Экспериментальная оценка влияния полимерных конструкционных материалов: акриловой пластмассы и композиционного материала на основе стекловолокна на продукцию цитокинов

В настоящее время в стоматологической практике широко используемым базисным материалом для изготовления съемных протетических конструкций является акриловая пластмасса на основе полиметилметакрилата. Для увеличения срока службы съемных пластиночных протезов нами разработана технология изготовления нового комбинированного базиса полного съемного протеза с применением композиционного материала на основе стекловолокна. Представляет интерес оценка вероятности активации воспалительного процесса при использовании конструкционных полимерных и композитных материалов в стоматологической практике. Цель исследований — в эксперименте ex vivo изучить изменение уровня продукции ключевых цитокинов (интерферона-Y и интерлейкина-4) мононуклеарными лейкоцитами человека, в присутствии акриловой пластмассы и композиционного материала на основе стекловолокна.

Объектом исследования служили лейкоциты периферической венозной крови, полученной от 13 практически здоровых мужчин-добровольцев (средний возраст — 24 года). Выделение лейкоцитов проводили из гепаринизированной крови путем градиентного центрифугирования. Культивирование клеток осуществляли в пластиковых круглодонных 96-луночных планшетах во влажной атмосфере с 5% СО2 при 37 °С в течение 72 ч. По окончании срока инкубации культуральную жидкость стягивали и замораживали для последующего определения концентрации цитокинов с помощью наборов реагентов для иммуноферментного определения концентрации интерферона-Y и интерлейкина-4 производства ЗАО «Вектор-Бест». В исследовании использовали образцы конструкционных материалов двух типов: из акриловой пластмассы «Фторакс», полученные по технологии компрессионного прессования методом горячей полимеризации, в заранее заготовленных формах; из композиционного материала Trinia, полученные методом компьютерного фрезерования. В качестве контроля служили образцы аналогичной формы и размера, изготовленные из стекла. Статистический анализ проводился с помощью программного пакета Statistica 7.0. Использовали критерий Стьюдента и Манна-Уитни для оценки значимости различий. Критический уровень значимости (p) при проверке статистических гипотез принимался равным 0,05.

Продукция IFNγ в присутствии материала Trinia значительно ниже, чем в пробах со стеклом и с образцами из акриловой пластмассы. При этом численность жизнеспособных клеток существенно не отличалась от таковой в контрольных пробах. Продукция IL-4 в пробах с полимерными материалами и стеклом статистически значимо не различалась. Выявлено, что при расчете индивидуальных индексов стимуляции для лимфоцитов периферической крови только одного добровольца выражено стимулирующее влияние используемых в настоящем исследовании материалов. Полученные результаты указывают, что в присутствии материала Trinia проявляется противовоспалительная активность лейкоцитов, когда уровень продукции IFNγ несколько снижается, а продукция IL-4 не меняется.

Таким образом, в ходе проведенных исследований апробирован метод персонализированной оценки реактивности полимерных материалов, использующихся в качестве конструкционных для протезирования. Отсутствие повышения продукции ключевых цитокинов лимфоцитами может рассматриваться как благоприятный признак, свидетельствующий об отсутствии активации воспалительного процесса при использовании материала Trinia в качестве компонента базисов съемных протезов.

1. Арутюнов С.Д., Ибрагимов Т.И., Царев В.Н., Лебеденко И.Ю., Савкина Н.И., Трефилов А.Г., Арутюнов А.С., Климашин Ю.И. Микробиологическое обоснование выбора базисной пластмассы съемных зубных протезов // Стоматология, 2002. Т. 81, № 3. С. 4-8.

2. Асташина Н.Б., Бажин А.А., Сметкин А.А., Арутюнов А.С. Сравнительная оценка микроструктуры комбинированных образцов, изготовленных на основе акриловой пластмассы // Стоматология, 2021. Т. 100, № 4. С. 77-82.

3. Годовалов А.П., Якушева Д.Э., Бусырев Ю.Б., Морозов И.А., Карпунина Т.И., Астафьева С.А. Способ индивидуальной оценки биосовместимости с организмом имплантируемых полимерных материалов / Патент РФ. № 2743220 C1, заявл. 14.07.2020.

4. Емгахов З.В., Антонова И.Н., Иорданишвили А.К. Сравнительная оценка биосовместимости основных видов стоматологических базисных полимеров (экспериментальное исследование) // Пародонтология, 2012. Т. 17, № 1 (62). С. 16-20.

5. Майлян Э.А., Клемин В.А., Ворожко А.А. Иммунологические показатели в динамике протезирования акриловыми протезами // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета, 2019. № 3 (71). С. 106-109.

6. Мухлаев С.Ю., Первов Ю.Ю., Юркевич А.В. Влияние акриловых базисных пластмасс различных производителей на параметры иммунного гомеостаза слизистой оболочки рта // Тихоокеанский медицинский журнал, 2014. № 3 (57). С. 56-58.

7. Романова Ю.Г., Лепский В.В., Жижикин О.И. Частота проявления аллергических реакций в полости рта на акриловые пластмассы // Вестник стоматологии, 2011. № 2 (75). С. 78-80.

8. Шилов Ю.И., Шилов С.Ю., Жукова А.Е., Барков С.Ю., Петухова А.А. Изменение уровня ацидифика-ции фагосом у крыс в зависимости от фазы эстрального цикла // Российский иммунологический журнал, 2016. Т. 10, № 2. С. 183.

9. Athanasou N.A. The pathobiology and pathology of aseptic implant failure. Bone Joint Res., 2016, Vol. 5, no. 5, pp. 162-168.

10. Baseri M., Radmand F., Hamedi R., Yousefi M., Kafil H.S. Immunological aspects of dental implant rejection. Biomed. Res. Int., 2020, Vol. 2020, 7279509. doi: 10.1155/2020/7279509.

11. Biris C., Sver-Bechir E., Bechir A., Curt-Mola F., Caraiane A., Viorel-Badiu A. Trinia reinforced polymer as core for implants superstructure. Mater. Plast., 2017, Vol. 54, no. 4, pp. 764-767.

12. Ewers R., Perpetuini P, Morgan V.J., Marincola M., Wu R., Seemann R. TRINIA™ - metal-free restorations. Implants, 2017, Vol. 1, pp. 22-27.

13. Kenry Liu B. Recent advances in biodegradable conducting polymers and their biomedical applications. Biomacromolecules, 2018, Vol. 19, no. 6, pp. 1783-1803.

14. McLeod J.J., Baker B., Ryan J.J. Mast cell production and response to IL-4 and IL-13. Cytokine, 2015, Vol. 75, no. 1, pp. 57-61.

15. Noonan K.Y., Lopez I.A., Ishiyama G., Ishiyama A. Immune response of macrophage population to cochlear implantation: cochlea immune cells. Otol. Neurotol., 2020, Vol. 41, no. 9, pp. 1288-1295.