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Development of cell culture tests for the preclinical testing of dental materials

Alexander Franz

Art der Arbeit

Dissertation

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Andreas Schedle

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DOI

10.25365/thesis.6631

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30240.47834.985764-7

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Zielsetzung: Versuchsprotokolle zur Zytotoxizitätstestung von oralen Biomaterialien bedürfen einer Feinabstimmung um international vergleichbare Resultate zu erzielen. Die Ziele der vorliegenden Dissertation waren: (i) Ermittlung des Effektes zwischen der relativen Grenzfläche (Verhältnis zwischen Prüfkörperoberfläche und Zellrasenfläche) und dem Volumen von Zellkulturmedium auf die Zytotoxizität. (ii) Entwicklung eines Versuchsprotokolls zur Prüfkörperherstellung entsprechend den Bedingungen in der Mundhöhle; Untersuchung des Einflusses von Bondingsubstanzen auf die Zytotoxizität von Kompositmaterialien sowie die Ermittlung des Polymerisationsgrades von Bondingsubstanzen die entweder unter anaeroben Bedingungen oder bei Sauerstoffinhibition lichtgehärtet wurden. (iii) Beurteilung ob bei einer praktische Anwendung des Verfahrens das in der ersten Versuchsserie dieser Dissertation entwickelt wurde, zwischen Substanzen mit erwartetem unterschiedlichem Zytotoxizitätspotential unterschieden werden kann. Methoden: Größe und Form der Prüfkörper sowie Material der Prüfkörperformen variierten bei den verschiedenen Experimenten. Die Prüfkörper wurden direkt nach der Herstellung oder nach Auslagerung für 1,2,7 Tage oder 6 Wochen in die Zellkulturen eingebracht. Die Prüfkörper wurden entweder mit L-929 Fibroblasten oder primären Gingivafibroblasten für 72h inkubiert und die Zellzahl mittels Flowzytometer ermittelt. Resultate: (i) Ergebnisse mit der Zelllinie L-929 und primären Gingivafibroblasten waren vergleichbar. Unterschiedliche Relationen zwischen Prüfkörperausmaßen und Zellkulturparametern sowie Verwendung verschiedener Prüfkörperformen zeigten unterschiedliche Ergebnisse. (ii) Bondingssubstanzen hatten keinen statistisch signifikanten Einfluss auf die Zytotoxizität von Kompositmaterialien. Es konnte eine Reduktion des Polymerisationsgrades von Bondingsubstanzen, die unter Sauerstoffinhibition gehärtet wurden festgestellt werden. (iii) Mit einem Testsystem, das in Experiment zwei der ersten Studie der vorliegenden Dissertation entwickelt wurde, war es möglich zwischen Materialien mit einem erwarteten unterschiedlichen Zytotoxizitätspotential zu unterscheiden. Stellenwert der Ergebnisse: Die Ergebnisse zur Zytotoxizitätstestung von oralen Biomaterialien sind stark vom Versuchsaufbau abhängig, und sollten deshalb vor allem in Hinblick auf die Prüfkörperherstellung weiter standardisiert werden, um international vergleichbare Resultate zu erzielen.

Abstract

(Englisch)

Objectives: Standardization protocols for cytotoxicity testing of oral biomaterials require fine tuning to obtain comparable results. The aims of this thesis were (i) to evaluate the effect of relative interface area (ratio of specimen surface to cell layer surface) and volume of cell culture medium on cytotoxicity. (ii) To develop a preparation method in vitro for composite specimens that mimics routine application in the oral cavity, analyse the influence of bonding substances on the cytotoxicity of composite materials and to evaluate the degree of conversion of bonding materials cured with and without air inhibition. (iii) To asses in a practical application of the test system developed in the first series whether this methodology is discriminative for materials with different cytotoxic potential. Methods: Parameters concerning the size/shape of specimens and type of mould material varied between the experiments. Cylindrical specimens were prepared in blocks containing cylindrical holes. Specimens were added to the cultures immediately after production or after pre-incubation for 1, 2, 7 days or 6 weeks. Specimens were incubated with L-929 fibroblasts or primary human gingival fibroblasts for 72h and cell numbers determined by flow cytometry. Results: (i) Results obtained with the cell line L-929 and primary gingival fibroblasts were comparable. Different ratios of specimen sizes to cell culture parameters and different types of mould materials produced different results. (ii) No statistically significant influence of bonding substances on the cytotoxicity of composite materials was found. A reduction in the degree of conversion for each resin cured under air inhibition was found. (iii) With the newly developed test system, it was possible to distinguish between materials of an expected different cytotoxic potential. Significance: Cell culture toxicity data are highly model dependent and should therefore be further standardized with particular reference to specimen production protocols to obtain internationally comparable results.

Autor*innen

Alexander Franz

Haupttitel (Englisch)

Development of cell culture tests for the preclinical testing of dental materials

Paralleltitel (Deutsch)

Entwicklung von Zellkulturtests für die präklinische Testung von Dentalmaterialien

Publikationsjahr

2009

Umfangsangabe

15 Bl., [ca. 25] Bl. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*innen

Helmut Schweikl ,

Joel Bumgardner

Klassifikation

44 Medizin > 44.99 Medizin: Sonstiges

AC Nummer

AC05041173

Utheses ID

5975

Studienkennzahl

UA | 091 | 439 | |

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