Wpływ żywicy acetalowej na tkanki w badaniach na szczurach szczepu Wistar

Transkrypt

1 PROTET. STOMATOL., 2008, LVIII, 6, Wpływ żywicy acetalowej na tkanki w badaniach na szczurach szczepu Wistar The influence of acetal resin on tissues in the study carried out on Wistar rats Ewa Sobolewska 1, Bogumiła Frączak 1, Halina Ey-Chmielewska 1, Anna Machoy-Mokrzyńska 2 1 Z Katedry i Zakładu Protetyki Stomatologicznej PAM Kierownik: prof. dr hab. n. med. B. Frączak 2 Z Zakładu Farmakologii Doświadczalnej i Klinicznej PAM Kierownik: prof. dr hab. n. med. M. Droździk HASŁA INDEKSOWE: żywica acetalowa, protezy ruchome, reakcja tkanek KEY WORDS: acetal resin, removable dentures, tissue reaction Streszczenie Cel pracy. W przedstawionej pracy oceniano wpływ żywicy acetalowej na otaczające tkanki. Materiał i metoda. Z badanego materiału protetycznego wykonano niewielkie, owalne płytki, które następnie wszczepiano szczurom w znieczuleniu ogólnym pod błonę śluzową policzka. Po 6 tygodniach trwania doświadczenia szczury usypiano i dokonywano sekcji, podczas których pobrano wycinki z błony śluzowej policzka, węzłów chłonnych szyjnych i ślinianki przyusznej. Z pobranych wycinków wykonano preparaty histologiczne, które oceniano w mikroskopie świetlnym. Wniosek. Stwierdzono, iż żywica acetalowa wywołuje nieznaczne odczyny zapalne w otaczających tkankach. Summary Aim of the study. To examine the influence of acetal resin on surrounding tissues. Material and method. Small oval tiles were formed from the prosthetic material, subsequently they were implanted under the buccal mucosa of rats in a general anaesthetics. After 6 weeks, the rats were sacrificed and the autopsy was performed, during which tissue segments from buccal mucosa, cervical lymph nodes, and parotid gland were extracted. From extracted tissue segments histological preparations were made, which were examined using light microscope. Conclusion. The analysis of the study material revealed that acetal resin causes insignificant inflammatory reaction in the surrounding tissue. Nieustanny postęp w zakresie materiałoznawstwa oraz coraz wyższe wymagania i oczekiwania zarówno lekarzy, jak i pacjentów sprawiają, że producenci materiałów stomatologicznych wprowadzają na rynek doskonalsze i nowocześniejsze produkty. W stomatologii przy wykonywaniu protez mają zastosowanie m. in. tworzywa uzyskane syntetycznie oraz stopy metali. Najczęściej używane tworzywa protez wywodzą się z polimetakrylanu metylu należącego do grupy mas akrylowych (1). Od niedawna na polskim rynku stomatologicznym pojawił się nowy, estetyczny materiał do wykonawstwa protez ruchomych. Jest nim żywica acetalowa Acetal Pressing Dental. Żywica *Praca prezentowana na XXV Ogólnopolskiej Konferencji Naukowo-Szkoleniowej Sekcji Protetyki PTS, Pogorzelica 8-10 listopada 2007 r. 419

2 E. Sobolewska i inni acetalowa jest termoplastycznym polimerem o strukturze krystalicznej pozbawionym monomeru i stanowi produkt polimeryzacji formaldehydu. Charakteryzuje się wysoką odpornością na ścieranie, doskonałą rozciągliwością i wytrzymałością mechaniczną, sprężystością, niskim przewodnictwem cieplnym, odpowiednią sztywnością trzonów wykonywanych protez. Według producenta jest materiałem nietoksycznym i nie wywołuje alergii. Stanowi odpowiednie zastępstwo dla żywicy akrylowej i metalu w wielu zastosowaniach protetycznych. Materiał produkowany w 14 odcieniach może być wykorzystany do większości prac w protetyce stomatologicznej z uwzględnieniem nowatorskich, nietypowych konstrukcji, które mogą być wykonane dzięki zastosowaniu technologii wtrysku termicznego. Acetal stosowany jest od niedawna w stomatologii i to w szerokim zakresie: na protezy szkieletowe, klamry estetyczne do klasycznych protez szkieletowych, protezy częściowe osiadające, mosty i mosty na koronach teleskopowych, elementy protetyczne na implantach, szyny nagryzowe i stabilizujące, elementy retencyjne na belkach stanowiące jednocześnie wzmocniony trzon konstrukcji protezy i wiele innych. Wykonane elementy protetyczne z żywicy acetalowej charakteryzują się stabilnością: chemiczną i mechaniczną oraz wartością wytrzymałościową przy ph w zakresie od 4 do 9. Żywica acetalowa może być materiałem alternatywnym do stopów metali stosowanych do wykonania protez szkieletowych. Jest materiałem estetycznym i zdecydowanie bardziej akceptowanym przez pacjentów. Jednak stosowanym od niedawna i brak jest długoterminowej obserwacji tego materiału. Wprowadzenie do jamy ustnej protez ruchomych oznacza dla organizmu krótko lub długotrwały kontakt z obcym materiałem. W następstwie wprowadzenia protez do jamy ustnej zostają stworzone warunki do wystąpienia niezgodności między tzw. gospodarzem i zastosowanym materiałem protetycznym. Możliwości odrzucenia ciała obcego są różnorodne, bo sięgają zmian organicznych do psychogennej nieakceptacji. Organiczne zmiany występują w postaci zanikowej, przerostowej i w postaci procesu zapalnego (2, 3, 4). Wykonanie dobrej protezy bez dobrego materiału podstawowego jest niemożliwe. Nieodpowiedni materiał podstawowy może wywołać w organizmie pacjenta groźne dla jego życia procesy chorobowe i zniweczyć najbardziej nawet racjonalne planowanie leczenia protetycznego. Poza tak skrajnym przykładem zmian, jakie może wywołać obecność protezy w jamie ustnej, istnieją mniej groźne, lecz także liczące się w ogólnym bilansie wyników leczenia skutki uboczne (5). A zatem czym się kierować przy wyborze materiału protetycznego, jaki materiał uznać za dobry? Najogólniej rzecz biorąc, materiał do wykonania uzupełnień protetycznych powinien być nieszkodliwy, trwały w środowisku jamy ustnej, wytrzymały na działanie sił nacisku powstających przy żuciu, łatwy w obróbce, niezbyt drogi i estetyczny (5, 6). Każdy materiał, który będzie miał kontakt ze środowiskiem jamy ustnej, musi być poddany niezależnie od producenta serii badań biologicznych, chemicznych i fizycznych, aby wykluczyć jego szkodliwe działanie na organizm żywy (7, 8). Materiał i metody W Zakładzie Protetyki Stomatologicznej PAM wykonano ściśle według zaleceń producenta płytki z żywicy acetalowej (ryc. 1). Badania reakcji tkanek na ten materiał protetyczny przeprowadzono na białych szczurach szczepu Wistar płci męskiej, przebywających w normalnych warunkach otoczenia (ryc. 2). Do badań użyto 23 szczurów, które podzielono na grupę badawczą z płytkami z żywicy acetalowej (N=13) oraz kontrolną (N=10), w której podczas zabiegu nie wszczepiano płytki, tylko nacinano błonę śluzową policzka i zakładano szew z nici samorozpuszcalnych, aby wyeliminować reakcję tkanek na szycie. Przed zabiegiem płytki umieszczono na 20 minut w 2% Wirkonie, a następnie zostały one spłukane 3% wodą utlenioną. Sterylne płytki wszczepiano szczurom pod błonę śluzową policzka w znieczuleniu ogólnym. W celu znieczulenia podano zwierzętom domięśniowo chlorowodorek ketaminy w ilości 130 mg/kg masy ciała. Następnie nacinano błonę śluzową zwierzęcia, wkładano płytkę i zakładano szew z nici samorozpuszcalnych. Zwierzęta obserwowano przez okres 6 tygodni, ważono przed zabiegiem i co 2 tygodnie. Po sześciu tygodniach trwania doświadczenia szczury usypiano i dokonywano sekcji. Podczas sekcji pobrano wycinki z tkanek otaczających wsz- 420 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2008, LVIII, 6

3 Żywica acetalowa a) Grupa I kontrolna Ryc. 1. Płytki z żywicy acetalowej. Błona śluzowa policzka (w grupie kontrolnej nacinano błonę śluzową policzka i zakładano szew z nici samorozpuszczalnych, aby wyeliminować reakcję tkanek na szycie). Skóra ze wszystkimi przydatkami łagodnie przechodzi w utkanie błony śluzowej (ryc. 3). Błona śluzowa posiada dobrze rozwiniętą warstwę rogową, podobnie jak skóra. Na granicy skóry i błony śluzowej występuje strefa składająca się z małych histiocytów, komórek limfoidalnych oraz nielicznych neutrofilów. Węzeł chłonny szyjny: obraz histologiczny nie różni się w zasadzie od obrazu węzła chłonnego ludzkiego. Jedyną różnicą pozostaje wzmożona ilość zato- Ryc. 2. Schemat doświadczenia. czepioną płytkę tj. z błony śluzowej policzka, ślinianki przyusznej po stronie wszczepionej płytki oraz węzłów chłonnych szyjnych. Pobrane wycinki umieszczono w 4% roztworze formaliny zobojętnionej węglanem wapnia. Następnie w Zakładzie Patomorfologii Wydziału Lekarskiego PAM wykonano preparaty histologiczne, które zabarwiono hematoksyliną i eozyną. Preparaty oceniano w różnych powiększeniach w mikroskopie świetlnym. Ryc. 3. Błona śluzowa policzka (grupa I-kontrolna); nabłonek wielowarstwowy płaski rogowaciejący, w podścielisku rozproszone komórki limfoidalne (barwienie HE; pow. 150x). Wyniki Wszczepione płytki z badanego materiału nie upośledzały zwierzętom odżywiania, gdyż przyrost masy ich ciała był prawidłowy w stosunku do wieku. Ryc. 4. Prawidłowy obraz ślinianki przyusznej typu surowiczego (grupa I-kontrolna; barwienie HE; pow. 80x). PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2008, LVIII, 6 421

4 E. Sobolewska i inni kowatych komórek histocytarnych, w których cytoplazmie widać fragmenty sfagocytowanych jąder komórkowych. Ślinianka przyuszna: ślinianka o obrazie gruczołu surowiczego. Nie stwierdzono żadnych komórek zapalnych (ryc. 4). b) Grupa II z płytkami z żywicy acetalowej U wszystkich zwierząt w otoczeniu wszczepionych płytek z żywicy acetalowej stwierdzono: utkanie błony śluzowej pokrytej nabłonkiem wielowarstwowym płaskim z cechami rogowacenia, widoczne nacieki zapalne złożone z histocytów, fibroblastów i limfocytów. U szczurów nr 13 i 16 widoczne były eozynofile i nieliczne komórki olbrzymie wielojądrzaste około ciała obcego (ryc. 5). W jednym Ryc. 6. Obraz ślinianki przyusznej po wszczepionej płytce z żywicy acetalowej; w podścielisku widoczny naciek zapalny złożony z komórek limfoidalnych oraz rozplem tkanki łącznej włóknistej i nieliczne eozynofile (barwienie HE; pow. 200x). Dyskusja Ryc. 5. Miejsce po wszczepionej płytce z Acetylu Pressing D; w podścielisku nacieki złożone z fibroblastów, histocytów i dość licznych eozynofilów oraz widoczne nieliczne komórki około ciała obcego (barwienie HE; pow. 200x). preparacie widoczny był przekrój przez drobną torbielkę wyścieloną nabłonkiem wielowarstwowym płaskim. Obrazy histologiczne węzłów chłonnych szyjnych: w czterech przypadkach wystąpiło utkanie węzła chłonnego z odczynem zatokowym. We wszystkich przypadkach w obrazach mikroskopowych ślinianek przyusznych widoczne były w podścielisku nacieki zapalne złożone z komórek limfoidalnych. Ponadto w dwóch przypadkach uchwycono rozplem tkanki łącznej włóknistej i obrzęk podścieliska. U szczura nr 18 pojawiły się nieliczne eozynofile (ryc. 6). Leczenie protetyczne polega na odtworzeniu brakujących zębów, a tym samym na przywróceniu równowagi w układzie stomatognatycznym. Jest to możliwe przez wykonanie protez ruchomych, bądź stałych i wprowadzenie ich do jamy ustnej. Do wykonania protez stosuje się liczne materiały o różnej budowie chemicznej, w tym także stopy metali i od niedawna żywicę acetalową. W dostępnym piśmiennictwie nie ma informacji na temat długoczasowego użytkowania protez z acetalu. Ze względu na zupełnie inny skład chemiczny trudno zatem porównać żywicę acetalową do żywicy akrylowej. Wiadomo natomiast, że polimeryzacja odbywa się z udziałem formaldehydu, a więc zupełnie innego związku chemicznego. W piśmiennictwie nie ma opisanych tego typu badań. W następstwie wprowadzenia protez zostają stworzone warunki do wystąpienia niezgodności między tzw. gospodarzem i zastosowanym materiałem protetycznym (9, 10, 11). Przyczyny nietolerancji ciała obcego przez organizm są różnorodne i szeroko opisywane w piśmiennictwie (12, 13). Jednym z czynników egzogennych usposabiających do wystąpienia stomatopatii protetycznych jest toksyczność różnych substancji zawartych w materiale protetycznym (2, 14). Współudział tego czynnika jest podkreślany przez wielu autorów (2, 14, 15). Duża obecnie róż- 422 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2008, LVIII, 6

5 Żywica acetalowa norodność materiałów protetycznych, a także brak danych na ten temat w dostępnym piśmiennictwie skłoniła nas do podjęcia próby oceny wpływu żywicy acetalowej na otaczające tkanki. W przypadku badanego materiału w obrazach histologicznych stwierdzono umiarkowane nacieki zapalne złożone z komórek limfoidalnych, fibroblastów i histocytów. W dwóch przypadkach w składzie komórkowym wystąpiły nieliczne eozynofile. Stwierdzone eozynofile można w pewnym stopniu wiązać z alergizującymi właściwościami acetalu. Preparaty histologiczne węzłów chłonnych szyjnych nie różniły się od preparatów grupy kontrolnej. Jedynie u dwóch szczurów zaobserwowano odczyn zatokowy węzłów chłonnych, który charakteryzował się poszerzeniem zatok, nie stwierdzono natomiast odczynu grudkowego. Ślinianka przyuszna żywo reaguje na zatrucie substancjami chemicznymi, także na podstawie badań W. Jarzynki można potwierdzić pogląd, że klinicznym tego wyrazem są nierzadko obserwowane zaburzenia wydzielania śliny w przypadku różnych zatruć (16). Dlatego też w pracy oceniano morfologiczny obraz ślinianki przyusznej po 6 tygodniach od wszczepienia płytek. Podsumowanie W badaniach przeprowadzono analizę oddziaływania żywicy acetalowej na otaczające tkanki. U szczurów w śliniankach przyusznych w podścielisku wystąpił odczyn zapalny złożony z komórek limfoidalnych. W dwóch przypadkach wystąpił rozplem tkanki łącznej. W grupie tej w jednym przypadku w składzie komórkowym ślinianki przyusznej wystąpiły eozynofile. Oznacza to, że substancje zawarte w badanym materiale wywarły morfologicznie uchwytny szkodliwy wpływ na ślinianki przyuszne. W badaniach stwierdzono, że żywica acetalowa wywołuje umiarkowany odczyn zapalny w otaczających tkankach. Znacznie większy odczyn zaobserwowano w śliniankach przyusznych. Odczynowi zapalnemu towarzyszył rozplemem tkanki łącznej. Na etapie aktualnych badań trudno wypowiedzieć się autorytatywnie, czy acetal jest materiałem obojętnym, czy szkodliwym. Wymaga to niewątpliwie dalszych precyzyjnych badań łącznie z długoczasową obserwacją kliniczną. Piśmiennictwo 1. Aleksandruk G., Frączak B., Szymaniak I., Tutak M., Kubrak J.: Adhezja Candida albicans do twardych powierzchni akrylowych i miękkich materiałów podścielających protezy. Protet. Stomatol., 2003, LIII, 1, Hupfauf L.: Protetyka stomatologiczna protezy częściowe. Urban & Partner, Wrocław 1997, Sobolewska E.: Analiza porównawcza reakcji tkankowej na tworzywa akrylowe w badaniach na szczurach szczepu Wistar. Praca doktorska, PAM Szczecin, 1997, Spiechowicz E.: Protetyka Stomatologiczna. rozdz.: Stomatopatie protetyczne. PZWL, Warszawa Pasenkiewicz W.: Tworzywa sztuczne w protetyce stomatologicznej. Stomatologia Kliniczna, 1987, IX. 6. Turie A.: Thermal Characteryzation of Polymer Materials, Academic Press New York, Lewandowska-Szumieł M. i wsp.: Reakcja tkanek na implantację różnych materiałów węglowych po krótkiej obserwacji. Inżynieria Materiałowa, 1993, Pihut M., Wiśniewska G.: Zagadnienia biokompaktybilności i osteointegracji we współczesnej protetyce. Protet. Stomatol., 1996, XLVI, 1, Blanco-Fuente H., Angulano-Igea S., Otero-Espinar F. J., Blanco-Mendez J.: Kinetics of anhydride formation in xerogels of (acrylic acid). Biomaterials, 1996, Vol.17, No 17, Edgerton M. i wsp.: Biocompatibility-is future in prosthodontic research., J. Prost. Dent., 1993, 69, Hensten-Pettersen A., Jacobsen N.: Perceived side effects of biomaterials in prosthetic dentistri, J. Prosthet. Dent., 1991, 65, Weaver R. E., Goebel W. M.: Reaction to acrylic resin dental prostheses. J. Prosthet. Dent., 1980, 43, Zak Z.: Biomechanizm powstawania stomatopatii protetycznych. Protet. Stomatol., 1983, 5-6, Bereznowski Z., Kozłowska M.: Uwalnianie metakrylanu metylu zawartego w akrylowych protezach zębowych i jego cytotoksyczność. Protet. Stomatol., 1996, XLVI, 2, Bereznowski Z.: Degradacja metakrylanu metylu w tkankach zwierzęcych i ludzkich. Protet. Stomatol., 1992, XLII, 6, Jarzynka W.: Metabolizm gruczołów przyusznych szczurów białych narażonych na przewlekłe działanie alkoholu etylowego. Praca hab., PAM Szczecin, Zaakceptowano do druku: 23.X.2008 r. Adres autorów: Szczecin, al. Powstańców Wielkopolskich 72. Zarząd Główny PTS PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2008, LVIII, 6 423