牙龈成纤维细胞与牙周韧带细胞在二种玻璃离子水门汀上附着及增殖的比较
作者：闫福华
单位：福建医科大学 附属口腔医院牙周病科,福州 350002
关键词：牙龈成纤维细胞；牙周韧带细胞；玻璃离子水门汀；生物相容性材料
福建医科大学学报000321
摘要: 目的 比较人类牙龈成纤维细胞(HGF)与牙周韧带细胞(PDLC)在两种玻璃离子水门汀(GIC)上的附着及增殖情况。 方法 利用体外细胞培养技术及3H-TdR掺入法检测HGF及PDLC在两种GIC上的附着及DNA合成。 结果 HGF与PDLC在培养板上的附着及DNA合成差异无显著性(P>0.05),但HGF在GIC上的附着及DNA合成明显强于PDLC(P<0.05)。 结论 Ketac Fil 和Fuji Ⅱ可能是临床修复龈下根面缺损的较好材料,但在相同条件下,HGF较PDLC可能有更强的生长能力。
, 百拇医药
中图分类号: R318.08; R783.1; R322.41 文献标识码: A
文章编号:1000-2235(2000)03-0269-003
Comparision of Attachment and Proliferation
of Human Gingival Fibroblast and Periodontal Ligament Cell Cultured
on Two Kinds of Glass-ionomer Cement
YAN Fu-hua
(Department of Periodontology, The Affiliated Stomatological Hospital,Fujian Medical University, Fuzhou, 350002 China)
, 百拇医药
ABSTRACT: Objective To compare the attachment and proliferation of human gingival fibroblast(HGF) and periodontal ligament cell(PDLC) cultured on two kinds of glass-ionomer cement(GIC,Ketac Fil and Fuji Ⅱ). Methods PDLC and HGF were cultured on GIC and their attachment activity and DNA synthesis were determined by measuring 3 H-TdR radioactivity. Results No significant difference were observed between attachment levels and DNA synthesis for PDLC and HGF cultured on culture wells. But levels of attachment and DNA synthesis for HGF cultured on Ketac Fil and Fuji Ⅱ were significantly higher than those for PDLC cultured on Ketac Fil and Fuji Ⅱ. Conclusion Ketac Fil and Fuji Ⅱ may be acceptable subgibgival root surface restorative materials. But HGF cultured on Ketac Fil and Fuji Ⅱ may growth more easily.
, 百拇医药
KEY WORDS: periodontal ligament cells; gingival fibroblasts; glass-ionomer cements; biocompatibility material
玻璃离子水门汀(glass-ionomer cement,GIC)于1971年由Wilson等发明以来[1],已在口腔医学临床得到了广泛的应用。近年来,各生产厂家对其配方进行大量改进,已生产出具有较好生物相容性的材料,被推荐用于整形外科及牙周病学领域[2,3]。虽然在临床应用GIC治疗牙根纵折、牙根外吸收及医源性旁穿已取得了一定的成功[4～6],并且笔者以前的研究也表明人类牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblasts,HGF)能够在GIC上生长、繁殖[7]。但大量研究表明,只有牙周韧带细胞(periodontal ligament cell,PDLC)才是形成牙周新附着的主要细胞群[8]。笔者的研究目的是探讨PDLC能否在GIC上附着和生长繁殖,同时比较PDLC及HGF在两种GIC上的附着及增殖情况,以期为GIC的临床应用提供理论依据。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 GIC用作细胞培养底物的制备 本实验所用的两种GIC分别为Ketac Fil(Dental-Medizine GmbH & Co KG,Germary)和Fuji Ⅱ(GC International Co,Japan)。按照厂家说明调合GIC,然后用充填器将其压入24孔及96孔板内,厚度约2 mm。24 h后将GIC从孔内掏出,使光滑面朝上并重新将其放入孔内,以备后面用作培养底物。培养前,参照Craig等的方法[9],用生理盐水将培养板及底物冲洗3次,用70%酒精冲洗2次,并将培养板移入超净台内在紫外光照射下干燥3 h。在进行细胞培养的当天,用DMEM冲洗培养板,直到DMEM的颜色无改变。
1.2 PDLC和HGF的培养 PDLC和HGF的获得和培养参照Bartold等所采用的方法[10]。将培养、提取的PDLC和HGF放入含10%胎牛血清(FCS)、100 IU/ml青霉素、100 mg/ml 链霉素的DMEM培养液(Gibco,Co.USA)中,置于CO2培养箱中,在37℃、5%CO2、95%空气及100%湿度条件下培养。取第五、六代细胞用于以下实验。
, 百拇医药
1.3 PDLC及HGF的附着试验 细胞附着试验参照Bartold等所采用的方法[11]。将用3H-胸腺嘧啶脱核苷(3H-TdR)标定的PDLC及HGF以一式3份分别移入未处理的培养孔及充填有GIC的培养孔内,每孔内加入大约104个细胞。培养1.5 h后弃去DMEM,并用PBS冲洗5次,然后加入1%SDS 0.2 ml,30 min后用液闪仪计数放射活性。取3份样本读数的均值为最后的实验结果。
1.4 PDLC及HGF的增殖试验 细胞增殖试验参照Bartold等所采用的方法[12],通过测定细胞DNA的合成来判断GIC对PDLC及HGF增殖的影响。PDLC及HGF以一式3份加入未处理的培养孔及充填有GIC的96孔板内,每孔内细胞数大约为2104个。培养孔内含10%FCS的DMEM,培养24 h后去除DMEM,然后加入未含FCS的DMEM再培养,培养48 h后去除DMEM,再分别加入含10%FCS的DMEM及未含FCS的DMEM,培养20 h后于每孔内加入3H-TdR,调节最终浓度为1 μCi/ml,再培养4 h后弃去DMEM,并用PBS冲洗3次,然后加入1%SDS 0.2 ml,30 min后用液闪仪计数其放射活性。取3份样本读数的均值为最后的实验结果。
, 百拇医药
2 结 果
2.1 PDLC和HGF在两种GIC上的附着情况见图1。PDLC在GIC上的附着明显少于HGF(P<0.05)。
图1 PDLC和HGF在两种GIC上的附着情况
2.2 PDLC和HGF在两种GIC上的增殖情况见图2。PDLC在GIC上的DNA合成明显少于HGF(P<0.05)。
图2 PDLC和HGF在两种GIC上的增殖情况
3 讨 论
牙根纵折、牙根吸收以及医源性旁穿的治疗一直是口腔医学界面临的难题[13]。有学者认为,如果龈下根面缺损较小,可以采用能够促进牙周组织愈合的生物相容性材料来粘接、封闭以及充填病变牙根进行治疗[4]。但是,目前临床所用的材料还不能完全满足这一要求。虽然有学者在临床应用GIC修补龈下根面缺损取得了一定的成功[4～6],笔者以前的研究也表明HGF能够在GIC上生长、繁殖[7]。但GIC是否对PDLC的生长、增殖有影响有待进一步研究。
, 百拇医药
笔者的结果表明,PDLC在GIC上的附着明显少于HGF,说明在早期仅有部分PDLC在GIC上附着。Isidor等人认为在牙周愈合过程中,除了PDLC的移动、附着外,PDLC的增殖、分化也是非常重要的一步[8]。笔者研究表明,在缺乏FCS时,HGF及PDLC的DNA合成最少,在加入10%FCS后,DNA合成均明显增加,但二种细胞在GIC上生长时,HGF的DNA合成明显多于PDLC,进一步说明二种GIC均不抑制HGF的增殖、分化[7],但却部分抑制了PDLC的增殖、分化。
以上结果说明,HGF在GIC上的附着、生长及增殖均较PDLC强,因而推测在用GIC修复龈下根面缺损时,HGF引起的愈合方式占主导地位。这与Lackler等的实验结果相一致[14]。Lackler等在体外建立一牙周伤口愈合模型,以观察牙周愈合过程中HGF及PDLC的生长速度,在相同培养条件下,HGF的增殖速率明显较PDLC高,提示PDLC与HGF间有不同的生长特性,即在相同生长环境下,HGF较PDLC有更强的生长能力。因此,在用GIC修复龈下根面缺损时,要获得功能性牙周组织再生,必须促使有分化潜力的PDLC优先占据根面并能在GIC上移动、附着及增殖。近年来,学者们逐渐重视PDLC在牙周再生中的作用,学者们通过选用引导性组织再生膜、枸橼酸、盐酸四环素、纤维连接蛋白、细胞因子等生物活性剂处理根面等方法[15],选择性地促使PDLC优先在牙根面生长、分化并阻止HGF的生长,从而促进牙周新附着形成。但采用这些方法是否能促进PDLC优先在GIC上生长、增殖,有待进一步的临床试验,并结合病理进行研究论证。
, 百拇医药
(实验中得到Bartold教授及Hasse女士的大力支持,特此致谢!)
作者简介:闫福华(1963～),男,副主任医师,副教授,医学博士.
参考文献:
[1] Wilson AD,Kent BE. The glass-ionomer cement,a new translucent dental filling material[J]. J Appl Chem Biotechnol, 1971,21:313～318.
[2] Mclean JW. The clinical use of glass ionomer cements-future and current developments[J]. Clin Materi, 1991,7:283～288.
, http://www.100md.com
[3] Brentegani LG,Bombonato KF,Carvalho TLL. Immediate implantation of glass-ionomer cement granules increases osteogenesis during rat alveolar would healing[J]. J Nihon Univers Sch Dentis, 1996,38:141～145.
[4] Trope M,Rosenberg ES. Multidisciplinary approach to the repair of vertically fractured teeth[J]. J Endod, 1992,18:460～463.
[5] White CJ. Repair of a root resorption lesion. A case report[J]. J Periodontal, 1998,69:596～600.
, http://www.100md.com
[6] Ryan PC. Repair of an iatrogenic perforation with glass-ionomer cement-a case report[J]. Periodontology, 1986,7:8～12.
[7] Yan FH,Xiao Y,Li H,et al. A comparison of the effects of two kinds of glass-ionomer cement on human gingival fibroblast attachment,proliferation and morphology in vitro[J]. J Inter Acad Periodontol, 2000,2:14～18.
[8] Isidor F,Karring T,Nyman S,et al. The significance of coronal growth of periodontal ligament tissure for for new attachment formation[J]. J Clin Periodontol, 1986,13:145～148.
, http://www.100md.com
[9] Craig RG,Zuroff M,Rosenberg PA. The effect of endodontic materials on periodontal ligament cell proliferation,alkaline phosphatase activity,and extracellular matrix protein synthesis in vitro[J]. J Endod, 1997,23:494～498.
[10] Bartold PM,Page RC. Isolation and characterization of proteoglycans synthesized by adult human gingival fibroblasts in vitro[J]. Arch Biochem Biophys, 1987,253:399～412.
[11] Somerman MJ,Sauk JJ,Foster RA et al. Cell attachment activity of cementum:bone sialoprotein Ⅱ identified in cementum[J]. J Periodontal Res, 1991,26:10～16.
, 百拇医药
[12] Bartold PM,Raben A. Growth factor modulation of fibroblasts in simulated wound healing[J]. J Periodontal Res, 1996,31:399～412.
[13] Greenstein G,Rethman M. Treatment of vertical root fractures:chronology of failure[J]. Periodontal Case Report, 1986,8:55～59.
[14] Lackler KP,Cochran DL,Hoang AM,et al. Development of an in vitro would healing model for periodontal cells[J]. J Periodontal, 2000,71:226～237.
[15] Page RC. Periodontal therapy:prospects for the future[J]. J Periodontal, 1993,64:744～745.
收稿日期:2000-07-06, 百拇医药
单位：福建医科大学 附属口腔医院牙周病科,福州 350002
关键词：牙龈成纤维细胞；牙周韧带细胞；玻璃离子水门汀；生物相容性材料
福建医科大学学报000321
摘要: 目的 比较人类牙龈成纤维细胞(HGF)与牙周韧带细胞(PDLC)在两种玻璃离子水门汀(GIC)上的附着及增殖情况。 方法 利用体外细胞培养技术及3H-TdR掺入法检测HGF及PDLC在两种GIC上的附着及DNA合成。 结果 HGF与PDLC在培养板上的附着及DNA合成差异无显著性(P>0.05),但HGF在GIC上的附着及DNA合成明显强于PDLC(P<0.05)。 结论 Ketac Fil 和Fuji Ⅱ可能是临床修复龈下根面缺损的较好材料,但在相同条件下,HGF较PDLC可能有更强的生长能力。
, 百拇医药
中图分类号: R318.08; R783.1; R322.41 文献标识码: A
文章编号:1000-2235(2000)03-0269-003
Comparision of Attachment and Proliferation
of Human Gingival Fibroblast and Periodontal Ligament Cell Cultured
on Two Kinds of Glass-ionomer Cement
YAN Fu-hua
(Department of Periodontology, The Affiliated Stomatological Hospital,Fujian Medical University, Fuzhou, 350002 China)
, 百拇医药
ABSTRACT: Objective To compare the attachment and proliferation of human gingival fibroblast(HGF) and periodontal ligament cell(PDLC) cultured on two kinds of glass-ionomer cement(GIC,Ketac Fil and Fuji Ⅱ). Methods PDLC and HGF were cultured on GIC and their attachment activity and DNA synthesis were determined by measuring 3 H-TdR radioactivity. Results No significant difference were observed between attachment levels and DNA synthesis for PDLC and HGF cultured on culture wells. But levels of attachment and DNA synthesis for HGF cultured on Ketac Fil and Fuji Ⅱ were significantly higher than those for PDLC cultured on Ketac Fil and Fuji Ⅱ. Conclusion Ketac Fil and Fuji Ⅱ may be acceptable subgibgival root surface restorative materials. But HGF cultured on Ketac Fil and Fuji Ⅱ may growth more easily.
, 百拇医药
KEY WORDS: periodontal ligament cells; gingival fibroblasts; glass-ionomer cements; biocompatibility material
玻璃离子水门汀(glass-ionomer cement,GIC)于1971年由Wilson等发明以来[1],已在口腔医学临床得到了广泛的应用。近年来,各生产厂家对其配方进行大量改进,已生产出具有较好生物相容性的材料,被推荐用于整形外科及牙周病学领域[2,3]。虽然在临床应用GIC治疗牙根纵折、牙根外吸收及医源性旁穿已取得了一定的成功[4～6],并且笔者以前的研究也表明人类牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblasts,HGF)能够在GIC上生长、繁殖[7]。但大量研究表明,只有牙周韧带细胞(periodontal ligament cell,PDLC)才是形成牙周新附着的主要细胞群[8]。笔者的研究目的是探讨PDLC能否在GIC上附着和生长繁殖,同时比较PDLC及HGF在两种GIC上的附着及增殖情况,以期为GIC的临床应用提供理论依据。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 GIC用作细胞培养底物的制备 本实验所用的两种GIC分别为Ketac Fil(Dental-Medizine GmbH & Co KG,Germary)和Fuji Ⅱ(GC International Co,Japan)。按照厂家说明调合GIC,然后用充填器将其压入24孔及96孔板内,厚度约2 mm。24 h后将GIC从孔内掏出,使光滑面朝上并重新将其放入孔内,以备后面用作培养底物。培养前,参照Craig等的方法[9],用生理盐水将培养板及底物冲洗3次,用70%酒精冲洗2次,并将培养板移入超净台内在紫外光照射下干燥3 h。在进行细胞培养的当天,用DMEM冲洗培养板,直到DMEM的颜色无改变。
1.2 PDLC和HGF的培养 PDLC和HGF的获得和培养参照Bartold等所采用的方法[10]。将培养、提取的PDLC和HGF放入含10%胎牛血清(FCS)、100 IU/ml青霉素、100 mg/ml 链霉素的DMEM培养液(Gibco,Co.USA)中,置于CO2培养箱中,在37℃、5%CO2、95%空气及100%湿度条件下培养。取第五、六代细胞用于以下实验。
, 百拇医药
1.3 PDLC及HGF的附着试验 细胞附着试验参照Bartold等所采用的方法[11]。将用3H-胸腺嘧啶脱核苷(3H-TdR)标定的PDLC及HGF以一式3份分别移入未处理的培养孔及充填有GIC的培养孔内,每孔内加入大约104个细胞。培养1.5 h后弃去DMEM,并用PBS冲洗5次,然后加入1%SDS 0.2 ml,30 min后用液闪仪计数放射活性。取3份样本读数的均值为最后的实验结果。
1.4 PDLC及HGF的增殖试验 细胞增殖试验参照Bartold等所采用的方法[12],通过测定细胞DNA的合成来判断GIC对PDLC及HGF增殖的影响。PDLC及HGF以一式3份加入未处理的培养孔及充填有GIC的96孔板内,每孔内细胞数大约为2104个。培养孔内含10%FCS的DMEM,培养24 h后去除DMEM,然后加入未含FCS的DMEM再培养,培养48 h后去除DMEM,再分别加入含10%FCS的DMEM及未含FCS的DMEM,培养20 h后于每孔内加入3H-TdR,调节最终浓度为1 μCi/ml,再培养4 h后弃去DMEM,并用PBS冲洗3次,然后加入1%SDS 0.2 ml,30 min后用液闪仪计数其放射活性。取3份样本读数的均值为最后的实验结果。
, 百拇医药
2 结 果
2.1 PDLC和HGF在两种GIC上的附着情况见图1。PDLC在GIC上的附着明显少于HGF(P<0.05)。
图1 PDLC和HGF在两种GIC上的附着情况
2.2 PDLC和HGF在两种GIC上的增殖情况见图2。PDLC在GIC上的DNA合成明显少于HGF(P<0.05)。
图2 PDLC和HGF在两种GIC上的增殖情况
3 讨 论
牙根纵折、牙根吸收以及医源性旁穿的治疗一直是口腔医学界面临的难题[13]。有学者认为,如果龈下根面缺损较小,可以采用能够促进牙周组织愈合的生物相容性材料来粘接、封闭以及充填病变牙根进行治疗[4]。但是,目前临床所用的材料还不能完全满足这一要求。虽然有学者在临床应用GIC修补龈下根面缺损取得了一定的成功[4～6],笔者以前的研究也表明HGF能够在GIC上生长、繁殖[7]。但GIC是否对PDLC的生长、增殖有影响有待进一步研究。
, 百拇医药
笔者的结果表明,PDLC在GIC上的附着明显少于HGF,说明在早期仅有部分PDLC在GIC上附着。Isidor等人认为在牙周愈合过程中,除了PDLC的移动、附着外,PDLC的增殖、分化也是非常重要的一步[8]。笔者研究表明,在缺乏FCS时,HGF及PDLC的DNA合成最少,在加入10%FCS后,DNA合成均明显增加,但二种细胞在GIC上生长时,HGF的DNA合成明显多于PDLC,进一步说明二种GIC均不抑制HGF的增殖、分化[7],但却部分抑制了PDLC的增殖、分化。
以上结果说明,HGF在GIC上的附着、生长及增殖均较PDLC强,因而推测在用GIC修复龈下根面缺损时,HGF引起的愈合方式占主导地位。这与Lackler等的实验结果相一致[14]。Lackler等在体外建立一牙周伤口愈合模型,以观察牙周愈合过程中HGF及PDLC的生长速度,在相同培养条件下,HGF的增殖速率明显较PDLC高,提示PDLC与HGF间有不同的生长特性,即在相同生长环境下,HGF较PDLC有更强的生长能力。因此,在用GIC修复龈下根面缺损时,要获得功能性牙周组织再生,必须促使有分化潜力的PDLC优先占据根面并能在GIC上移动、附着及增殖。近年来,学者们逐渐重视PDLC在牙周再生中的作用,学者们通过选用引导性组织再生膜、枸橼酸、盐酸四环素、纤维连接蛋白、细胞因子等生物活性剂处理根面等方法[15],选择性地促使PDLC优先在牙根面生长、分化并阻止HGF的生长,从而促进牙周新附着形成。但采用这些方法是否能促进PDLC优先在GIC上生长、增殖,有待进一步的临床试验,并结合病理进行研究论证。
, 百拇医药
(实验中得到Bartold教授及Hasse女士的大力支持,特此致谢!)
作者简介:闫福华(1963～),男,副主任医师,副教授,医学博士.
参考文献:
[1] Wilson AD,Kent BE. The glass-ionomer cement,a new translucent dental filling material[J]. J Appl Chem Biotechnol, 1971,21:313～318.
[2] Mclean JW. The clinical use of glass ionomer cements-future and current developments[J]. Clin Materi, 1991,7:283～288.
, http://www.100md.com
[3] Brentegani LG,Bombonato KF,Carvalho TLL. Immediate implantation of glass-ionomer cement granules increases osteogenesis during rat alveolar would healing[J]. J Nihon Univers Sch Dentis, 1996,38:141～145.
[4] Trope M,Rosenberg ES. Multidisciplinary approach to the repair of vertically fractured teeth[J]. J Endod, 1992,18:460～463.
[5] White CJ. Repair of a root resorption lesion. A case report[J]. J Periodontal, 1998,69:596～600.
, http://www.100md.com
[6] Ryan PC. Repair of an iatrogenic perforation with glass-ionomer cement-a case report[J]. Periodontology, 1986,7:8～12.
[7] Yan FH,Xiao Y,Li H,et al. A comparison of the effects of two kinds of glass-ionomer cement on human gingival fibroblast attachment,proliferation and morphology in vitro[J]. J Inter Acad Periodontol, 2000,2:14～18.
[8] Isidor F,Karring T,Nyman S,et al. The significance of coronal growth of periodontal ligament tissure for for new attachment formation[J]. J Clin Periodontol, 1986,13:145～148.
, http://www.100md.com
[9] Craig RG,Zuroff M,Rosenberg PA. The effect of endodontic materials on periodontal ligament cell proliferation,alkaline phosphatase activity,and extracellular matrix protein synthesis in vitro[J]. J Endod, 1997,23:494～498.
[10] Bartold PM,Page RC. Isolation and characterization of proteoglycans synthesized by adult human gingival fibroblasts in vitro[J]. Arch Biochem Biophys, 1987,253:399～412.
[11] Somerman MJ,Sauk JJ,Foster RA et al. Cell attachment activity of cementum:bone sialoprotein Ⅱ identified in cementum[J]. J Periodontal Res, 1991,26:10～16.
, 百拇医药
[12] Bartold PM,Raben A. Growth factor modulation of fibroblasts in simulated wound healing[J]. J Periodontal Res, 1996,31:399～412.
[13] Greenstein G,Rethman M. Treatment of vertical root fractures:chronology of failure[J]. Periodontal Case Report, 1986,8:55～59.
[14] Lackler KP,Cochran DL,Hoang AM,et al. Development of an in vitro would healing model for periodontal cells[J]. J Periodontal, 2000,71:226～237.
[15] Page RC. Periodontal therapy:prospects for the future[J]. J Periodontal, 1993,64:744～745.
收稿日期:2000-07-06, 百拇医药