養液（Gibco公司）；國產胎牛血清（杭州四季青生物制品有限公司）；胰蛋白酶（Gibco公司產品）；MTT(德國Merck公司產品)；二甲基亞颯（美國Sigama公司）.

圖1 波形絲蛋白染色呈陽性×400

圖2 抗細胞角蛋白染色陰性×200

1.2 人牙齦成纖維細胞的體外培養及鑒定

經患者同意，取臨床冠延長術切取的齦緣組織（患者年齡22歲），酶消組織塊法原代培養，原代培養細胞在7～10d左右開始生長融合成片,當細胞匯合達75%左右時,按1：2比例傳代培養.取第二代細胞爬片倒置顯微鏡下觀察細胞形態特征，用免疫組化ABC法進行波形絲蛋白和細胞角蛋白染色，證明其為中胚層來源的成纖維細胞(圖1、2).

1.3 合金浸提液的制取

將合金制作為5.5mm×2.5mm的小圓柱，為更好地模擬臨床，，試樣處理與臨床相符，經過高溫鑄造及烤瓷燒結程序.常規打磨、拋光、消毒.將金屬小圓柱浸入0.5ml含培養液的小牛血清中,在培養箱中 37℃、5%CO2、濕度95%下保存，72小時后收集合金析出液.

1.4 MTT檢測指標

將細胞培養液配成單細胞懸液，接種到96孔板（孔體積200ul），每孔1.0×104個細胞，在37℃、5%CO2、濕度95%條件下培養48h.用等量合金浸漬液置換培養液，每孔加MTT溶液（5mg/ml）20ul.繼續孵育4小時，離心后再吸去孔內培養上清液.每孔加150ulDMSO，振蕩10分鐘.結晶物充分溶解后，選擇490nm波長，在酶聯免疫監測儀上測定各孔光吸收值，記錄結果，每種合金離子溶液重復10次試驗.

1.5 統計學分析

用spss17.0統計學軟件對五組合金和對照組的吸光值進行單因素方差分析.

2 結果

2.1 光鏡觀察

人牙齦成纖維細胞的形態學觀察結果：貼壁生長的人牙齦成纖維細胞呈星形、棱形，細胞核為橢圓形單核；在上述5種烤瓷合金浸提液里培養4h后，細胞生長密集，其形態和核相沒有發生明顯的改變，各合金浸提液中培養的牙齦成纖維細胞形態差異不明顯（圖3）.

對五組合金和對照組的吸光度均值統計學分析表明，鎳鉻合金、鈷鉻合金、低含金量金合金、含鈦鎳鉻合金組與對照組和純鈦組之間差異有統計學意義（p<0.01)；鎳鉻合金和鈷鉻合金組之間差異無統計學意義(P>0.05)；低含金量金合金和含鈦鎳鉻合金組之間差異無統計學意義(P>0.05)；鎳鉻合金和鈷鉻合金組與低含金量金合金和含鈦鎳鉻合金組之間差異有統計學意義（p<0.01).

5種合金浸提液培養細胞的OD值及OD值降低的百分比見附表.

圖3 5種合金浸提液培養細胞24h倒置顯微鏡下觀察×100

附表 五組合金和對照組的吸光度均值

3 討論

合金析出元素在局部微環境的聚集達到超出一定濃度時，會引起局部不良反應.牙科烤瓷合金邊緣位常于齦下，改變了正常的牙體形態結構，使得食物殘渣易于存積且不易清潔，食物殘渣發酵產酸，使其更易發生腐蝕，釋放出來的金屬離子首先沉積于牙齦組織中.Wataha[3]等研究發現酸性環境會增加某些合金的金屬離子釋放.同時烤瓷冠的頸緣是應力集中部位，合金應力疲勞后，更易發生腐蝕.析出的金屬離子還可經牙周組織或消化道途徑進入機體內部[4]，如達到一定濃度則對機體局部和系統產生毒性作用，研究表明[5]，較低濃度的金屬離子即可引起局部毒性反應,因而烤瓷合金對牙齦的局部毒性更應該受到研究者們的關注.

研究細胞毒性作用的方法有很多，當前常用的體外實驗均無法精確預測材料長期的生物學作用.盡管近年來對牙科合金生物相容性的研究報道很多，可是這些研究結果常常引起爭議，不一致的實驗方法常導致不同的結果.MTT比色法是通過測量線粒體內酶的變化來判定細胞的活性的.線粒體是細胞的病理變化中細胞受損最靈敏的指標，因此MTT法能夠更靈敏地反映材料的細胞毒性程度[6].但細胞活性受多種因素影響，只用一種酶的活性評價材料的細胞毒性是不全面的.隨著分子生物學的發展，可通過研究合金析出的金屬離子對基因表達和蛋白質合成的影響來更全面的反映材料的細胞毒性機制.

統計學分析結果表明，鎳鉻合金和鈷鉻合金對細胞增殖影響最明顯（Ni-Gr：1.020；Co-Cr：1.035），鎳鉻合金和鈷鉻合金之間差異無統計學意義（P>0. 05）；含鈦鎳鉻合金和低含金量金合金次之（低含金量金合金：OD:1.137；含鈦鎳鉻合金:OD:1.147），含鈦鎳鉻合金和低含金量金合金之間差異無統計學意義(P>0.05）；純鈦和對照組差異無統計學意義（P>0.05），基本不影響細胞增殖.本實驗結果與其他學者研究基本一致[7-9].表明臨床醫生要充分了解瓷熔附基底冠合金的生物學性能，在修復選擇時應盡量選用生物相容性好的材料，以取得良好的修復效果.含鈦鎳鉻合金和低含金量金合金抑制細胞增殖作用明顯低于鎳鉻合金和鈷鉻合金，可能與金、鈦元素改善了合金的生物性能、增加了合金的耐腐蝕性有關，研究表明含鈦量在4%～6%的含鈦鎳鉻合金可在合金表面形成氧化鈦(TiO2)，TiO2鈍化膜可改善合金的腐蝕性和生物相容性[2-6].這表明應使用金、鈦等生物相容性較好的元素改善烤瓷合金材料力學性能、耐蝕性能及生物相容性并降低合金成本.

人牙齦成纖維細胞在5種烤瓷合金浸提液里培養24h后，未見明顯的細胞形態改變.倒置顯微鏡下可見細胞生長密集、細胞膜完整、無明顯的細胞損壞或凋亡，表明這五種合金材料均有較好的生物相容性.結合六級毒性評分標準顯示5種合金的細胞毒性分級都是1級，屬合格，表明盡管各種基底金屬材料的細胞毒性作用存在一定的差異，但其在臨床應用均具有安全性.

牙科鑄造合金的生物學反應是多方面的，細胞毒性反應是合金與機體相互作用的結果，受合金本身化學成分、金相結構、腐蝕性能和機體生物學環境多方面的影響，不同個體對合金的毒性反應存在個體差異，因而在對烤瓷合金細胞毒性進行研究時，要從多方面的多種因素加以考慮，尤其在臨床應用中，要對所選用的鑄造合金的成分、性能、結構及可能產生的不良生物學反應具有充分的了解.本研究結果表明金合金、純鈦具有良好的生物學性

能，是牙科材料未來的發展趨勢，應盡量選用，以取得最好的修復效果，逐步代替鎳、鉻等生物相容性差的材料.進一步研究烤瓷基底冠合金的細胞毒性作用機制，除了牙科醫師的努力外，還需材料學專家、生物學專家等的參與.

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R783

A

1673-260X（2014）12-0059-03