İnsandan elde edilen dental pulpa örneklerinin reolojik karakterizasyonu

Abstract

Dental pulpa enfeksiyonları, kendiliğinden iyileşme yeteneğine sahip olmadığından klinik yöntemlerle probleme çözüm aranmaktadır. Güncel klinik uygulama, kanal tedavisi olup bu yöntemin sonunda diş damarsız ve sinirsiz bir organ haline dönüşmekte ve daha kırılgan hale gelmektedir. Rejeneratif mühendislik yaklaşımıyla bu problemin çözülebileceği önerilmekle birlikte, literatürde bu yaklaşımın önemli bir parçası olan biyomateryal seçimi ile ilgili önemli bilgi eksikliği bulunmaktadır. Güncel araştırma çalışmalarında diş pulpa dokusu için kullanılan biyomateryaller ve biyolojik taşıyıcılar, diş pulpası dokusu materyal özellikleri hakkında yeterli veri olmaması sebebiyle deneme yanılma yöntemiyle seçilmektedir. Bu verilere dayanarak, bu çalışmanın amacı insan yirmi yaş dental pulpa dokusunun biyomekanik ve viskoelastik özelliklerinin araştırılması olarak belirlenmiştir. Bu çalışma, insan dental pulpa materyal özelliklerini ilk defa değerlendiriyor olması bakımından özgün bir nitelik taşımaktadır. Pulpa dokusu, doğrusal viskoelastik özellikler (kayıp ve depolama modülüsleri) ve stres-gevşeme ile tek eksenli basma mukavemeti bakımından değerlendirilmiştir. Bulgulara göre, diş pulpası %0,1 ile %10 aralığındaki açısal yer değiştirmelerde doğrusal viskoelastik özellik göstermektedir. Bu verilere dayanılarak, %10 yer değiştirme değerinde yapılan analizler, pulpa dokusunun 0,1-100 rps frekans aralığında jelimsi bir yapıya sahip olduğunu ortaya koymaktadır. İnsan pulpa dokusunun depolama modülüsünün (G') 2000 ve 7000 Pa arasındaki değerlere, kayıp modülüsünün de (G'') 1000 Pa civarında değerlere sahip olduğu görülmüştür. Diş pulpasının %10 sıkıştırma altındaki normal stres değeri ve Young modülüsü, sırasıyla, 39,1±20,4 kPa ve 5,5±2,8 kPa olarak ölçülmüştür. Elde edilen bulgular ışığında, insan diş pulpası rejenerasyonu çalışmalarının gerçekleştirilmesi sürecinde bu özelliklerin göz önünde bulundurulmasının doğru biyomateryal seçimi açısından faydalı olacağı değerlendirilmektedir.

Dental pulp tissue, once infected, demonstrates limited self-healing capacity, and root canal procedure remains as the best option to remedy this clinical problem. Unfortunately, this procedure requires removal of native pulp tissue, and filling the canal with a polymer. This results with a devascularized and devitalized tooth with no nerves, potentially leading to a brittle structure. Regenerative engineering, by definition, may be able to solve this problem, however, there is a lack of knowledge for the selection of appropriate biomaterials. Availability of material properties as well as biological properties of native tissues are critical for biomaterial design and synthesis for regenerative engineering purpases. Until recently, selection of biomaterials and biomolecule carriers for dental pulp regeneration has been done randomly or based on experience mainly due to the absence of benchmark data for dental pulp tissue. This study, therefore, for the first time, characterizes the linear viscoelastic material functions under oscillatory shear and compression as well as compressive properties of human dental pulp tissues harvested from wisdom teeth. The results revealed a gel-like behavior of the pulp tissue over the frequency range of 0.1–100 rps. Human dental pulp tissue possessed storage modulus (G') values changing between 2000-7000Pa, and loss modulus (G`) values of around 1000Pa on average. Uniaxial compression tests generated peak normal stress and compressive modulus values of 39.1±20.4 kPa and 5.5±2.8 kPa, respectively. Taken collectively, the linear viscoelastic and uniaxial compressive properties of the human dental pulp tissue reported here should enable the better tailoring of biomaterials or biomolecule carriers to be employed in dental pulp regeneration.