بررسي سميت سلولي نانوهيدروكسي آپاتيت بر رده سلولي اپي‌تليوم دهان انسان: يك مطالعه آزمايشگاهي

Cytotoxicity of nano-hydroxyapatite on human-derived oral epithelium cell line: an in vitro study

زمینه و هدف: ذرات نانوهیدروكسی آپاتیت با داشتن سطح تماس بیشتر وحلالیت بالاتر نسبت به هیدروكسی آپاتیت معمولی، مورد توجه پژوهشگران به‌عنوان یك پیوند موثر و جدید استخوانی قرار گرفته‌اند. مطالعات نشان داده‌اند كه تناقض‌هایی در زمینه سازگاری زیستی این ذرات وجود دارد. هدف از مطالعه بررسی فعالیت حیاتی سلول اپی‌تلیوم دهان انسان در مجاورت با ذرات نانوهیدروكسی آپاتیت بود. روش بررسی: مطالعه به‌صورت تجربی در آبان 1392 انجام شد. غلظت‌های مختلف نانوهیدروكسی آپاتیت از 01/0 تا mg/ml 5 در 24، 48 و 72 ساعت بر سلول‌های اپی‌تلیال دهان انسان رده KB در محیط كشت تاثیر داده شد. میزان سمیت سلولی این ماده با روش متیل تیازول تترازولیوم بروماید و به‌وسیله دستگاه الیزا ریدر (Falcon, Becton-Dickinson, USA) بررسی شد. یافته‌ها: سمیت سلولی غلظت‌های مختلف نانوهیدروكسی آپاتیت در 24 ساعت (001/0P<)، 48 ساعت (001/0P<) و 72 ساعت (001/0P<) بر سلول‌های اپی‌تلیال دهان انسان، اختلاف معنادار داشت. ذرات نانوهیدروكسی آپاتیت در غلظت 5/0 تا mg/ml 1 در زمان‌های 24، 48 و 72 ساعت بیشترین سمیت سلولی را بر سلول‌های اپی‌تلیوم دهان انسان داشتند. در تمامی زمان‌ها، غلظت‌های كمتر از mg/ml 05/0 بهترین سازگاری زیستی را داشتند. نتیجه‌گیری: نانوهیدروكسی آپاتیت سازگاری زیستی خوبی دارد و به دوز و زمان وابسته است. غلظت‌های كمتر از mg/ml 05/0 از نانوهیدروكسی آپاتیت بهترین سازگاری زیستی را با گذشت زمان دارند.

Background: Hydroxyapatite nanoparticles have a more surface contact and solubility than conventional hydroxyapatite. Hydroxynanoparticles enhances the biological and mechanical properties of new regenerated tissues. The hydroxyapatite nanoparticles have received attention as a new and effective osseous graft for using as scaffolds in bone regeneration. The reports on hydroxyapatite nanoparticles biocompatibility are controversial. It has been shown that hydroxyapatite nanoparticles induces inflammatory reaction and apoptosis. The aim of the present study was to evaluate the cytotoxicity of nano-hydroxyapatite on the human epithelial cells. Methods: The study was experimental and completed in vitro. The study was carried out in department of Immonulogy, Faculty of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences in November 2014. The human-derived oral epithelium cell line (KB) obtained from Pasteur Institute, Tehran, Iran were exposed to hydroxyapatite nanoparticles at 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 0.75, 1, 2.5 and 5 mg/ml concentrations in 24, 48 and 72 hours. Rod-shaped hydroxyapatite nanoparticles with 99% purity and maximum 100 nm sized particles were used. Methylthiazol tetrazolium bromide (MTT) method was employed for cell vitality evaluation. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used for assessing the viability of cells. Distilled water and fetal bovine serum (FBS) were positive and negative controls. ANOVA and Duncan tests were used for statistical analysis. Results: The cytotoxicity of different concentrations of hydroxyapatite nanoparticles on human-derived oral epithelium cell line in 24 (P< 0.001), 48 (P< 0.001) and 72 hours (P< 0.001) was significantly different. The nano-hydroxyapatite particles at 0.5 to 1 mg/ml had the highest cytotoxicity effect on human-derived oral epithelium cells in 24, 48 and 72 hours. Lower concentrations than 0.05 mg/ml had the best biocompatibility properties in 24, 48 and 72 hours. Conclusion: Hydroxyapatite nanoparticles had a good biocompatibility. The biocompatibility of hydroxyapatite nanoparticles were dose and time dependent. The lower concentrations than 0.05 mg/ml of nano-hydroxyapatite had the best biocompatibility over time.