共添加二酸化チタンナノ粒子は、オフィスホワイトニング用過酸化水素ジェルの細胞毒性を低下させる

Co-doped titanium dioxide nanoparticles decrease the cytotoxicity of experimental hydrogen peroxide gels for in-office tooth bleaching.

抄録

目的:

窒素とフッ素を共添加した二酸化チタンナノ粒子（NP）を配合し、バイオレットLEDライト（LT）を照射した実験的な6％および35％過酸化水素ゲル（HP6またはHP35）の有効性と細胞毒性を評価すること。

OBJECTIVE: To evaluate the efficacy and cytotoxicity of experimental 6% and 35% hydrogen peroxide gels (HP6 or HP35) incorporated with titanium dioxide nanoparticles (NP) co-doped with nitrogen and fluorine and irradiated with a violet LED light (LT).

方法:

人工歯髄室に適合させた牛エナメル象牙質ディスクを漂白に無作為に割り付けた（n=8/群）：NC（陰性対照）、NP、HP6、HP6+LT、HP6+NP、HP6+NP+LT、HP35、HP35+LT、HP35+NP、HP35+NP+LT、市販HP35（COM）。色調（ΔE）と白色度指数（ΔWI）の変化は、漂白前と漂白14日後に測定した。1回目終了後に採取した抽出液（培養液＋拡散ゲル成分）を歯牙芽細胞様MDPC-23細胞に塗布し、生存率、酸化ストレス、形態を評価した。円盤を通して拡散したHPの量を測定した。データは一般化線形モデルまたはKruskal Wallis検定（α=5%）で解析した。結果：HP6+NP+LTは、HP6より高いΔEとΔWIを示し（p<0.05）、すべてのHP35群と同様であった。HP6+NP+LTは、HP拡散が最も低く、細胞生存率（%）は漂白群の中で最も高く、細胞形態と生細胞数はNCおよびNPと同様であった。HP6+LT、HP6+NP、HP6+NP+LTは、漂白群の中で最も低い細胞酸化ストレスを示した（p<0.05）。HP35、HP35+LTおよびHP35（COM）は、細胞生存率が最も低かった。

METHODS: Bovine enamel-dentin disks adapted to artificial pulp chambers were randomly assigned to bleaching (n = 8/group): NC (negative control), NP, HP6, HP6 + LT, HP6 + NP, HP6 + NP + LT, HP35, HP35 + LT, HP35 + NP, HP35 + NP + LT, and commercial HP35 (COM). Color (ΔE) and whiteness index (ΔWI) changes were measured before and 14 days after bleaching. The extracts (culture medium + diffused gel components) collected after the first session were applied to odontoblast-like MDPC-23 cells, which were assessed concerning their viability, oxidative stress, and morphology. The amount of HP diffused through the disks was determined. Data were analyzed by generalized linear models or Kruskal Wallis Tests (α = 5%).  RESULTS: HP6 + NP + LT exhibited ΔE and ΔWI higher than HP6 (p < 0.05) and similar to all HP35 groups. HP6 + NP + LT showed the lowest HP diffusion, and the highest cell viability (%) among bleached groups, preserving cell morphology and number of living cells similar to NC and NP. HP6 + LT, HP6 + NP, and HP6 + NP + LT exhibited the lowest cell oxidative stress among bleached groups (p < 0.05). HP35, HP35 + LT, and HP35 (COM) displayed the lowest cell viability.

結論:

HP6は、ナノ粒子を組み込んで光照射した場合、HP35ゲルよりも有意に高い色および白色度指数の変化を達成し、細胞毒性も低かった。ナノ粒子は、HP濃度に関係なく、細胞生存率を有意に増加させ、過酸化水素の拡散と酸化ストレスを減少させた。

CONCLUSION: HP6 achieved significantly higher color and whiteness index changes when incorporated with nanoparticles and light-irradiated and caused lower cytotoxicity than HP35 gels. The nanoparticles significantly increased cell viability and reduced the hydrogen peroxide diffusion and oxidative stress, regardless of HP concentration.

臨床的意義:

HP6ゲル内にバイオレット照射と組み合わせた共ドープ二酸化チタンナノ粒子を組み込むことで、HP6単独よりも知覚可能で受容可能な高い効果を促進し、HP35が提供する最適な審美的結果に到達する可能性がある。このアプローチはまた、細胞毒性によるダメージを軽減し、その結果、歯の知覚過敏を軽減することが期待される。

CLINICAL SIGNIFICANCE: Incorporation of co-doped titanium dioxide nanoparticles combined with violet irradiation within the HP6 gel could promote a higher perceivable and acceptable efficacy than HP6 alone, potentially reaching the optimal esthetic outcomes rendered by HP35. This approach also holds the promise of reducing cytotoxic damages and, consequently, tooth sensitivity.