Khả năng bám dính in vitro của nguyên bào xương người lên xi măng trám bít ống tủy calcium silicate

Nghiên cứu Y học

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018

KHẢ NĂNG BÁM DÍNH IN VITRO CỦA NGUYÊN BÀO XƯƠNG NGƯỜI
LÊN XI MĂNG TRÁM BÍT ỐNG TỦY CALCIUM SILICATE
Võ Thị Thủy Tiên*, Trần Xuân Vĩnh**

TÓM TẮT
Mở đầu: Sự bám dính tế bào là bước đầu tiên trước khi tế bào có thể tăng sinh, biệt hóa và sản xuất khuôn
ngoại bào trên chất nền. Do đó, đây được xem là một trong những tiêu chuẩn đánh giá tương hợp sinh học của
vật liệu.
Mục tiêu: Nghiên cứu này nhằm khảo sát khả năng bám dính của nguyên bào xương người lên xi măng
trám bít ống tủy nền tricalcium silicate mới (BioRoot RCS; Septodont, Saint-Maur-des-Fossés, Pháp).
Đối tượng – Phương pháp nghiên cứu: Tạo và xử lý các khối xi măng BioRoot RCS, sau đó cấy chuyển
nguyên bào xương người lên bề mặt vật liệu. Cố định mẫu vật liệu tế bào rồi quan sát dưới kính hiển vi điện tử
quét (SEM).
Kết quả: Hình ảnh quan sát SEM cho thấy có sự bám dính của nguyên bào xương người trên bề mặt xi
măng.
Kết luận: BioRoot RCS có tính chất thuận lợi cho sự bám dính của nguyên bào xương người lên bề mặt vật
liệu.
Từ khóa: bám dính tế bào, BioRoot RCS, nguyên bào xương người, xi măng trám bít ống tủy calcium
silicate.

ABSTRACT
IN VI TRO CELL ATTACHMENT OF HUMAN OSTEOBLASTS ON CALCIUM SICILATE-BASED
ROOT CANAL SEALER
Vo Thi Thuy Tien, Tran Xuan Vinh * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 22 - No 3- 2018: 232 - 236
Background: Cell attachment is the first step before cells can proliferate, differentiate and produce
extracellular matrix on substrate. Thus, it is generally considered as one of criteria for evaluating biological
properties of materials.

Objectives: The aim of this study was to assess cell adhesion of human osteoblasts on a newly developed
calcium silicate-based root canal sealer BioRoot RCS (Septodont, Saint-Maur-des-Fossés, France).
Method: BioRoot RCS samples were prepared and treated prior to seeding human osteoblasts onto the
surfaces. Material-cell samples were fixed and then observed under scanning electron microscopy (SEM).
Result: The observation showed that human osteoblasts adhered onto surface of BioRoot RCS.
Conclusion: BioRoot RCS had favorable properties for the attachment of human osteoblasts onto its surface.
Key words: Cell attachment, BioRoot RCS, human osteoblasts, calcium silicate-based root canal sealer.
hiển vi điện tử quét (SEM) là một công cụ hữu
MỞ ĐẦU
ích giúp hỗ trợ quan sát hình thái tế bào và sự
Khảo sát sự bám dính của tế bào lên bề mặt
tương tác giữa vật liệu tế bào, từ đó cung cấp
vật liệu sinh học từ lâu là một lĩnh vực được
thông tin quan trọng về tính tương hợp sinh học
quan tâm và nghiên cứu nhiều. Trong đó, kính
* Khoa Răng-Hàm-Mặt, Đại học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh
** Bộ môn Nha khoa cơ sở, Khoa Răng-Hàm-Mặt, Đại học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh
Tác giả liên lạc: TS. Trần Xuân Vĩnh
ĐT: 0946920818
Email:

232


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018
của vật liệu(1).
Những vật liệu nền calcium silicate như
ProRoot
MTA
(Dentsply,

Montigny-leBretonneux, Pháp) và Biodentine (Septodont,
Saint-Maur-des-Fossés, Pháp) đã được chứng
minh là có hoạt tính sinh học(4,5). Nhiều nghiên
cứu đã ghi nhận được sự bám dính của các loại
tế bào khác nhau trên loại vật liệu này, chẳng
hạn như tế bào gốc tủy răng người(11), tế bào gốc
trung mô(9), nguyên bào sợi dây chằng nha chu(2),
dòng tạo cốt bào người MG-63(3).
Trên cơ sở đó, một xi măng trám bít ống
tủy nền calcium silicate mới là BioRoot RCS
(Septodont, Saint-Maur-des-Fossés, Pháp) đã
được phát triển và biến đổi từ Biodentine. Nó
gồm bột chứa tricalcium silicate, zirconium
oxide và povidone, cùng với chất lỏng nền
nước chứa calcium chloride và polymer giảm
nước. Thành phần của BioRoot RCS đã được
biến đổi so với Biodentine để phù hợp với việc
thao tác trong ống tủy và tránh gây đổi màu
răng, do đó có thể ảnh hưởng đến tính chất
sinh học của xi măng. Vì vậy, chúng tôi tiến
hành nghiên cứu “Khả năng bám dính in vitro
của nguyên bào xương người lên xi măng
trám bít ống tủy nền calcium silicate”.

ĐỐITƯỢNG-PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU
Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng nguyên bào xương
người (được biệt hóa từ tế bào gốc trung mô thu
nhận từ mô mỡ) được cung cấp bởi Bộ môn MôPhôi-Di truyền, Trường Đại học Y khoa Phạm
Ngọc Thạch.

Nghiên cứu khảo sát xi măng trám bít ống
tủy nền calcium silicate BioRoot RCS (Septodont,
Saint-Maur-des-Fossés, Pháp), dạng bột và chất
lỏng, số lô B18997, hạn sử dụng tháng 08/2018.
Phương pháp nghiên cứu
Thời gian nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 11/2016
đến tháng 05/2017.

Nghiên cứu Y học
Thiết kế nghiên cứu
Nghiên cứu in vitro có nhóm chứng.
Quy trình nghiên cứu
- Trộn BioRoot RCS theo hướng dẫn của nhà
sản xuất (tỷ lệ 1 muỗng bột : 5-7 giọt chất lỏng,
thời gian làm việc 10 phút), cho vào khuôn có
đường kính 4 mm và chiều cao 1 mm, chờ đến
khi xi măng đông (thời gian đông 4 giờ).
- Ngâm khối xi măng trong dung dịch muối
đệm phosphate (PBS)trong 2 tuần với tỷ lệ
1:9,v/v. Thay dung dịch PBS mới mỗi 2 ngày.Sau
2 tuần, rửa khối xi măng bằng nước cất rồi hấp
khử trùng. Tiếp theo, ngâm khối xi măng trong
môi trường biệt hóa và nuôi cấy nguyên bào
xương (gọi tắt là môi trường biệt hóa) rồi bảo
quản trong tủ nuôi tế bào.
- Sau 24 giờ, thu nhận nguyên bào xương và
chuyển lên bề mặt BioRoot RCS với mật độ 107108 tế bào/cm2.Ngâm khối xi măng-tế bào trong
môi trường biệt hóa thêm 24 giờ trong tủ nuôi tế
bào.Sau đó, hút bỏ môi trường, rửa sạch nhẹ

nhàng khối xi măng-tế bào bằng dung dịch PBS
lạnh 3 lần.
- Cố định mẫu bằng dung dịch NBF 4% với
tỷ lệ 1:9,v/v trong 45 phút.Rửa lại bằng nước cất
3 lần.Khử nước bằng cách ngâm mẫu lần lượt
trong dung dịch ethanol 25%, 50%, 70%, 90%,
100% với tỷ lệ 1:9, v/v trong 5 phút ở mỗi nồng
độ.Để khô ở nhiệt độ phòng.
- Quan sát mẫu dưới kính hiển vi điện tử
quét (SEM) để xác định sự hiện diện của nguyên
bào xương người phát triển trên bề mặt BioRoot
RCS. Ngoài ra, khối xi măng BioRoot RCS không
cấy chuyển nguyên bào xương(chứng âm) cũng
được khảo sát bằng SEM để xác định tính chất bề
mặt của vật liệu.

KẾT QUẢ
Hình ảnh SEM cho thấy bề mặt xi măng
BioRoot RCS nhám, có các vi lỗ (vòng tròn)
và có sự hiện diện của nguyên bào xương
người (mũi tên) trên bề mặt xi măng (Hình
1). Bề mặt xi măng BioRoot RCS có các vi lỗ

233


Nghiên cứu Y học
với kích thước khoảng 10 μl và các nguyên
bào xương hình tròn hoặc đa diện bám dính

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018
lên bề mặt xi măng (Hình 2).

Hình 1. Cấu trúc bề mặt xi măng và sự bám dính của nguyên bào xương người lên bề mặt xi măng (độ phóng đại
x300). Hình ảnh SEM cho thấy (A) bề mặt xi măng BioRoot RCS nhám, có các vi lỗ (vòng tròn) và (B) có sự hiện
diện của nguyên bào xương người (mũi tên)trên bề mặt xi măng.

Hình 2. Cấu trúc bề mặt xi măng và sự bám dính của nguyên bào xương người trên bề mặt xi măng (độ phóng
đại x1000). Hình ảnh SEM cho thấy (A) bề mặt xi măng BioRoot RCS có các vi lỗ với kích thước khoảng 10
μl (vòng tròn) và (B) có các nguyên bào xương hình tròn hoặc đa diện (mũi tên) bám dínhlên bề mặt xi
măng.

BÀN LUẬN
Những tiến bộ trong kỹ thuật nuôi cấy tế bào
đã cung cấp một mô hình hữu ích để đánh giá
tính tương hợp sinh học in vitro của vật liệu. Các
tế bào từ các mô hoặc cơ quan khác nhau của
động vật có vú sẽ được sử dụng để xác định
những chức năng của tế bào như bám dính, di
cư, tăng sinh, tổng hợp và lắng đọng các chất
nền ngoại bào trên vật liệu. Tuy nhiên, cần lưu ý

234

một điều rằng tế bào nuôi cấy từ những mô khác
nhau sẽ biểu hiện các enzyme chuyển hóa khác
nhau, từ đó có thể ảnh hưởng đến tính nhạy cảm
với các sản phẩm gây độc ngoại sinh của tế bào.
Y văn đã cho thấy dòng tế bào sarcom xương
người (MG-63 và Saos-2) là những tế bào được

sử dụng phổ biến nhất để đánh giá khả năng
bám dính tế bào của vật liệu nền calcium
silicate(1). Cả hai dòng tế bào nói trên đều sở hữu


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018

Nghiên cứu Y học

một số đặc trưng của nguyên bào xương; tuy

vật liệu để phản ứng cộng nước tiếp tục xảy ra

nhiên, chúng lại biểu hiện chức năng phân tử và

và phóng thích calcium hydroxide. Calcium

tế bào bất thường do sự thay đổi nhiễm sắc thể .

hydroxide sẽ phân ly thành ion calcium và ion

Do đó, nghiên cứu của chúng tôi đã sử dụng

hydroxyl. Các ion này sẽ phản ứng với ion

nguyên bào xương người được phân lập và nuôi

phosphate trong dịch sinh lý tạo thành các tinh

cấy theo quy trình chuẩn

thể hydroxyapatite, từ đó tạo ra bề mặt năng

(6)

(12)

để đánh giá chính

xác hơn khả năng bám dính của tế bào .
(7)

Mẫu vật liệu calcium silicate thường được
khảo sát SEM sau khi đông bởi vì vật liệu ở dạng

động tương hợp với tế bào. Đây có thể là cơ sở
giải thích cho sự bám dính của nguyên bào
xương trên bề mặt BioRoot RCS.

mới trộn thường phóng thích một lượng đáng kể

Mặc dù SEM cung cấp thông tin hữu ích về

các sản phẩm hóa học phụ gây độc tế bào. Tuy

khả năng bám dính tế bào trên vật liệu nhưng

nhiên, trong thực tế lâm sàng, những sản phẩm

nó chủ yếu là phân tích định tính. Do đó,

phụ này thường bị hòa tan trong dịch mô kẽ và

những thử nghiệm sự bám dính định tính

bị thải trừ qua mạch máu , do đó chúng tôi cũng

và/hoặc định lượng luôn cần kết hợp với các

khảo sát các mẫu BioRoot RCS sau khi đông.

thử nghiệm khác về sự tăng sinh và độ sống tế

(8)

Hình ảnh SEM trong nghiên cứu của chúng

bào để đánh giá toàn diện tính tương hợp sinh

tôi cho thấy có sự bám dính của nguyên bào

học của một vật liệu.

xương người trên bề mặt BioRoot RCS, đa số có

KẾT LUẬN

hình dạng tròn và một số có hình đa diện (Hình

Kết quả nghiên cứu cho thấy nguyên bào

1). Điều này có thể là do những chất còn sót lại

xương người có khả năng bám dính lên bề mặt

sinh ra từ phản ứng hóa học giữa vật liệu

BioRoot RCS. Như vậy, xi măng trám bít ống tủy

calcium silicate với hóa chất sử dụng trong quá

nền calcium silicate BioRoot RCS là vật liệu có

trình xử lý, từ đó làm phức tạp việc diễn giải

tính tương hợp sinh học tốt.

hình thái tế bào. Do BioRoot RCS là một vật liệu
mới nên những nghiên cứu về nó còn khá khiêm

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

tốn, đặc biệt là chưa có nghiên cứu nào khảo sát
khả năng bám dính của tế bào lên xi măng này

2.

để có thể so sánh với kết quả trong nghiên cứu
của chúng tôi. Tuy nhiên, hình ảnh quan sát

được trong nghiên cứu này cũng phù hợp với
những nghiên cứu khác về khả năng bám dính

3.

tế bào trên vật liệu có thành phần tương tự như
MTA hay Biodentine(3).

4.

Khi quan sát bề mặt BioRoot RCS, chúng tôi
nhận thấy bề mặt của xi măng này nhám và có
các vi lỗ (Hình 2). Theo Sarkar và cộng sự(10),

5.

những vi lỗ trên bề mặt vật liệu calcium silicate

6.

sẽ cho phép nước thâm nhập vào bên trong khối

Ahmad A (2014). Cell attachment properties of Portland
cement-based endodontic materials: biological and
methodological considerations. J Endod, 40(10): 1517-1523.
Akbulut MB, Uyar Arpaci P, Unverdi Eldeniz A (2016). Effects
of novel root repair materials on attachment and
morphological behaviour of periodontal ligament fibroblasts:
Scanning electron microscopy observation. Microsc Res Tech,
79(12): 1214-1221.

Attik GN, Villat C, Hallay F et al (2014). In vitro
biocompatibility of a dentine substitute cement on human
MG63 osteoblasts cells: BiodentineTM verus MTA(®. IntEndod
J, 47(12): 1133-1141.
Gandolfi MG, Iezzi G, Piattelli A et al (2017). Osteoinductive
potential and bone-bonding ability of ProRoot MTA, MTA
Plus and Biodentine in rabbit intramedullary model:
Microchemical characterization and histological analysis. Dent
Mater, 33(5): e221-e238.
Han L, Okiji T (2013) Bioactivity evaluation of three calcium
silicate-based endodontic materials. Int Endod J, 46(9): 808-814.
Pautke C, Schieker M, Tischer T et al (2004). Characterization
of osteosarcoma cell lines MG-63, Saos-2 and U-2OS in

235


Nghiên cứu Y học

7.

8.

9.

10.

236

comparison to human osteoblasts. Anticancer Res, 24: 37433748.

Pérez AL, Spears R, Gutmann JL, Opperman LA (2003).
Osteoblasts and MG-63 osteosarcoma cells behave differently
when in contact with ProRoot MTA and White MTA.
IntEndod J, 36(8): 564-570.
Perinpanayagam H (2009). Cellular response to mineral
trioxide aggregate root-end filling materials. J Can Dent Assoc,
75: 369-372.
Sara AA, Sarah S Al-F, Razan AA et al (2016). Biocompatibility
and Mineralization Potential of ProRoot Mineral Trioxide
Aggregate and Biodentine on Mesenchymal Stem Cells. J
Biomater Tissue Eng, 6(4): 323-328.
Sarkar NK, Caicedo R, Ritwik P et al (2005). Physicochemical
basis of the biologic properties of mineral trioxide aggregate. J
Endod, 31(2): 97-100.

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018
11.

12.

Tomás-Catalá CJ, Collado-González M, García-Bernal D et al
(2017). Biocompatibility of New Pulp-capping Materials
NeoMTA Plus, MTA Repair HP, and Biodentine on Human
Dental Pulp Stem Cells. J Endod, S0099-2399(17): 30906-8. 4
Tran CT, Gargiulo C, Thao HD et al (2011). Culture and
differentiation of osteoblasts on coral scaffold from human
bone marrow mesenchymal stem cells. Cell and Tissue Banking,
12(4): 247-261.

Ngày nhận bài báo:

28/01/2018

Ngày phản biện nhận xét bài báo:

05/03/2018

Ngày bài được đăng:

10/05/2018