Histologic investigation of cytotoxicity of nanocomposite particles used for direct restorations in dentistry in rat models

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To study cytotoxicity of glass-ionomer cement 3MTMESPETMVitremer, nanocomposite for direct restorations 3MTMESPETMFiltekTMUltimate and nanocomposite particles 3MTMESPETMFiltekTMUltimate in the experiment with laboratory male Wistar rats.

Methods. The experimental animals in precervical region of the first left superior molar had a cavity formed with the use of dental drill, which was filled with glass-ionomer cement 3MTMESPETMVitremer, nanocomposite for direct restorations 3MTMESPETMFiltekTMUltimate or nanocomposite particles 3MTMESPETMFiltekTMUltimate. On day 14 the animals were removed from the experiment, and sample of gingiva adjucent to the formed tooth cavity and sample of gingiva from the opposite side of dental arch were taken. Paraffin sections of the samples were prepared and were straightaway placed on a glass slide. For histologic study deparaffinized sections were stained with hematoxylin and eosin and immunohistochemical test with the use of primary antibodies to macrophage marker CD68, marker of cell proliferative activity Ki-67, mesenchymal marker vimentin, endothelial cell membrane antigen CD34 and cytokeratin CKP-PAN.

Results. The results proving cytotoxic effect of nanocomposite particles 3MTMESPETMFiltekTMUltimate on the tissues surrounding teeth, were received. On the operated and contralateral sides morphologic changes of mucosa were found including the signs of inflammation, hyperkeratosis, and cell proliferative activity. Changes of gingival mucosa are mostly pronounced in animals whose tooth cavity was filled with nanocomposite particles.

Conclusion. Taking into account the negative effect of nanocomposite particles discharging at erosion on gingival mucosa, we consider it reasonable to limit the use of the studied materials on occlusal surfaces exposed to heavy mechanical load leading to intensive erosion.

About the authors

A M Gimaletdinova

Kazan State Medical University

Author for correspondence.
Email: albina.stm@yandex.ru
Kazan, Russia

G T Saleeva

Kazan State Medical University

Email: albina.stm@yandex.ru
Kazan, Russia

N V Boychuk

Kazan State Medical University

Email: albina.stm@yandex.ru
Kazan, Russia

V A Abdul’yanov

Kazan State Medical University

Email: albina.stm@yandex.ru
Kazan, Russia

R A Saleev

Kazan State Medical University

Email: albina.stm@yandex.ru
Kazan, Russia

References

  1. Napierska D., Thomassen L.C., Lison D. et al. The nanosilica hazard: another variable entity. Part Fibre Toxicol. 2010; 7 (1): 39. doi: 10.1186/1743-8977-7-39.
  2. Fruijtier-Pölloth C. The toxicological mode of action and the safety of synthetic amorphous silica-a nanostructured material. Toxicology. 2012; 294 (2-3): 61-79. doi: 10.1016/j.tox.2012.02.001.
  3. Салеева Г.Т., Гималетдинова А.М., Тарасова Е.Ю. и др. Исследование цитотоксичности in vitro частиц нанокомпозита для прямой реставрации зубов в стоматологии. Гены & Клетки. 2015; 10 (4): 63-67.
  4. Maser E., Schulz M., Sauer U.G. et al. In vitro and in vivo genotoxicity investigations of differently sized amorphous SiO2 nanomaterials. Mutat. Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 2015; 794: 57-74. doi: 10.1016/j.mrgentox.2015.10.005.
  5. Guichard Y., Fontana C., Chavinier E. et al. Cytotoxic and genotoxic evaluation of different synthetic amorphous silica nanomaterials in the V79 cell line. Toxicol. Ind. Health. 2016; 32 (9): 1639-1650. doi: 10.1177/0748233715572562.
  6. Van der Zande M., Vandebriel R.J., Groot M.J. et al. Sub-chronic toxicity study in rats orally exposed to nanostructured silica. Part Fibre Toxicol. 2014; 11: 8. doi: 10.1186/1743-8977-11-8.
  7. Winkler H.C., Suter M., Naegeli H. Critical review of the safety assessment of nano-structured silica additives in food. J. Nanobiotechnology. 2016; 14 (1): 44. doi: 10.1186/s12951-016-0189-6.
  8. Gerloff K., Albrecht C., Boots A.W. et al. Cytotoxicity and oxidative DNA damage by nanoparticles in human intestinal Caco-2 cells. Nanotoxicology. 2009; 3: 355-364. doi: 10.3109/17435390903276933.
  9. Ye Y., Liu J., Xu J. et al. Nano-SiO2 induces apoptosis via activation of p53 and Bax mediated by oxidative stress in human hepatic cell line. Toxicol. In Vitro. 2010; 24: 751-758. doi: 10.1016/j.tiv.2010.01.001.
  10. Guo C., Yang M., Jing L. et al. Amorphous silica nanoparticles trigger vascular endothelial cell injury through apoptosis and autophagy via reactive oxygen species-mediated MAPK/Bcl-2 and PI3K/Akt/mTOR signaling. Int. J. Nanomed. 2016; 11: 5257-5276. doi: 10.2147/IJN.S112030.
  11. Merget R., Bauer T., Küpper H.U. et al. Health hazards due to the inhalation of amorphous silica. Arch. Toxicol. 2002; 75 (11-12): 625-634. doi: 10.1007/s002040100266.
  12. Островская Л.Ю., Бейбулатов Г.Д., Ханина А.И. и др. Современные иммуноморфологические аспекты диагностики заболеваний пародонта. Саратовский науч.-мед. ж. 2013; 9 (3): 453-456.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

© 2017 Gimaletdinova A.M., Saleeva G.T., Boychuk N.V., Abdul’yanov V.A., Saleev R.A.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».