Cellular responses to 3D printed dental resins produced using consumer versus High-End printers

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cardoso, Beatriz Sona
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/60219
Resumo: Objectives: The aim of this study was to evaluate the influence of different 3D dental printers and resins on human gingival fibroblasts behaviour. Materials and Methods: Three resins from NextDent (Denture 3D+, C&B MFH and Crowntec) were used to produce disc-shaped specimens on NextDent 5100 and Phrozen Sonic Mini 4K printers, using equivalent parameters in a total of 6 groups (N=20), with groups PD, PC and PT corresponding to Denture 3D+, C&B MFH and Crowntec printed on Phrozen printer, respectively and ND, NC and NT corresponding to Denture 3D+, C&B MFH and Crowntec printed on NexDent printer, respectively . Human gingival fibroblasts were cultured on specimens and biocompatibility evaluated at 1,3 and 7 days. IL-6 and IL-8 concentrations were evaluated at 3 days of culture using ELISA. Surface roughness was evaluated by a contact profilometer. SEM and fluorescence micrographs were analyzed at 1 and 7 days of growth. Statistical analyses were performed using SPSS 28.0 version and mean differences were tested using ANOVA and post-hoc Tukey tests (p< 0.05). Results: There was an increase in cellular growth after 7 days in culture in group PC and in group PT when compared to group PD (p=0,028 and p=0,203, respectively). ND group resulted in higher concentration of IL-6 when compared to PT group, and NC resulted in higher concentration of IL-8 when compared to ND, NT, PD and PT groups. No significant differences were found between groups regarding surface roughness. Conclusions: Within the limitations of the present study, NextDent 5100 and Phrozen Sonic Mini 4K performed similarly considering cell responses. The use of different 3D-printing resins influences in-vitro cellular behaviour of human fibroblasts. Surface roughness did not seem to be influenced using different printers or resins, if equivalent parameters are used.
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spelling Cellular responses to 3D printed dental resins produced using consumer versus High-End printersTeses de mestrado - 2023Saúde OralMedicina DentáriaObjectives: The aim of this study was to evaluate the influence of different 3D dental printers and resins on human gingival fibroblasts behaviour. Materials and Methods: Three resins from NextDent (Denture 3D+, C&B MFH and Crowntec) were used to produce disc-shaped specimens on NextDent 5100 and Phrozen Sonic Mini 4K printers, using equivalent parameters in a total of 6 groups (N=20), with groups PD, PC and PT corresponding to Denture 3D+, C&B MFH and Crowntec printed on Phrozen printer, respectively and ND, NC and NT corresponding to Denture 3D+, C&B MFH and Crowntec printed on NexDent printer, respectively . Human gingival fibroblasts were cultured on specimens and biocompatibility evaluated at 1,3 and 7 days. IL-6 and IL-8 concentrations were evaluated at 3 days of culture using ELISA. Surface roughness was evaluated by a contact profilometer. SEM and fluorescence micrographs were analyzed at 1 and 7 days of growth. Statistical analyses were performed using SPSS 28.0 version and mean differences were tested using ANOVA and post-hoc Tukey tests (p< 0.05). Results: There was an increase in cellular growth after 7 days in culture in group PC and in group PT when compared to group PD (p=0,028 and p=0,203, respectively). ND group resulted in higher concentration of IL-6 when compared to PT group, and NC resulted in higher concentration of IL-8 when compared to ND, NT, PD and PT groups. No significant differences were found between groups regarding surface roughness. Conclusions: Within the limitations of the present study, NextDent 5100 and Phrozen Sonic Mini 4K performed similarly considering cell responses. The use of different 3D-printing resins influences in-vitro cellular behaviour of human fibroblasts. Surface roughness did not seem to be influenced using different printers or resins, if equivalent parameters are used.RESUMO A técnica aditiva, também conhecida por impressão 3D, tem ganho popularidade nos últimos anos para produção de próteses removíveis totais, sendo considerada uma alternativa comparável à técnica subtrativa e permite uma relação custo-benefício mais vantajosa, ao requerer equipamentos menos dispendiosos e permitir a confeção de vários objetos simultaneamente. No entanto, está descrita na literatura uma escassez de estudos de biocompatibilidade referentes aos materiais utilizados e aos diferentes métodos de produção. Adicionalmente, apenas existe um estudo que compara a resposta celular a resinas impressas tridimensionalmente com uma impressora recomendada pelo fabricante e uma impressora third- party dispendiosa. Este estudo pretendeu avaliar as respostas celulares às resinas impressas em 3D, utilizando uma impressora recomendada pelo fabricante e uma impressora third-party de menor custo. Tendo em conta que as próteses removíveis estão em íntimo contato com a mucosa, a cultura celular de eleição foram os fibroblastos gengivais humanos, já que são o tipo celular dominante no tecido conjuntivo. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes impressoras 3D e resinas no comportamento dos fibroblastos. Como hipótese nula primária, consideramos que o uso de diferentes impressoras 3D com parametrização equivalente não influencia o comportamento celular in vitro de fibroblastos humanos. A hipótese nula secundária considerou que o uso de diferentes resinas não influenciaria o comportamento celular in vitro de fibroblastos humanos. Desta forma, foram selecionadas três resinas para impressão 3D da marca NextDent®, Denture 3D+ na cor Translucent Pink (NextDent®, Soesterberg, Holanda), C&B MFH na cor N1 (NextDent®, Zeist, Holanda) e Crowntec na cor A2 (SAREMCO®, Rebstein, Suíça). Foram selecionadas duas impressoras 3D NextDent 5100 (3D Systems®, Carolina do Sul, Estados Unidos da América) e Phrozen Sonic Mini 4K (Phrozen®, Hsinchu, Taiwan). Durante a utilização das impressoras foram usados parâmetros equivalentes, utilizando uma espessura de 50μm por camada e orientação vertical de impressão. As amostras foram alocadas em 6 grupos, num total de 20 amostras por grupo (N=20). As amostras foram produzidas em forma de disco, com 8mm de diâmetro e 3mm de espessura. Foram seguidas as indicações do fabricante e, após a impressão, foi realizado o protocolo de pós-polimerização, através da lavagem das amostras com etanol a 96% num banho ultrasónico e processo de cura através da NextDent LC-3D Print Box (NextDent®, Soesterberg, Holanda), durante 30 minutos. Fibroblastos gengivais humanos imortalizados foram cultivados em Dulbecco's Modified Eagle Medium (Lonza, Visp, Suíça), suplementado com 10% de soro fetal bovino (Biowest, Nuallié, França) e 1% de penicilina/estreptomicina (Lonza, Visp, Suíça). Foram realizados três ensaios (N=15), sendo que em cada ensaio, cinco amostras de cada grupo foram descontaminadas, colocadas em placas de 48 poços (Corning Inc®, Corning®, Nova Iorque, EUA) e semeadas na densidade de 5x103 células por poço. Um controlo negativo consistindo de células na mesma densidade semeadas em poços vazios foi utilizado em todos os ensaios, de modo a validar os ensaios realizados. A viabilidade e proliferação celulares foram avaliadas com o reagente Cell-TiterBlue® (Promega®, Madison, EUA), através da redução de resazurina, conforme o protocolo do fabricante. A taxa de conversão do corante azul não fluorescente foi determinada como intensidade de fluorescência em UA após 1, 3 e 7 dias de cultura, através de um leitor de microplacas multimodo (VICTOR NivoTM HH3500, PerkinElmer®, Pontyclun, Reino Unido). Para quantificar a IL-8 e IL-6 presentes no sobrenadante da cultura celular, foi utilizado o kit Human IL-8 /CXCL8 DuoSet ELISA e o kit Human IL-6 DuoSet ELISA (R&D Systems Inc®, Minneapolis, EUA), de acordo com as instruções do fabricante, sendo medidos às 72 horas de cultura. A absorvância foi medida utilizando um leitor de microplacas multimodo nos comprimentos de onda de 450nm e 540nm e, com base na curva de calibração, foram calculadas as concentrações de IL-8 e IL-6 em pg/mL. Para avaliar possíveis alterações na morfologia celular foi utilizada a microscopia eletrónica de varrimento (FEG-SEM) e microscopia de fluorescência, sendo que foram descontaminadas 4 amostras de cada grupo, semeadas com HGF-hTERT (nas mesmas condições mencionadas anteriormente) e fixadas com 1 e 7 dias de crescimento. Para microscopia de fluorescência, inicialmente as amostras foram lavadas com PBS filtrado (VWR®, Radnor, Pensilvânia, EUA) e fixadas com formaldeído (Pancreac Applichem, ITW Reagents Division, Darmstadt, Alemanha) a 4% por dez minutos. As células foram então permeabilizadas com 0,10% Triton X-100® (Sigma-Aldrich, Merck KGaA, Darmstadt, Alemanha) por cinco minutos e foi utilizada uma solução de Faloidina (Phalloidin FITC Reagent – ab235137, Abcam, Waltham, EUA) e uma solução de Iodeto de Propídio (Sigma- Aldrich, Merck KGaA, Darmstadt, Alemanha) para colorir o citoplasma e o núcleo, respetivamente. Para FEG-SEM, as amostras foram inicialmente lavadas com PBS e fixadas com glutaraldeído (Electron Microscopy Sciences, Hatfield, Reino Unido) a 2,5% durante uma hora. Foi realizado o processo de desidratação, utilizando concentrações sucessivamente maiores (de 20 a 100%) de etanol (Honeywell Riedel-de Haën, Seelze, Alemanha). No dia de observação a microscópio, um filme de ouro-paládio (Au-Pd) de 80-20% de massa foi colocado sobre as amostras e estas foram observadas com uma voltagem de aceleração de 10kV com sucessivas ampliações. Para avaliação da rugosidade de superfície, foi realizada perfilometria de contacto, utilizado o Tencor Alpha-step 200 Profilometer, com uma ponta de 12,5μm de diâmetro, a uma distância de 400μm e com uma força de 11mg. A análise estatística foi realizada utilizando IBM SPSS Statistics 28,0 para macOs (SPSS, Chicago, EUA) e GraphPad Prism 9 para macOs (GraphPad Software, Inc. San Diego CA, EUA). A distribuição de normalidade foi avaliada para todas as amostras utilizando o teste de Kolgromov-Smirnov. A comparação entre os grupos foi realizada com base na análise de variância (ANOVA) de uma via, coadjuvante aos testes post-hoc de Tukey. O nível de significância foi definido como p<0,05 e todos os resultados foram apresentados como média ± desvio padrão (DP). Foi observado um aumento significativo do crescimento celular após 7 dias em cultura no grupo PC (impresso com a resina C&B MFH, pela impressora Phrozen Sonic Mini 4K) e no grupo PT (impresso com a resina Crowntec, pela impressora Phrozen Sonic Mini 4K), quando comparado ao grupo PD (impresso com a resina Denture 3D+, pela impressora Phrozen Sonic Mini 4K) (p=0,028 e p=0,203, respectivamente). Não foram observadas diferenças significativas, em qualquer momento, ao comparar grupos produzidos com a impressora NextDent 5100 e a impressora Phrozen Sonic Mini 4K. Ao comparar a viabilidade celular por resina, foi verificada uma diminuição significativa da viabilidade da resina Denture 3D+, face à resina Crowntec após 1 dia (p<0,001). Ao terceiro e sétimo dia, existiu uma diminuição significativa da viabilidade na resina Denture 3D+, comparativamente à resina C&B MFH (p=0,008 no dia 3 e p=0,002 no dia sete) e Crowntec (p<0,001 no dia 3 e 7). Não foi verificada uma diferença significativa entre as resinas C&B MFH e Crowntec. Relativamente à resposta inflamatória, foi verificada uma maior concentração de IL-6 do grupo ND (impresso com a resina Denture 3D+, pela impressora NextDent 5100) face ao grupo PT. Foi também verificada uma maior concentração de IL-8 do grupo NC (impresso com a resina C&B MFH, pela impressora NextDent 5100) face aos grupos ND, NT (impresso com Crowntec, pela impressora NextDent 5100), PD e PT. Relativamente à morfologia celular, foi observado que grupo PT apresentava uma maior distribuição e adesão de fibroblastos e que os mesmos apresentavam uma aparência fusiforme. Os fibroblastos existentes nas amostras do grupo PD apresentavam uma aparência mais achatada e estreita, com menos prolongamentos celulares. Relativamente à rugosidade de superfície, não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos. Tendo em conta os resultados deste estudo, é possível concluir que as impressoras NextDent 5100 e Phrozen Sonic Mini 4K apresentaram um desempenho semelhante, considerando as respostas celulares. Desta forma, a hipótese primária nula foi aceite. É possível também concluir que o uso de diferentes resinas influencia o comportamento celular in-vitro de fibroblastos humanos, evidenciado pelas diferenças significativas encontradas nos 3 momentos de viabilidade celular. Desta forma, a hipótese secundária nula foi rejeitada. A resina Denture 3D+ apresentou o pior comportamento celular, sendo que são necessários mais estudos, de modo a determinar se esta resina é compatível com o uso a longo prazo, necessário para a utilização de uma prótese removível. Podemos concluir que a resina C&B MFH promove uma proliferação celular semelhante à resina Crowntec, sendo uma opção menos dispendiosa. Adicionalmente, a rugosidade da superfície não parece ser influenciada pelo uso de diferentes impressoras ou resinas, se forem utilizados parâmetros equivalentes.Marques, Joana Rita Oliveira FariaCruz, Mariana Freitas Brito daRepositório da Universidade de LisboaCardoso, Beatriz Sona2023-11-07T16:00:46Z2023-07-262023-07-26T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/60219TID:203351746porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T17:09:48Zoai:repositorio.ul.pt:10451/60219Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:09:56.102238Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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