ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΟΔΟΝΤΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΗΣ ΤΩΝ ΟΔΟΝΤΙΚΩΝ ΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝΔΟΔΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: Δ. ΤΖΙΑΦΑΣ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΔΙΑΤΡΗΣΕΩΝ ΤΟΥ ΥΠΟΠΟΛΦΙΚΟΥ ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΣ. ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΙΣΤΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΕ ΣΚΥΛΟΥΣ. ΖΑΪΡΗ ΑΝΝΑ ΟΔΟΝΤΙΑΤΡΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2013 1

ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Θεόδωρος Λαμπριανίδης (επιβλέπων καθηγητής) Δημήτριος Τζιαφάς, καθηγητής Παναγιώτης Μπελτές, καθηγητής ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Θεόδωρος Λαμπριανίδης, καθηγητής Δημήτριος Τζιαφάς, καθηγητής Παναγιώτης Μπελτές, καθηγητής Νικόλαος Οικονομίδης, αναπληρωτής καθηγητής Χρήστος Γκόγκος, επίκουρος καθηγητής Ουρανία Παντελίδου, επίκουρος καθηγήτρια Λεωνίδας Βασιλειάδης, αναπληρωτής καθηγητής 2

Περιεχόμενα ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 5 2. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΕ ΔΙΑΤΡΗΣΕΙΣ ΥΠΟΠΟΛΦΙΚΟΥ 7 ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΣ Αμάγαλμα 8 Υαλοϊονομερείς κονίες 9 Σύνθετες ρητίνες 11 IRM 11 Super-EBA 12 MTA (mineral trioxide aggregate) 14 Cavit 15 Γουταπέρκα 16 2.1 Ουδέτερα Στρώματα 17 Υδροξείδιο του Ασβεστίου - Ca (OH) 2 17 Υδροξυαπατίτης - Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH) 17 Φωσφορικό τριασβέστιο - Ca 3 (PO 4 ) 2 18 Αιμοστατικοί παράγοντες 18 Θειϊκό Ασβέστιο (Plaster of Paris, Capset) 19 3. ΑΥΞΗΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ 19 Τα αρχέγονα κύτταρα (Stem cells) 22 Μορφογενετικοί παράγοντες (Morphogenetic proteins) 24 Υποστρώματα 27 Μετατρεπτικός Αυξητικός Παράγοντας β-1 (TGF-β1) 28 Μορφογενετική Πρωτεΐνη OP-1 (BMP-7) 30 Βασικός Αυξητικός Παράγοντας των Ινοβλαστών (bfgf) 33 Αυξητικός Παράγοντας Προσομοιάζων της Ινσουλίνης (IGF-1) 34 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 4.1 ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 37 4.2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ 37 4.2.α Υλικά της έρευνας 37 4.3 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 38 4.3.α Δεοντολογία του πειραματισμού 38 4.3.β Πειραματική διαδικασία 38 4.3.γ Η ιστολογική προετοιμασία 41 4.3.δ Κριτήρια ιστολογικής μελέτης 41 5. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 43 Φλεγμονώδης κυτταρική διήθηση 44 Επιθηλιακή αντίδραση 47 Απορρόφηση οστού-οστεΐνης 49 Σχηματισμός οστού, οστεϊνης και συνδετικού ιστού 55 6. ΣΥΖΗΤΗΣΗ 58 7. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 68 8. ΠΕΡΙΛΗΨΕΙΣ 69 9. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 71 10. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 88 3

Πρόλογος Οι διατρήσεις ιατρογενούς αιτιολογίας αποτελούν ένα από τα συμβάμματα στην ενδοδοντική θεραπεία. Σημαντικό παράγοντα για την πρόγνωση εξέλιξης της διάτρησης του ενδοδοντικά θεραπευμένου δοντιού, συνιστά η επιλογή εμφρακτικού υλικού αντιμετώπισης της διάτρησης. Η σύγχρονη βιβλιογραφία αναφέρει ότι για την αποκατάσταση της διάτρησης έχει χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν μεγάλο πλήθος υλικών και μεγάλη ποικιλία ως προς τη σύστασή τους (π.χ. το IRM, η Super-EBA, υαλοϊονομερείς κονίες, το cavit, ο υδροξυαπατίτης, το φωσφορικό τριασβέστιο, η γουταπέρκα, το αμάλγαμα κ.α.). Βέβαια τα τελευταία χρόνια φαίνεται να επικρατεί ως υλικό εκλογής το MTA (Mineral Trioxide Aggregate), γεγονός που υποστηρίζουν και αρκετές πειραματικές ex vivo εργασίες και κλινικές μελέτες, οι οποίες αναφέρονται στις ιδιότητες και τη χρήση του ΜΤΑ για τις διατρήσεις. Πέρα όμως από τα συμβατικά υλικά που αναφέρθηκαν, νέες θεραπευτικές μέθοδοι με τη χρήση βιολογικά ενεργών υλικών δίνουν προτεραιότητα στη φυσική δυνατότητα αναγέννησης των οδοντικών και περιοδοντικών ιστών. Οι αυξητικοί παράγοντες είναι πολυπεπτίδια που συνδέονται με υποδοχείς υψηλής συνάφειας της κυτταρικής μεμβράνης για να μεταφέρουν μηνύματα στον πυρήνα μέσω πολύπλοκων διαδικασιών. Υπάρχουν μάλιστα αρκετές δημοσιευμένες εργασίες σχετικά με την εφαρμογή αυξητικών παραγόντων στη γναθοχειρουργική και την εμφυτευματολογία για την πλήρωση οστικών ελλειμμάτων και στην ενδοδοντία για την άμεση ή έμμεση κάλυψη πολφού και για την ανάστροφη έμφραξη., Ωστόσο, η επισκόπηση της βιβλιογραφίας έδειξε ότι δεν υπάρχουν έρευνες σχετικές με την εφαρμογή αυξητικών παραγόντων κατά την αντιμετώπιση των ιατρογενών διατρήσεων του υποπολφικού τοιχώματος. Η διαπίστωση του συγκεκριμένου βιβλιογραφικού κενού σε συνδυασμό με την καθοδήγηση του καθηγητή κ. Θεόδωρου Λαμπριανίδη και την υποστήριξη του καθηγητή κ. Δημήτρη Τζιαφά, αποτέλεσαν το έναυσμα για την εκπόνηση της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Η διατριβή αυτή περιλαμβάνει δύο μέρη, το Γενικό Μέρος και το Ειδικό Μέρος. Το Γενικό Μέρος αποτελείται από την Εισαγωγή (κεφάλαιο 1), το κεφάλαιο 2 το οποίο αφορά την εφαρμογή συμβατικών υλικών σε διατρήσεις υποπολφικού τοιχώματος και το κεφάλαιο 3 που αναφέρεται στους αυξητικούς παράγοντες. 4

Το Ειδικό Μέρος περιλαμβάνει το σκοπό της παρούσας ερευνητικής εργασίας, τα υλικά και τις μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν, τη δεοντολογία του πειραματισμού, την πειραματική διαδικασία, την ιστολογική προετοιμασία, τα αποτελέσματα, τη συζήτηση και τα συμπεράσματα. Στο Παράρτημα, το οποίο ακολουθεί περιλαμβάνεται η δημοσιευμένη εργασία με τα ευρήματα της διδακτορικής διατριβής στο περιοδικό International Endodontic Journal. Ολοκληρώνοντας το σύντομο αυτό πρόλογο αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω τους ανθρώπους που συνέβαλαν στην ολοκλήρωση αυτής της προσπάθειας. Οφείλω να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες στον επιβλέποντα καθηγητή κ. Θόδωρο Λαμπριανίδη για τη συνεχή ενθάρρυνση και παρότρυνσή του και τις καθοριστικές επισημάνσεις του καθόλη τη διάρκεια της μελέτης. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τον καθηγητή κ. Δημήτριο Τζιαφά για την αμέριστη και πολυεπίπεδη υποστήριξη και καθοδήγηση που μου παρείχε όλα αυτά τα χρόνια. Για τη σημαντική συμβολή του στην εργασία και τις γόνιμες παρατηρήσεις του σε όλη τη διαδικασία σχεδίασης και εκπόνησης της διατριβής, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή κ. Παναγιώτη Μπελτέ. Θερμές ευχαριστίες οφείλω να εκφράσω από τη θέση αυτή και στον αναπληρωτή καθηγητή της Κτηνιατρικής Σχολής του Α.Π.Θ κ. Σεραφείμ Παπαδημητρίου για την πολύτιμη και αδιάλλειπτη βοήθεια που μου προσέφερε κατά την προετοιμασία και την υλοποίηση του πειραματικού μέρους της εργασίας. Τέλος θα ήταν παράλειψη εάν δεν ευχαριστούσα τους γονείς μου Στέφανο και Μαρία για την αγάπη και τη συνεχή υποστήριξής τους, καθώς και την αδελφή μου Λένα για την αμέριστη βοήθειά της στα ιστολογικά παρασκευάσματα. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω από βάθους καρδίας το σύζυγό μου Αντώνη για την κατανόηση και την αδιάλλειπτη βοήθεια που μου έδωσε σε όλα τα επίπεδα. 5

Στον Αντώνη, την Έλενα και τον Στέφανο 6

ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Διάτρηση στην ενδοδοντολογία ονομάζεται κάθε επικοινωνία ανάμεσα στην πολφική κοιλότητα και τους περιοδοντικούς ιστούς, που προκαλείται είτε από παθολογικούς παράγοντες όπως η εσωτερική ή εξωτερική απορρόφηση της ρίζας και η τερηδόνα, είτε από ιατρογενείς χειρισμούς κατά τη διάρκεια ενδοδοντικής θεραπείας (ε.θ.) ή κατά την μυλική αποκατάσταση του δοντιού με ενδορριζικό άξονα. Η ιατρογενής διάτρηση μπορεί να συμβεί: - Στα τοιχώματα του μυλικού θαλάμου. - Στο υποπολφικό τοίχωμα. - Στη ρίζα (αυχενικό, μέσο, ακρορριζικό τριτημόριο). Ανάλογα με τη θέση της, μπορεί να συμβεί λόγω: Yπερβολικών ή αδέξιων χειρισμών (Kessler και συν., 1983. Wu και συν., 2005). Λανθασμένης εκτίμησης της μορφολογίας και του βάθους του μυλικού θαλάμου, εξαιτίας τερηδόνας, εκτεταμένων εμφράξεων, ενασβεστιώσεων, δυσπλασιών ή παραλλαγών της μορφολογίας, ( Chai και Thong, 2004). Εσφαλμένης εκτίμησης της κλίσης ή στροφής του δοντιού, συνδυασμένη με ελλειπή γνώση της ανατομίας του δοντιού (Lambrianidis, 2001). Προσπάθειας επανάληψης της ε.θ. σε ριζικούς σωλήνες (ρ.σ.) με εμφρακτικά υλικά που αφαιρούνται δύσκολα. Αντιμετώπισης θραύσματος μικροεργαλείου ή βάθρου στο ρ.σ. και Λανθασμένης προπαρασκευής για την τοποθέτηση ενδορριζικού άξονα (Ricketts και συν., 2005). 7

Η πρόγνωση της επιβίωσης των ενδοδοντικά θεραπευμένων δοντιών με διάτρηση εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως ο χρόνος που μεσολάβησε μέχρι να αντιμετωπιστεί η διάτρηση, η θέση και το μέγεθός της, η ποιότητα της έμφραξης και το μέγεθος της διάτρησης (Alhadainy, 1994). Aυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν την πρόγνωση σε συνάρτηση με τη βακτηριακή μόλυνση (Balla, 1991). Ιδιαίτερα, στην περιοχή του υποπολφικού τοιχώματος, στο ύψος δηλαδή της φατνιακής ακρολοφίας, η βακτηριακή μικροδιείσδυση της έμφραξης της κοιλότητας διάνοιξης προκαλεί φλεγμονή, οδηγώντας σε επικοινωνία με το στοματικό περιβάλλον, με πιθανότητα πρόκλησης μη αντιστρεπτής περιοδοντικής βλάβης. Η διάτρηση του υποπολφικού τοιχώματος είναι πιο επιρρεπής στην πρόκληση υφίζησης των ούλων και το σχηματισμό περιοδοντικού θυλάκου. Η δυσμενής πρόγνωση και η μεγάλη σχετικά συχνότητα ιατρογενών διατρήσεων, που συμβαίνουν σ αυτή τη θέση κατά την ενδοδοντική θεραπεία, ήταν πρόκληση για να μελετηθεί η ιατρογενής διάτρηση του υποπολφικού τοιχώματος ως πειραματικό μοντέλο αυτής της έρευνας. Σημαντικό παράγοντα για την πρόγνωση εξέλιξης της διάτρησης του ενδοδοντικά θεραπευμένου δοντιού αποτελεί η επιλογή εμφρακτικού υλικού αντιμετώπισης της διάτρησης. Από τη βιβλιογραφία διαπιστώνεται ότι έχει χρησιμοποιηθεί πληθώρα υλικών ποικίλης σύστασης, όπως το IRM, η Super-EBA, υαλοϊονομερείς κονίες, το cavit, ο υδροξυαπατίτης, το φωσφορικό τριασβέστιο, η γουταπέρκα, το αμάλγαμα, που ήταν το επικρατέστερο για δεκαετίες,. Τα τελευταία χρόνια έχουν δημοσιευτεί αρκετές πειραματικές ex vivo εργασίες και κλινικές μελέτες, που αναφέρονται στις ιδιότητες και τη χρήση του ΜΤΑ ως υλικού εκλογής για τις διατρήσεις. 8

Πέρα όμως από τα συμβατικά υλικά, στην εποχή μας ανοίγεται ένας νέος ορίζοντας με τη μηχανική των ιστών, το πολλά υποσχόμενο πεδίο της βιολογίας, που βασίζεται στις πρόσφατες εξελίξεις της ιατρικής και της χειρουργικής, της μοριακής και κυτταρικής βιολογίας, της χημείας και της φυσιολογίας. Νέες θεραπευτικές μέθοδοι με τη χρήση βιολογικά ενεργών υλικών δίνουν προτεραιότητα στη φυσική δυνατότητα αναγέννησης των οδοντικών και περιοδοντικών ιστών. Οι αυξητικοί παράγοντες είναι πολυπεπτίδια που συνδέονται με υποδοχείς υψηλής συνάφειας της κυτταρικής μεμβράνης για να μεταφέρουν μηνύματα στον πυρήνα μέσω πολύπλοκων διαδικασιών (Robson και συν., 2004). Έχουν δημοσιευτεί εργασίες με εφαρμογή αυξητικών παραγόντων στη γναθοχειρουργική και την εμφυτευματολογία, κυρίως για την πλήρωση οστικών ελλειμάτων, όσο και στην ενδοδοντία ως υλικά ανάστροφης έμφραξης και για άμεση-έμμεση κάλυψη πολφού. Από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας προκύπτει ότι παρά την πληθώρα των δημοσιευμένων εργασιών, δεν υπάρχει έρευνα της εφαρμογής αυξητικών παραγόντων κατά την αντιμετώπιση των ιατρογενών διατρήσεων του υποπολφικού τοιχώματος. 2. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΕ ΔΙΑΤΡΗΣΕΙΣ ΥΠΟΠΟΛΦΙΚΟΥ ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΣ Το ιδεώδες εμφρακτικό υλικό για τις διατρήσεις του υποπολικού τοιχώματος πρέπει να έχει άριστη εμφρακτική ικανότητα και να συγκολλάται στα οδοντικά τοιχώματα της διάτρησης σε τρείς διαστάσεις, να είναι βιοσυμβατό, μη τοξικό και να είναι καλά ανεκτό από τους περιβάλλοντες ιστούς. Ακόμη πρέπει να είναι σταθερό, βακτηριοστατικό, ακτινοσκιερό, μη απορροφήσιμο, να μην επηρεάζεται από την παρουσία υγρασίας, να έχει καλές μηχανικές ιδιότητες, να μη 9

διαβρώνεται, να είναι εύκολο στους χειρισμούς και να έχει ιστική αναγεννητική ικανότητα (Alhadainy, 1994. Tai και Chang, 2000. Huang και συν., 2002). Όπως αναφέρθηκε η επιλογή εμφρακτικού υλικού είναι σημαντικός παράγοντας για την πρόγνωση ενδοδοντικά θεραπευμένων δοντιών με διάτρηση, γιατί η πρόγνωση επηρεάζεται από τη βιοσυμβατότητα του υλικού, τη σταθερότητα και την ικανότητά του να παρέχει μια ερμητική έμφραξη. Αμάλγαμα Η εκτεταμένη χρήση του αμαλγάματος οφείλεται στην ευκολία χειρισμών, το σχετικά χαμηλό κόστος, και την μακροβιότητα των αποκαταστάσεων (Van Nieuwenhuysen και συν., 2003). Χρησιμοποιήθηκε για δεκαετίες ως υλικό εκλογής στις διατρήσεις στην ενδοδοντολογία. Σε έρευνες το αμάλγαμα παρουσίασε μεγαλύτερη μικροδιείσδυση από υαλοϊονομερείς κονίες τόσο σε in vitro μελέτη της εμφρακτικής ικανότητας των υλικών σε διατρήσεις υποπολφικού τοιχώματος (Alhadainy και συν., 1993, Nakata και συν., 1998) όσο και σε in vivo μελέτες σε δόντια πειραματοζώων (Shimada και συν., 2004). Η κυτταροτοξικότητα του αμαλγάματος που έχει διαπιστωθεί σε πολλές κυτταρικές σειρές ex vivo (Τai και Chang, 2000), έχει απασχολήσει επί μακρόν την οδοντιατρική έρευνα. H απελευθέρωση υδραργύρου ως υπο-προϊόντος διάβρωσης, επηρεάζει την κυτταροτοξικότητα και τη βιοσυμβατότητα του αμαλγάματος. Έχει αναφερθεί ότι χρόνια έκθεση σε χαμηλά επίπεδα υδραργύρου οδηγεί σε ανοσολογικές διαταραχές (Clarkson, 1997), και προκαλεί επιδράσεις στο νευρικό σύστημα (Pamphlett και Png, 1998). Ωστόσο, τα επίπεδα του υδραργύρου, που καταγράφηκαν στο αίμα ήταν 500 φορές κάτω από εκείνα που προκάλεσαν τοξικότητα in vitro οδηγώντας στο συμπέρασμα ότι δεν πρέπει να είναι πιθανή η 10

πρόκληση νευροτοξικότητας στην κλινική οδοντιατρική πράξη (Issa και συν., 2003). Aν και το αμάλγαμα βρέθηκε να είναι κυτταροτοξικό για τα κύτταρα του περιοδοντικού συνδέσμου του ανθρώπου, περιορισμένη αναφορά περιστατικών τοξικών αντιδράσεων του αμαλγάματος υπάρχει στη βιβλιογραφία (Fardal και συν., 2005. Thornhill και συν., 2003). H επανορθωτική αντίδραση του ξενιστή επανορθώνει τις περιορισμένες ερεθιστικές αντιδράσεις. Το αμάλγαμα αποδείχτηκε ανώτερο από το cavit, και το υδροξείδιο του ασβεστίου κατά τη συγκριτική αξιολόγηση των υλικών σε διατρήσεις του υποπολφικού τοιχώματος, σε οπίσθια δόντια σκύλων προκαλώντας ήπια ως μέτρια χρόνια κοκκιωματώδη φλεγμονή, απορρόφηση οστού, οστεΐνης και οδοντίνης εντοπισμένη στο σημείο της διάτρησης, αλλά και σχηματισμό νέου οστού στους τρεις μήνες παρατήρησης. Το συμπέρασμα από την αντίδραση των ιστών στην περιοχή της διάτρησης ήταν ότι οι διατρήσεις που προκαλούνταν σε συνάφεια με την ουλοδοντική σχισμή, κατέληγαν συχνά σε περιοδοντικές αλλοιώσεις με μετανάστευση του επιθηλίου των ούλων ακρορριζικά του τραύματος (ElDeeb και συν.,1982). Σ αυτό το συμπέρασμα καταλήγουν κι άλλοι ερευνητές (Jew και συν., 1982. Aguirre και συν.,1986). Σε ιστολογική μελέτη που συγκρίνει τις επιδράσεις του αμαλγάματος, του υδροξυαπατίτη, του φωσφορικού τριασβεστίου και του υδροξειδίου του ασβεστίου σε διατρήσεις υποπολφικού τοιχώματος σε δόντια πιθήκων εντοπίστηκε ανάπτυξη επιθηλίου διηθημένου με φλεγμονώδη κύτταρα στα δείγματα με το αμάλγαμα( Balla και συν., 1991). Υαλοϊονομερείς κονίες Οι βασικές μορφές υαλοϊονομερών κονιών είναι οι τυπικές κονίες και οι ρητινωδώς τροποποιημένες. Οι τυπικές κονίες είναι αποτέλεσμα αντίδρασης 11

εξουδετέρωσης βάσης-οξέος στην οποία η βάση, δηλαδή η φθόριο-αλούμινοπυριτική ύαλος αντιδρά με το πολυκαρβοξυλικό οξύ. Στις ρητινωδώς τροποποιημένες κονίες η αντίδραση εξουδετέρωσης οξέος-βάσης έχει τροποποιηθεί με την εισαγωγή υδατοδιαλυτών πολυμερών και μονομερών ρητίνης (HEMA ή bis- GMA) που μπορούν να πολυμεριστούν. Σε κλινική έρευνα διατρήσεων του υποπολφικού τοιχώματος, oι υαλοϊονομερείς κονίες έδειξαν καλύτερη εμφρακτική ικανότητα από το αμάλγαμα, το cavit (ESPE, D8031 Seefeld Oberbay, Germany), το IRM, και ορισμένες άλλες κονίες, όπως φωσφορικού ασβεστίου (Alhadainy και Himel, 1993. Jantarat και συν., 1999). Οι υαλοϊονομερείς κονίες φαίνονται πιο αποτελεσματικές από το αμάλγαμα και η εμφρακτική τους ικανότητα βελτιώνεται με το χρόνο (Theodosopoulou και Niederman, 2005). Σε μεγάλο αριθμό ερευνητικών εργασιών έχει διαπιστωθεί η κυτταροτοξική και η γενοτοξική δράση πολλών υαλοϊονομερών κονιών (Geurtsen και συν., 1998). Έλεγχος κυτταροτοξικότητας σε ρητινώδη υλικά, που χρησιμοποιούνται σε διατρήσεις έδειξε ότι όλα ήταν τοξικά για τους ανθρώπινους ινοβλάστες των ούλων, εμποδίζοντας την κυτταρική ανάπτυξη, την πρόσφυση και τον πολλαπλασιασμό τους (Huang και συν., 2002). Έχει αναφερθεί ότι το φθόριο, που απελευθερώνεται από μια υαλοϊονομερή κονία είναι περίπου 1,5-5 ppm καθημερινά για ένα μήνα (Strother και συν., 1998). Yψηλή συγκέντρωση φθορίου φάνηκε να εμποδίζει την ανάπτυξη ανευπλοειδικών κυτταρικών σειρών και ανθρώπινων διπλοειδικών κυττάρων (Consiglio και συν., 1998). Βρέθηκε ότι πολύ χαμηλή συγκέντρωση φθορίου ήταν κυτταροτοξική για τα πολφικά κύτταρα (Chang και Chou, 2001). 12

Μελέτη της τοποθέτησης ρητινώδους τροποποιημένης υαλοϊονομερούς κονίας (Fuji II LC) σε διατρήσεις υποπολφικού τοιχώματος σε δόντια πειραματόζωων, έδειξε ανάπτυξη επιθηλίου στην περιοχή του διχασμού, ίνες κολλαγόνου, και εναπόθεση οστού με λίγα φλεγμονώδη κύτταρα (Salman και συν., 1999). Σύνθετες ρητίνες Οι σύνθετες ρητίνες αποτελούν το υλικό επιλογής για τις συντηρητικές αισθητικές αποκαταστάσεις. Σε πρόσφατη ex vivo μελέτη της μικροδιείσδυσης διατρήσεων υποπολφικού τοιχώματος που εμφράχθηκαν με ΜΤΑ, σύνθετη ρητίνη και υαλοϊονομερή κονία διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη μικροδιείσδυση στα δείγματα που εμφράχθηκαν με σύνθετη ρητίνη σε σχέση με εκείνα που εμφράχθηκαν με ΜΤΑ ή υαλοϊονομερή κονία (Lodiene και συν., 2011). Παλαιότερη έρευνα έδειξε ότι οι σύνθετες ρητίνες έχουν μικρότερη μικροδιείσδυση από το αμάλγαμα, τη Super-EBA, IRM, και τις υαλοϊονομερείς κονίες (McDonald και συν., 1990). Ωστόσο, η επιμόλυνση με αίμα κατά τη διάρκεια του πολυμερισμού μειώνει την αντοχή της σύνδεσης και αυξάνει τη μικροδιείσδυση (Miles και συν., 1994). Η κυτταροτοξικότητα ορισμένων ρητινών και συγκολλητικών παραγόντων που έχει βρεθεί μετά την εφαρμογή τους σε διατρήσεις (Huang και συν., 2002), φαίνεται να μειώνεται δραστικά μετά την πήξη της ρητίνης (Murray και συν., 2002). Τα αποτελέσματα για την αντίδραση των περιακρορριζικών ιστών στις σύνθετες ρητίνες είναι αντιφατικά (Trope και συν., 1996). IRM Είναι κονία που περιέχει οξείδιο του ψευδαργύρου σε ποσοστό μεγαλύτερο από 75%, και περίπου 20% πολυμεθακρυλικό πολυμερές (polymethyl- 13

methacrylate) αναμεμιγμένο σε ίσα μέρη με υγρό που περιέχει ευγενόλη σε ποσοστό μεγαλύτερο από 99% και ακετικό οξύ σε ποσοστό λιγότερο από 1%. Στο παρελθόν έχει χρησιμοποιηθεί στην έμφραξη ιατρογενών διατρήσεων και ως υλικό ανάστροφης έμφραξης (Mittal 1999. Dorn και Gartner, 1990 ). Παρά την αντιβακτηριακή ικανότητα της ευγενόλης να δημιουργεί φραγμό, έχει αποδειχθεί ότι τα βακτήρια μπορούν να διηθήσουν την ενδιάμεση επιφάνεια μεταξύ του IRM και της οδοντίνης (Βalto και συν., 2002). Ωστόσο σε ex vivo εμφράξεις διατρήσεων υποπολφικού τοιχώματος με τοποθέτηση θειικού ασβεστίου (Plaster of Paris) ως ουδέτερου στρώματος κάτω από διάφορα υλικά, το IRM (Caulk/Dentsply, Milford,DE) είχε καλύτερη εμφρακτική ικανότητα από συμβατική υαλοϊονομερή κονία (GC, Fuji II, G.C. Corporation Japan) (Mittal και συν., 1999). Συγκριτική αξιολόγηση της βιοσυμβατότητας σε ορισμένες κυτταρικές σειρές έδειξε ότι το ΙRM (Dentsply/DeTrey ή L.D. Caulk, Milford, DE) ήταν κυτταροτοξικό (Lin, 2004). Σήμερα αναγνωρίζεται ότι η τοξικότητα της ευγενόλης είναι πιθανότατα μια μεταβατική κυτταρική αντίδραση που υποχωρεί με το χρόνο. Αναδρομική κλινική μελέτη της αποτελεσματικότητας υλικών ανάστροφης έμφραξης με χρόνους παρακολούθησης από 6 μήνες μέχρι 10 χρόνια έδειξε ότι το IRM και το super-eba είναι πιο βιοσυμβατά από το αμάλγαμα (Dorn και Gartner, 1990). Super-EBA Προκύπτει από την ανάμιξη σκόνης-υγρού. Η σκόνη αποτελείται από 60% οξείδιο του ψευδαργύρου, 34% οξείδιο του αλουμινίου και 6% ρητίνη. Το υγρό αποτελείται από 62.5% ορθο-εθοξυβενζοικό οξύ, και 37.5% ευγενόλη. Έχει μεγάλη αντοχή στη συμπίεση, ουδέτερο pη, ακτινοσκιερότητα, μικρή διαλυτότητα, 14

ελευθερώνει ελάχιστη ευγενόλη (2%) και συγκολλάται στα τοιχώματα της οδοντίνης. Έχει χρησιμοποιηθεί ως εμφρακτικό υλικό διατρήσεων (Uyanik και συν., 2009) αλλά έχει και ευρύτατη χρήση ως υλικό ανάστροφης έμφραξης (Song και συν., 2011, Walivaara και συν., 2011). Σε ex vivo έλεγχο των υλικών ανάστροφης έμφραξης, οι εμφράξεις με super- EBA δείχνουν σχηματισμό ζώνης χρωματισμένης με βασεόφιλη χρωστική δίπλα στο εμφρακτικό υλικό, η οποία μπορεί να υποδηλώνει σχηματισμό σκληρού ιστού (Pitt Ford και συν.,1995). Η κυτταροτοξικότητα του super-eba(harry J. Bosworth Co., Skokie, IL) είναι παρόμοια ή εντονότερη από εκείνη του αμαλγάματος (Tytin Kerr, Romulus, MI, USA) και του ΙRM (DeTrey-Dentsply, England) ( Lin, 2004). Σε ιστολογική εξέταση διατρήσεων υποπολφικού τοιχώματος σε δόντια σκύλου, το ΜΤΑ(ProRoot, Dentsply/Tulsa) ήταν καλύτερο από την super-eba(harry J. Bosworth Co., Skokie, IL) (Yildirim και συν., 2005). Τα δείγματα με την super- EBA έδειξαν μέτρια φλεγμονή στον πρώτο μήνα, ηπιότερη φλεγμονώδη αντίδραση μεταξύ του πρώτου και τρίτου μηνός, και τυπική επανόρθωση μεταξύ τρίτου και έκτου μηνός με σχηματισμό ακανόνιστου συνδετικού ιστού. Στα δείγματα της super-eba χωρίς φλεγμονή οι διατρήσεις επουλώθηκαν με πυκνό συνδετικό ιστό, και η απορρόφηση αντικαταστάθηκε με εναπόθεση οστού. Συγκριτικά με τις άλλες παραδοσιακές κονίες οξειδίου ψευδαργύρου και ευγενόλης που χρησιμοποιήθηκαν σε διατρήσεις υποπολφικού τοιχώματος, η super-eba (Harry J. Bosworth Co., Skokie, IL) είχε πολύ καλά ιστολογικά αποτελέσματα εξαιτίας της μικρής απελευθέρωσης ευγενόλης (2%), αντίθετα με τις υπόλοιπες κονίες που ελευθερώνουν ευγενόλη σε ποσοστό 50% (Trope και συν., 1996). Σε αναδρομική έρευνα ελέγχου της αποτελεσματικότητας τριών υλικών ανάστροφης έμφραξης με 15

χρόνους παρακολούθησης από 6 μήνες μέχρι 10 χρόνια, έδειξε ποσοστό κλινικής επιτυχίας 95% (Dorn και Gartner, 1990). MTA(mineral trioxide aggregate) To υλικό MTA που αποτελεί συσσωμάτωμα τριοξειδίου των μετάλλων παρασκευάστηκε στο πανεπιστήμιο της Loma Linda για τη χρήση του στην ενδοδοντία. Τα βασικά συστατικά του είναι κυρίως δισθενές πυριτικό ασβέστιο, τρισθενές πυριτικό ασβέστιο, τρισθενές αργιλιούχο ασβέστιο, οξείδιο του βισμουθίου, διυδρικό θειούχο ασβέστιο και ίχνη στοιχείων. Κυκλοφόρησε στο εμπόριο ως ProRoot MTA με τη γκρι μορφή και στη συνέχεια με τη λευκή. Ανάλυση της σύστασής τους έδειξε ότι και τα δύο υλικά έχουν παρόμοια χημική σύσταση με την κονία Portland. Έλεγχος της εμφρακτικής ικανότητας του ΜΤΑ έδειξε ότι είχε λιγότερη μικροδιείσδυση από το ΙRM, το αμάλγαμα και την υαλοϊονομερή κονία (Torabinejad και συν., 1994). Αυτό αποδόθηκε στην εμφρακτική του ικανότητα και όχι στην αντιμικροβιακή του δράση αφού δεν είχε καμιά επίδραση στην βακτηριακή ανάπτυξη δυνητικών ή αναερόβιων βακτηρίων (Daoudi και Saunders, 2002). Παρόμοια συγκριτική αξιολόγηση υλικών για έμφραξη διατρήσεων υποπολφικού τοιχώματος έδειξε το ΜΤΑ και η Super-EBA έχουν εξίσου καλή εμφρακτική ικανότητα (Weldon και συν., 2002). Έλεγχοι της κυτταροτοξικότητας τόσο ex vivo, όσο και in vivo, έδειξαν ότι το ΜΤΑ είχε πολύ χαμηλή τοξικότητα (Vajrabhaya και συν., 2006). Το ΜΤΑ αποδείχθηκε πιο αποτελεσματικό από τη Super-EBA, σε ιστολογική εξέταση πειραματικών διατρήσεων σε δόντια σκύλων σε χρόνους ελέγχου 1, 3, και 6 μήνες (Yildirim και συν., 2005). Οι περιοχές των διατρήσεων της ομάδας του ΜΤΑ έδειξαν σχηματισμό οστεΐνης. Οι πολλές έρευνες της τελευταίας δεκαετίας συμφωνούν ότι το ΜΤΑ προσφέρει ένα βιολογικά ενεργό υπόστρωμα για την 16

επανόρθωση των οδοντικών ιστών. Σε άμεσες καλύψεις του πολφού προάγει τα πολφικά κύτταρα στο σχηματισμό δικτύου ινοοδοντίνης και επανορθωτικής οδοντίνης (Tziafas και συν., 2002). Επίσης, προάγει την γονιδιακή έκφραση για τη δράση της αλκαλικής φωσφατάσης, η οποία είναι ενδεικτική για την επανόρθωση του οστού και την εναπόθεση οστεΐνης (Βonson και συν., 2004). Σε πειραματικές διατρήσεις υποπολφικού τοιχώματος σε δόντια σκύλου, το ΜΤΑ προκάλεσε πιο ήπια φλεγμονή αλλά έδωσε παρόμοια αποτελέσματα όσο αφορά το σχηματισμό ινώδους ιστού και οστού συγκριτικά με μια πειραματική κονία φωσφορικού τριασβεστίου (Noetzel και συν., 2006). Σήμερα το ΜΤΑ αποτελεί το υλικό εκλογής με πολλές κλινικές εφαρμογές. Ωστόσο και ιδιαίτερα για τις διατρήσεις απαιτούνται περισσότερες κλινικές μελέτες για να επιβεβαιωθεί η αποτελεσματικότητά του συγκριτικά με άλλα υλικά(parikoh και Torabinejad, 2010, Mente και συν., 2010, Pace και συν., 2008). Cavit Αποτελείται από οξείδιο του ψευδαργύρου, θειικό ασβέστιο, γλυκόλη, πολυβινυλική ακετόνη, πολυβινυλικό χλωρίδιο και τριεθανολαμίνη. Χρησιμοποιείται κυρίως ως προσωρινό εμφρακτικό υλικό κοιλοτήτων της μύλης. Είναι το υλικό επιλογής γιατί παρέχει ικανοποιητική έμφραξη, η οποία εμποδίζει τα βακτήρια και τα υγρά της στοματικής κοιλότητας να μολύνουν το μυλικό θάλαμο (Vail και Steffel, 2006). Ιστολογικός έλεγχος εμφράξεων διατρήσεων υποπολφικού τοιχώματος με cavit έδειξε φλεγμονώδη διήθηση του περιοδοντικού ιστού με λεμφοκύτταρα, ιστιοκύτταρα και πλασματοκύτταρα, απορρόφηση οστού χωρίς σχηματισμό νέου οστού ούτε ενεργή οστεοβλαστική δραστηριότητα. Παρατηρήθηκε ακόμη απορρόφηση οστεΐνης και οδοντίνης στο 62.5% των περιπτώσεων με επανόρθωση 17

κάποιων με οστεΐνη. Κοκκιωματώδης αλλοίωση καλυμένη με πολύστιβο πλακώδες επιθήλιο δημιουργήθηκε στο διχασμό αριθμού δειγμάτων, όπου το επιθήλιο είχε αρχίσει να πολλαπλασιάζεται σχηματίζοντας περιοδοντικό θύλακο(sinai και συν.,1989). Γουταπέρκα Είναι ανελαστικό φυσικό λάτεξ, που παράγεται από ένα γένος τροπικών δένδρων, που ευδοκιμούν στη Νοτιοανατολική Ασία και τη Βόρεια Αυστραλία. Χημικά, η γουταπέρκα είναι πολυμερές του ισοπρενίου (trans-1,4-polyisoprene). Είναι το πιο συνηθισμένο στερεό υλικό έμφραξης του ρ.σ. Για τη θέση αυτή η χρήση του φυράματος είναι απαραίτητη, ανεξάρτητα από το είδος της τεχνικής έμφραξης, επειδή η γουταπέρκα δεν έχει την ικανότητα να προσκολλάται στα τοιχώματα του ρ.σ. Ex vivo μελέτες κυτταροτοξικότητας σε διάφορες κυτταρικές σειρές έχουν δείξει την μικρού βαθμού τοξικότητα της γουταπέρκας ( Souza και συν., 2006). Βρέθηκε ότι η αποφρακτική ικανότητα της γουταπέρκας με φύραμα σε εμφράξεις ρ.σ. ήταν ανώτερη από την αντίστοιχη του ΜΤΑ. Ας σημειωθεί ότι αυτό ισχύει τόσο για την τεχνική της πλάγιας συμπύκνωσης όσο και για τη θερμοπλαστικοποιημένη γουταπέρκα (Vizgirda και συν., 2004) Σε παλαιά ιστολογική μελέτη διατρήσεων υποπολφικού τοιχώματος σε δόντια σκύλου, έδειξε ότι το αμάλγαμα προκάλεσε εντονότερη φλεγμονή και μεγαλύτερη βλάβη στους περιακρορριζικούς ιστούς όταν χρησιμοποιήθηκε για την έμφραξη των διατρήσεων χειρουργικά, συγκριτικά με τη γουταπέρκα ( Lantz και Persson, 1970). 18

2.1 Ουδέτερα Στρώματα Υδροξείδιο του Ασβεστίου - Ca(OH) 2 Xρησιμοποιείται ευρύτατα στην κλινική πράξη. Συγκριτική αξιολόγηση της εμφρακτικής ικανότητας με χρωστική, υλικών χημικά πολυμεριζόμενων και φωτοπολυμεριζόμενων έδειξε ότι σε διατρήσεις υποπολφικού τοιχώματος εξαχθέντων δοντιών, το χημικά πολυμεριζόμενο Ca(OH) 2 (Dycal) είχε μεγαλύτερη μικροδιείσδυση από το φωτοπολυμεριζόμενο Ca(OH) 2 και δύο υαλοϊονομερείς κονίες (Alhadainy και Himel, 1993). Συγκριτική ιστολογική μελέτη πειραματικών διατρήσεων υποπολφικού τοιχώματος προγομφίων σκύλων έδειξε ότι οι αντιδράσεις των ιστών ήταν πιο ήπιες στις εμφράξεις με υδροξείδιο του ασβεστίου παρά στις εμφράξεις με οξείδιο του ψευδαργύρου και ευγενόλη (Bramante και Berbert, 1994). Πάντως στα δείγματα του υδροξειδίου του ασβεστίου παρατηρήθηκε νέκρωση της οστεΐνης στο σημείο της διάτρησης. Υδροξυαπατίτης - Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH) Είναι μια μορφή απατίτη του ασβεστίου, που εμφανίζεται με τον τύπο Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH). Έχει μεγάλη δυσκολία στους χειρισμούς λόγω της σύστασής του, που είναι σε μορφή κόκκων, και της γρήγορης πήξης του. Είναι το κύριο συστατικό ενασβεστιωμένων ιστών, αδαμαντίνης, οδοντίνης και οστού. Οι φυσικές και χημικές του ιδιότητες είναι παρόμοιες με της αδαμαντίνης και του οστού. Είναι βιοσυμβατό αλλά όχι απορροφήσιμο. Όταν χρησιμοποιήθηκε ως υπόστρωμα για την έμφραξη διατρήσεων είχε υψηλή διαπερατότητα με αποτέλεσμα την μικροδιείσδυση του εμφρακτικού υλικού (Alhadainy και Abdala,1998). Σε άλλη ιστολογική μελέτη διατρήσεων υποπολφικού τοιχώματος σε πιθήκους έδειξε ότι ο υδροξυαπατίτης είχε ανεπαρκή εμφρακτική ικανότητα, προκάλεσε νέκρωση και απουσία σχηματισμού νέου οστού 19

(Balla, 1991). Σε διατρήσεις υποπολφικού τοιχώματος, σε δόντια πιθήκων δεν παρατηρήθηκαν φλεγμονές στις διατρήσεις που εφαρμόστηκε υδροξυαπατίτης ή CAPSET, ένα συναφές υλικό που αποτελείται από 65% υδροξυαπατίτη και 35% plaster of Paris (Rafter, 2002). Φωσφορικό τριασβέστιο - Ca 3 (PO 4 ) 2 Έχει τον χημικό τύπο Ca 3 (PO 4 ) 2. Είναι βιοσυμβατό και βιοδιασπώμενο. Είναι απολύτως συμβατό με τους ιστούς, προάγει την οστεογένεση και αποδομείται σε ποσοστό 95% μέσα σε 48 μέρες (Cutright DE, 1972). Εφαρμογή του σε πειραματικές διατρήσεις υποπολφικού τοιχώματος δοντιών σκύλου, δεν είχε ικανοποιητικά αποτελέσματα (Balla, 1991). Επιπλέον, ιστολογική εξέταση διατρήσεων υποπολφικού τοιχώματος σε δόντια σκύλου έδειξε ότι πειραματική κονία φωσφορικού τριασβεστίου προκάλεσε πιο έντονη φλεγμονή από το ΜΤΑ (Noetzel και συν., 2006). Αιμοστατικοί παράγοντες Στην αντιμετώπιση της ιατρογενούς διάτρησης προϋπόθεση είναι ο έλεγχος της αιμορραγίας. Η αιμόσταση μπορεί να επιτευχθεί με απορροφήσιμο κολλαγόνο (Collacote, Sulger Dental, Carlsbad, CA, Surgicel Septodont, Gelfoam) ή θειικό ασβέστιο (Capset, Lifecore Biomedical, Chaska, MN). Τα υλικά αυτά χρησιμοποιούνται και ως ουδέτερα στρώματα. Mελέτη των οστικών αντιδράσεων σε τρείς αιμοστατικούς παράγοντες (Surgicel, Gelfoam, bone wax) έδειξε ότι το Gelfoam, που αποτελείται από κολλαγόνο απορροφήθηκε πλήρως και προκάλεσε επούλωση των οστικών βλαβών. Tο Collacote (Sulger Dental, Carlsbad, CA) που αποτελείται από επίσης από κολλαγόνο, έχει προταθεί να χρησιμοποιείται ως υπόστρωμα για την έμφραξη διατρήσεων συντηρητικά μέσα από τη διάτρηση και να πληρώνει την οστική βλάβη(ruddle, 2002). 20

Θειϊκό ασβέστιο (Plaster of Paris, Capset) Πρόκειται για θειικό ασβέστιο,caso 4 1/2H 2 O, μια λευκή σκόνη, η οποία σχηματίζει πάστα που πήζει όταν αναμιγνύεται με νερό. Έχει χρησιμοποιηθεί ευρύτατα για την κάλυψη οστικών ελλειμάτων (Mittal και συν., 1999). Είναι σταθερό, βιοσυμβατό, απορροφούμενο υλικό και πήζει γρήγορα. Ο ρυθμός απορρόφησής του συμπίπτει με το ρυθμό σχηματισμού νέου οστού. Επιταχύνει την ενασβεστίωση του νέου οστού παρέχοντας ιόντα ασβεστίου (Yamazaki και συν.,1988). Προτείνεται η χρησιμοποίηση του ως εμπορικό σκεύασμα με την ονομασία Capset (Lifecore Biomedical, Chaska, MN) ως αιμοστατικό και ουδέτερο στρώμα όταν η έμφραξη της διάτρησης γίνεται με ρητινώδη υλικά (Ruddle 2002). Έχει παρατηρηθεί ότι προσφέρει ικανοποιητικό υπόστρωμα για να συμπυκνώνονται τα εμφρακτικά υλικά στο σημείο της διάτρησης χωρίς να προωθούνται στους περιοδοντικούς ιστούς (Mittal και συν., 1999). Πλεονεκτήματα του θεϊικού ασβεστίου είναι το χαμηλό κόστος, η ευκολία χειρισμών, η βιοσυμβατότητα, και η πλήρης απορρόφηση με το χρόνο. 3. ΑΥΞΗΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ H αποκατάσταση ιστικής βλάβης απαιτεί το σχηματισμό αγγείων, νεύρων και του συγκεκριμένου τύπου ιστού (συνδετικού ιστού, οστού, κλπ). Αν και πλήθος χημικών ουσιών μπορούν να επηρεάζουν την κυτταρική αύξηση, οι πιο σημαντικές είναι οι αυξητικοί παράγοντες που βρίσκονται στον ορό ή παράγονται από τα κύτταρα. Οι αυξητικοί παράγοντες είναι πολυπεπτίδια που συνδέονται με υποδοχείς υψηλής συνάφειας της κυτταρικής μεμβράνης για να μεταφέρουν μηνύματα στον πυρήνα μέσω πολύπλοκων διαδικασιών(robson και συν., 2004). 21

Έχει βρεθεί ότι περισσότεροι από 40 αυξητικοί παράγοντες επιδρούν γενικά ή και πιο εξειδικευμένα σε πολλούς κυτταρικούς τύπους. Άλλοι διεγείρουν άμεσα τη σύνθεση DNA, ενώ άλλοι εισάγουν τα κύτταρα στη φάση Go ή G1 του κυτταρικού κύκλου καθιστώντας τα ικανά για τη σύνθεση DNA. Επίσης, επηρεάζουν πλήθος κυτταρικών λειτουργιών, όπως την κυτταρική μετανάστευση, διαφοροποίηση, αναγέννηση των ιστών, σχηματισμό πρωτεϊνών της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας, και εμπλέκονται σε διάφορα στάδια της διαδικασίας της ιστικής επανόρθωσης. Έχουν πλειοτροπική δράση και στην επούλωση του τραύματος και την αναγέννηση των ιστών σχεδόν σε όλους τους ιστούς. Μπορεί να έχουν ενδοκρινή, παρακρινή, ή αυτοκρινή δράση. Η παρακρινής λειτουργία παρατηρείται συχνότερα στην επανόρθωση του συνδετικού ιστού με αποτέλεσμα την επούλωση (Giannobile, 1996). Oι αυξητικοί παράγοντες απαιτούν εξειδικευμένο φορέα ως όχημα για να χρησιμοποιηθούν σε θεραπευτικές εφαρμογές στους ιστούς και να διαχυθούν στη θεμέλια ουσία του. Η εξωκυττάρια θεμέλια ουσία είναι βιολογικά ενεργός ιστός, που συντίθεται από ένα σύμπλοκο μακρομορίων, το οποίο επιτελεί δομική λειτουργία και συγχρόνως επηρεάζει τη φυσιολογία του κυττάρου ενός οργανισμού. Η κυτταρική συγκόλληση, η μετανάστευση, ο πολλαπλασιασμός και η διαφοροποίηση είναι παραδείγματα βιολογικών διαδικασιών, που επηρεάζονται από τη σύνθεση και τη δομική οργάνωση της θεμέλιας ουσίας( Kleinmman και συν., 2003). Ο φορέας πρέπει να προσομοιάζει στην θεμέλια ουσία. Η επιλογή του κατάλληλου φορέα επηρεάζει το ρυθμό απελευθέρωσης του αυξητικού παράγοντα, και κατά συνέπεια την αποτελεσματικότητα του βιοενεργού μορίου (Lu και συν., 2001). 22

Οι νέες θεραπευτικές μέθοδοι στην ενδοδοντολογία, και πιο συγκεκριμένα στη συντηρητική αντιμετώπιση του πολφού, έχουν ως προτεραιότητα τη φυσική δυνατότητα αναγέννησης του πολφικού ιστού, στηριγμένη σε γνώσεις μοριακής αναπτυξιακής βιολογίας (Rutherford και συν., 1995, Sloan και Smith 1999). Σε όλες τις περιπτώσεις κεντρικός στόχος της συντηρητικής θεραπείας του πολφού είναι η διατήρηση της λειτουργίας του πολφικού ιστού και η ανασυγκρότηση της oδοντικής λειτουργίας με σχηματισμό τριτογενούς οδοντίνης (Τζιαφάς, 2004). Τα τελευταία χρόνια η μηχανική των ιστών έχει εξελιχθεί σε περιοχή επιστημονικής μελέτης και έρευνας. Η μηχανική των ιστών είναι ένα σχετικά νέο πολλά υποσχόμενο πεδίο, που βασίζεται στις πρόσφατες εξελίξεις της ιατρικής και της χειρουργικής, της μοριακής και κυτταρικής βιολογίας, της χημείας και της φυσιολογίας. Ο όρος χρησιμοποιήθηκε αρχικά για την δημιουργία στο εργαστήριο ενός βιοσυνθετικού συμπλόκου, που περιέχει ζωντανά κύτταρα και βιολογικούς διαμεσολαβητές σε συνθετικό ή βιολογικό υπόστρωμα, που θα μπορούσε να εμφυτευθεί σε ασθενείς για να διευκολύνει την αναγέννηση ορισμένων ιστών. Τελευταία, ο ορισμός έχει διευρυνθεί και αναφέρεται σε κάθε προσπάθεια αναγέννησης ιστών στο σώμα, και επιδιόρθωσης κάθε βλάβης που οφείλεται σε νεοπλασματική ή άλλη βλάβη, παθολογικής ή τραυματικής αιτιολογίας, είτε γίνεται στο εργαστήριο, είτε άμεσα στον ασθενή προσθέτοντας τους κατάλληλους διαμεσολαβητές και υποστρώματα. Σε γενικές γραμμές, η μηχανική των ιστών ανακατασκευάζει ό,τι σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια της εμβρυογένεσης έχοντας ως κύρια βιολογική αρχή ότι η αναγέννηση ή αναδόμηση του κατεστραμμένου ή τραυματισμένου ιστού παράγει ιστούς υψηλότερης ποιότητας σε ό,τι αφορά τη λειτουργία τους από την επούλωση που ακολουθεί φυσιολογικά τη βλάβη. Πρόσφατη πρόοδος στην έρευνα της μοριακής βάσης της ανάπτυξης του δοντιού, 23

τη βιολογία των ώριμων αρχέγονων κυττάρων και την αναγέννηση συμβάλλει καθοριστικά στην ανάπτυξη της αναγεννητικής ικανότητας των οδοντικών ιστών(zhang και συν., 2005). Η μηχανική των ιστών είναι βασισμένη στη χρησιμοποίηση τριών βασικών συστατικών βιολογικών ιστών: αρχέγονων κυττάρων, μορφογενετικών ουσιών, (Nakashima και Akamine, 2005), και ενός φορέα (scaffold) της μεσοκυττάριας ουσίας (φορείς ή τεχνητά υποστρώματα). Για την αναγέννηση των οδοντικών ιστών, η τριάδα της μηχανικής των ιστών περιλαμβάνει τα αρχέγονα πολφικά κύτταρα ως παραγωγικά κυτταρικά στοιχεία, τους μορφογενετικούς παράγοντες με ιδιαίτερο ρόλο κατά την παραγωγή της τριτογενούς οδοντίνης και διάφορα τεχνητά ή βιολογικά υποστρώματα. Τα αρχέγονα κύτταρα (Stem cells) Όλοι οι ιστοί προέρχονται από αρχέγονα κύτταρα, τα οποία έχουν την ικανότητα να πολλαπλασιάζονται σε θυγατρικές κυτταρικές μορφές, που είτε παραμένουν σε αδιαφοροποίητη μορφή για να εξασφαλιστεί έτσι η συντήρηση του κυτταρικού πληθυσμού, είτε διαφοροποιούνται σε άλλες κυτταρικές σειρές (Rao, 2004). Μικρός αριθμός αρχέγονων κυττάρων βρίσκεται σε ποικιλία εμβρυϊκών ιστών και ιστών των ενηλίκων. Ενώ παλιότερα, θεωρούνταν ότι μόνο τα εμβρυικά αρχέγονα κύτταρα είναι πολυδύναμα, πρόσφατα ανακαλύφθηκε ότι και τα ώριμα αρχέγονα κύτταρα έχουν την ικανότητα να αναπαράγονται και να διαφοροποιούνται (Menasche, 2005). Eπιπλέον, επειδή, η εξασφάλιση εμβρυϊκών κυττάρων συνδέεται με μια σειρά από ηθικά και νομικά ζητήματα, οι ερευνητές στρέφονται στα ώριμα αρχέγονα κύτταρα των ενηλίκων, ως πηγής βλαστικών κυττάρων για θεραπευτικές εφαρμογές που προέρχονται από τους ίδιους τους ασθενείς. Αυτά τα κύτταρα προέρχονται από τον μυελό των οστών, το αίμα, το 24

λίπος και σχεδόν όλους τους ιστούς, συμπεριλαμβανομένου και του πολφού. Τα στρωματικά κύτταρα του μυελού των οστών όπως και τα πολφικά βλαστικά κύτταρα, έχουν υψηλή πολλαπλασιαστική ικανότητα και μπορούν να διαφοροποιούνται σε μεγάλο αριθμό κυτταρικών σειρών, και επίσης σε οστεοβλάστες, χονδροκύτταρα, λιποκύτταρα και ίσως ακόμη και σε μυικό και νευρικό ιστό (Martin-Redon και Watt, 2003). Τα τελευταία χρόνια έχει διαπιστωθεί ότι τα αρχέγονα κύτταρα των ενηλίκων έχουν ορισμένα μοναδικά χαρακτηριστικά: α) είναι αδιαφοροποίητα και διατηρούν το φαινότυπό τους μέχρι να εκτεθούν και να αντιδράσουν στα κατάλληλα μηνύματα, β) έχουν την ικανότητα να αναπαράγονται για μεγάλο χρονικό διάστημα, και γ) διατηρούν τη δυνατότητα διαφοροποίησης για όλη τη διάρκεια της ζωής του οργανισμού. Έχουν ταυτοποιηθεί πληθυσμοί αρχέγονων κυττάρων στον ανθρώπινο οδοντικό πολφό, τα οδοντικά αρχέγονα πολφικά κύτταρα (Gronthos και συν., 2000, Liu και συν., 2005). Τα αρχέγονα πολφικά κύτταρα έχουν υψηλή πολλαπλασιαστική δυνατότητα, ενώ το πιο εντυπωσιακό χαρακτηριστικό τους είναι η ικανότητά τους να αναγεννούν το σύμπλεγμα οδοντίνης-πολφού, που συντίθεται από ενασβεστιωμένη θεμέλια ουσία, με οδοντινοβλάστες, και ινώδη ιστό που περιέχει αγγεία σε διάταξη παρόμοια με εκείνη του συμπλόκου οδοντίνης-πολφού, που βρίσκεται στα φυσιολογικά ανθρώπινα δόντια (Gronthos και συν., 2000). Διαπιστώθηκε πρόσφατα ότι έχουν μεγαλύτερη ικανότητα παραγωγής οδοντίνης από τα αρχέγονα στρωματικά κύτταρα του μυελού των οστών (Yu και συν., 2007). Έχει αναφερθεί ότι μπορεί να απομονωθεί μεγάλος αριθμός πολφικών βλαστοκυττάρων από ένα μόνο δόντι και να χρησιμοποιηθεί για την επανόρθωση ενός αριθμού δοντιών (Gronthos και συν., 2000). 25

Μορφογενετικοί παράγοντες (Μοrphogenetic proteins) Οι μορφογενετικοί παράγοντες είναι πρωτεϊνες μηνύματα που εκκρίνονται εξωκυτταρικά και κατευθύνουν τη μορφογένεση στις αλληλεπιδράσεις επιθηλίουμεσεγχύματος κατά την ανάπτυξη και επανόρθωση των ιστών. Μεγάλος αριθμός αυξητικών παραγόντων έχει ταυτοποιηθεί με εξειδικευμένες λειτουργίες, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αυξήσουν το ρυθμό πολλαπλασιασμού, να προάγουν τη διαφοροποίηση των αρχέγονων κυττάρων σε άλλο ιστό, ή να τα διεγείρουν για την έκκριση ενασβεστιωμένης οργανικής ουσίας (Murphy και συν., 2004). Οι παράγοντες αυτοί συμβάλλουν καθοριστικά και στην εμβρυϊκή ανάπτυξη του δοντιού. Είναι παράγοντες που δίνουν πληροφορίες για τους αναπτυσσόμενους ιστούς, και ελέγχουν το σχηματισμό και την ιστολογική αρχιτεκτονική των οδοντικών ιστών ρυθμίζοντας τη χωροχρονική αλληλουχία έκφρασης εξειδικευμένων γονιδίων. Oι αυξητικοί παράγοντες, ειδικά εκείνοι της οικογένειας του μετατρεπτικού αυξητικού παράγοντα (TGFβ) είναι σημαντικοί για την ενεργοποίηση των κυττάρων της οδοντικής θηλής για διαφοροποίηση οδοντινοβλαστών και διέγερση της παραγωγής προοδοντίνης. Αυτοί οι αυξητικοί παράγοντες εκκρίνονται από οδοντινοβλάστες και εναποτίθενται στο οργανικό υπόστρωμα της οδοντίνης, όπου παραμένουν προστατευμένοι σε ενεργή μορφή (Roberts-Clark και Smith, 2000). Ειδικά οι παράγοντες της οικογένειας των μορφογενετικών πρωτεϊνών του οστού (ΒΜΡς) αποτελούν πρωτεϊνες με ρόλο μοριακών μηνυμάτων (signal molecules), και επιδρούν με πολύπλοκο τρόπο σ όλα τα στάδια της οργανογένεσης κατά την ανάπτυξη του εμβρύου, όπως για παράδειγμα της οστεογένεσης και της οδοντογένεσης. Με την ανάπτυξη της μοριακής βιολογίας, τα μόρια τα υπεύθυνα 26

γι αυτό το φαινόμενο, απομονώθηκαν, κλωνοποιήθηκαν, και ταυτοποιήθηκαν ως μέλη της υπερ-οικογένειας TGFβ (Kirker-Head, 2000). Κατά τα πρώιμα στάδια της μορφογένεσης των δοντιών τα μόρια BMP2, BMP4, BMP7 έχουν ταυτοποιηθεί ως οι κύριοι εκφραστές των μηνυμάτων μέσω των οποίων διαμεσολαβούν στον πολλαπλασιασμό, διαφοροποίηση και διέγερση της βιοσυνθετικής δραστηριότητας των κυττάρων της οδοντικής θηλής, του οργάνου της αδαμαντίνης και του οδοντοθυλακίου. σχετίζονται με αλληλεπιδράσεις επιθηλίου-μεσεγχύματος. Δρούν ως ρυθμιστές και διαμεσολαβητές στην διαφοροποίηση των πολφικών κυττάρων. Γονίδια για τις ΒΜΡς και τους υποδοχείς τους έχει αποδειχτεί ότι εκφράζονται στον ανθρώπινο οδοντικό πολφό(chen και συν., 2004). Βρέθηκε ότι ανασυνδυασμένα ανθρώπινα μόρια ΒΜΡ2 και BMP7 διεγείρουν τη διαφοροποίηση αρχέγονων πολφικών κυττάρων σε έκφραση οδοντινοβλαστικής δραστηριότητας (Jepsen και συν., 1997. Iohara και συν., 2004). Εφαρμογή ανασυνδυασμένου μορίου ΒΜΡ7, που είναι περισσότερο γνωστό ως οστεογενετική πρωτείνη-1 (ΟΡ-1) σε υπόστρωμα κολλαγόνου προκάλεσε το σχηματισμό σημαντικού ποσού αντιδραστικής/ επανορθωτικής οδοντίνης (Nakashima 1990). Οστεοδοντίνη σχηματίστηκε στο εξωτερικό τμήμα της βλάβης και σωληνώδης οδοντίνη κοντά στον πολφό. Ο πολφός δεν παρουσίασε φλεγμονώδη διήθηση μετά από 5 εβδομάδες. Σε άλλη έρευνα διαπιστώθηκε σχηματισμός σωληνώδους οδοντίνης σε πολφοτομή μετά από την εφαρμογή ΒΜΡ- 2 και 4 (Nakashima, 1994). Ωστόσο αυτός ο τύπος της οδοντίνης κάλυψε μόνο το 10-20% της επιφάνειας του πολφού. Σ αυτήν την εργασία, οι ανασυνδυασμένες ΒΜΡ-2 και ΒΜΡ-4 με φορέα κολλαγόνου προκάλεσαν το σχηματισμό οστεοδοντίνης, ενώ ο ΤGF-β1 φάνηκε να δρα ανασταλτικά στην αναγέννηση του πολφικού ιστού. Διαπιστώθηκε ότι τα ανασυνδυασμένα μόρια ΒΜΡ2, ΒΜΡ4 και 27

ΒΜΡ7 προάγουν την παραγωγή επανορθωτικής οδοντίνης in vivo. Σε οδοντικές κοιλότητες βρέθηκε ότι η παραγωγή επανορθωτικής οδοντίνης εξαρτάται από τη συγκέντρωση της ΟΡ-1 και από το πάχος της απομένουσας οδοντίνης της κοιλότητας (Rutherford και συν., 1995). Σε εργαστηριακή μελέτη της εφαρμογής ανασυνδυασμένης ΟΡ-1 σε οδοντικές τομές με απουσία βλάβης του ιστού φάνηκε ότι η ΟΡ-1 διέγειρε την έκκριση προοδοντίνης από τους υπάρχοντες οδοντινοβλάστες, και η αντίδραση εξαρτιόταν από τη συγκέντρωση του παράγοντα (Smith και συν., 2001). Παρόμοιες έρευνες εφαρμογής αυξητικών παραγόντων σε θέσεις ουλοδοντικού τραύματος έχουν δημοσιευθεί χωρίς όμως ιδιαίτερα ικανοποιητικά αποτελέσματα. Σε ακρορριζικές διατρήσεις τοποθετήθηκε υδροξείδιο του ασβεστίου με προσθήκη αυξητικών παραγόντων, και παρατηρήθηκε σχηματισμός νέου οστού και οστεΐνης (Kim και συν., 2001). Αντίθετα, σε άλλες συγκριτικές μελέτες εφαρμογής των αυξητικών παραγόντων ως υλικών ανάστροφης έμφραξης ή τοποθέτησής τους σε αδιάπλαστα ακρορρίζια, τα αποτελέσματα ήταν ανάλογα με εκείνα των παραδοσιακών υλικών και των μαρτύρων (Regan και συν., 1999. Shabahang και συν., 1999). Προοπτικές για την ανάπτυξη σύγχρονων υλικών αποκατάστασης σε οδοντικές θέσεις έχουν τεκμηριωθεί μόνο για την συντηρητική αντιμετώπιση του πολφού όπου αντικειμενικός σκοπός της θεραπείας είναι η αποκατάσταση της βλάβης του πολφού και της οδοντίνης. Η χρήση μορφογενετικών παραγόντων σε συνδυασμό με αρχέγονα πολφικά κύτταρα για θεραπείες μηχανικής των ιστών έχει ελεγχθεί με ικανοποιητικά αποτελέσματα για θέσεις συντηρητικής αντιμετώπισης του πολφού και ακρορριζογένεσης. 28

Υποστρώματα Το υπόστρωμα δίνει το κατάλληλο φυσικοχημικό και βιολογικό τρισδιάστατο περιβάλλον για κυτταρική ανάπτυξη, κυτταρική προσκόλληση, μετανάστευση, και διαφοροποίηση (Kirker-Head, 2000). Το υπόστρωμα χρησιμοποιείται συνήθως ως φορέας μορφογενετικών παραγόντων. Η βασική του ιδιότητα είναι η καθυστέρηση της γρήγορης διασποράς των μορφογενετικών παραγόντων, οι οποίοι έχουν μικρό χρόνο ημιζωής εξαιτίας της απορρόφησής τους λόγω του μεταβολισμού τους. Το ιδανικό υπόστρωμα πρέπει να είναι αποτελεσματικό για τη μεταφορά θρεπτικών στοιχείων, και προϊόντων μεταβολισμού. Ακόμη, πρέπει να αποδομείται σταδιακά και να αντικαθίσταται από τον αναγεννητικό ιστό-στόχο που διατηρεί την τελική δομή στη λειτουργία του οργάνου. Πρέπει να έχει βιοσυμβατότητα και κατάλληλη φυσική και μηχανική αντοχή, να αποστειρώνεται, να κατασκευάζεται εύκολα και να εφαρμόζεται χωρίς ιδιαίτερη δυσκολία. Υπάρχουν οργανικά και ανόργανα υποστρώματα. Στα οργανικά υποστρώματα ανήκουν φυσικά πολυμερή όπως π.χ. το κολλαγόνο και οι γλυκοσαμινογλυκάνες, που προσφέρουν καλή βιοσυμβατότητα και βιοενέργεια, και συνθετικά πολυμερή που προάγουν τα φυσικοχημικά στοιχεία όπως το ρυθμό αποδόμησης, τη μικροδομή, και τη μηχανική αντοχή των ιστών. Ως συνθετικά υλικά που χρησιμοποιούνται συχνά είναι το πολυλακτικό οξύ, το πολυγλυκολικό οξύ και τα πολυμερή τους. Συνθετικά κολλοειδή περιλαμβάνουν πολυμερή που βασίζονται σε πολυ-αθυλενογλυκόλη, και σε εκείνα που είναι τροποποιημένα με πεπτίδια που συγκολλούνται στην κυτταρική επιφάνεια όπως η αργινίνη, η γλυκίνη και το ασπαρτικό οξύ, μπορούν να βελτιώσουν την κυτταρική συγκόλληση και τη σύνθεση θεμέλιας ουσίας μέσα στο τρισδιάστατο δίκτυο. Ανόργανα υποστρώματα 29

όπως ο υδροξυαπατίτης και το φωσφορικό τριασβέστιο χρησιμοποιούνται για να επιταχύνουν την επαγωγή των οστεοπρογονικών κυττάρων και την αγγειογένεση. Όλες αυτές οι δράσεις παρατείνουν την αλληλεπίδραση αρχέγονων κυττάρωνεξωκυτταρικών υλικών, και μπορεί να αυξήσουν τη διάρκεια της αντίδρασης των εξωγενών αυξητικών παραγόντων με ενδογενούς αυξητικούς παράγοντες προκαλώντας συνεργιστικές δράσεις. Πολλά στοιχεία μένουν ακόμη να διευκρινιστούν σχετικά με τους μηχανισμούς, που ελέγχουν την ενεργοποίηση και απελευθέρωση των μορφογενετικών παραγόντων κατά την εφαρμογή τους σε ιστούς. Η μεγάλη εξέλιξη της έρευνας φαίνεται να αλλάζει τη φιλοσοφία της παρεχόμενης θεραπείας, με στόχο να καταστήσει εφικτή την πλήρη και προβλέψιμη επανόρθωση και αναγέννηση των οδοντικών ιστών, στην καθημερινή κλινική πράξη. Mετατρεπτικός Αυξητικός Παράγοντας β-1 (TGF-β1) Ο μετατρεπτικός αυξητικός παράγοντας β1 (TGF-β1) και οι συναφείς προς αυτόν αυξητικοί παράγοντες αποτελούν μια οικογένεια ομολόγων πολυπεπτιδίων που περιλαμβάνει 3 ισομερή του ΤGF-β των θηλαστικών (ΤGF-β-1-3) και παράγοντες με ευρείας κλίμακας λειτουργίες όπως η μορφογενετική πρωτεϊνη των οστών (ΒΜΡ) και ένας ανασταλτικός παράγοντας γνωστός ως Mullerian inhibitory factor. O TGF-β έχει ποικίλες και συχνά αντικρουόμενες δράσεις. Καταρχήν πρέπει να αναφερθεί ότι ο TGF-β συμμετέχει στο μηχανισμό επούλωσης τραύματος ενός ιστού. Η διαδικασία της επούλωσης ξεκινά με την ενεργοποίηση των αιμοπεταλίων στο σημείο της βλάβης. Τα αιμοπετάλια κάνουν αιμόσταση αρχικά και μεταφέρουν αυξητικούς παράγοντες όπως ο TGF-β και ο αυξητικός παράγοντας των αιμοπεταλίων (PDGF), οπότε ξεκινά η φλεγμονώδης διαδικασία. O TGF-β 30

ελευθερώνεται αρχικά σε ανενεργή μορφή, και ενεργοποιείται με πρωτεολυτικούς και μη πρωτεολυτικούς μηχανισμούς. O ενεργοποιημένος TGF-β συγκεντρώνει τα ουδετερόφιλα και τα μονοκύτταρα στο σημείο της βλάβης, διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των ινοβλαστών και επιταχύνει το σχηματισμό θεμέλιας ουσίας. Έχουν μελετηθεί οι βιολογικές δράσεις του TGF-β στο μοντέλο των ινοβλαστών του περιοδοντικού συνδέσμου και έχει βρεθεί ότι συμβάλλει στην μιτογένεσή του και διεγείρει την πολλαπλασιαστική τους ικανότητα (Matsuda, 1992 ). Επιπλέον, εμποδίζει τον πολλαπλασιασμό των επιθηλιακών κυττάρων (Lynch, 1987). Έχει προκύψει ως συμπέρασμα ότι ο TGF-β μπορεί να έχει θετική επίδραση στην επούλωση του περιοδοντικού τραύματος και την εξέλιξη της περιοδοντικής θεραπείας (Giannobile, 1996). Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, σε εργαστηριακές μελέτες φάνηκε ότι ο TGF-β αναστέλλει την κυτταρική αύξηση των περισσοτέρων επιθηλιακών κυτταρικών τύπων σε καλλιέργειες. Σε χαμηλές συγκεντρώσεις, προάγει τη σύνθεση και έκκριση του αυξητικού παράγοντα των αιμοπεταλίων (PDGF) και είναι κατά συνέπεια εμμέσως μιτογόνος. Σε υψηλές συγκεντρώσεις αναστέλλει την αύξηση λόγω της ικανότητας του να αναστέλλει την έκφραση των υποδοχέων του PDGF. O TGF-β επίσης διεγείρει τη χημειοταξία των ινοβλαστών και την παραγωγή κολλαγόνου και ινονεκτίνης από τα κύτταρα και ταυτοχρόνως αναστέλλει την αποδόμηση του κολλαγόνου ελαττώνοντας τις πρωτεάσες και αυξάνοντας τους αναστολείς των πρωτεασών. Όλες αυτές οι δράσεις ευνοούν την ινοπλασία και πράγματι υπάρχουν αυξανόμενες ενδείξεις ότι ο ΤGF-β εμπλέκεται στην ανάπτυξη ίνωσης σε ποικιλία χρονίων φλεγμονωδών καταστάσεων (Pfeilschifter και συν., 1990). Επιπλέον, μειώνει τη σύνθεση μεταλλοπρωτεϊνασών και του ενεργοποιητή του πλασμινογόνου με τελικό αποτέλεσμα τη μειωμένη καταστροφή της θεμέλιας ουσίας του συνδετικού ιστού 31

(Keski-Oja και συν., 1988). Ο ΤGFβ επίσης φαίνεται να εμποδίζει το σχηματισμό οστεοκλαστών αλλά προάγει την απορρόφηση του οστού μέσω ενός μηχανισμού προσταγλανδινών. Επανειλημένες εγχύσεις TGF-β σε μακρά οστά οδήγησαν σε σχηματισμό χόνδρου, ο οποίος τελικά οστεοποιήθηκε μέσω χονδρογενούς οστεογένεσης (Bolander 1992). Τα γονίδια TGF-β εκφράζονται στη φυσιολογική επούλωση των καταγμάτων (Andrew και συν., 1993). Εξ αιτίας των πλειοτροπικών αποτελεσμάτων στο σχηματισμό και την απορρόφηση θεμέλιας ουσίας του οστού, ο ΤGF- β δρα συγχρόνως στο σχηματισμό και την απορρόφηση οστού (Bonewald και Mundy, 1990). Ακόμη, έχει αποδειχθεί ότι εφαρμογή ΤGF- β σε άμεση κάλυψη πολφού ή πάνω σε οδοντίνη προκάλεσε επανορθωτική οδοντινογένεση τόσο in vivo (Tziafas και συν.,1998. Hu 1998) όσο και in vitro (Sloan, 1999). Τοποθέτηση ΤGF- β σε καλλιέργειες οδοντικών τομών δοντιών των οποίων οι πολφοί δεν ήταν αποκαλυμένοι, έδειξε ότι ο αυξητικός παράγοντας διεγείρει το σχηματισμό αντιδραστικής οδοντινογένεσης. Επιπλέον, εφαρμογή διαλυμένων στοιχείων της οργανικής ουσίας της οδοντίνης που περιέχουν αυξητικούς παράγοντες με κυριώτερο το TGFβ, σε οδοντικές κοιλότητες επιβεβαίωσε τα παραπάνω ευρήματα (Smith, 1995). Μορφογενετική Πρωτεΐνη OP-1 (ΒΜΡ-7) Από τις εργασίες του Marshall Urist, έχει αποδειχθεί ότι εμφύτευση απασβεστιωμένης οργανικής ουσίας οστού ενδομυικά, προάγει το σχηματισμό οστού. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε στον ορισμό του συστατικού της απασβεστιωμένης οργανικής ουσίας του οστού που είναι υπεύθυνο για την προαγωγή του πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης αδιαφοροποίητων μεσεγχυματικών κυττάρων σε χονδροκύτταρα και οστεοβλάστες ως «οστικές 32

μορφογενετικές πρωτεϊνες». Η απασβεστιωμένη οργανική ουσία του οστού περιέχει μια ή περισσότερες οστικές μορφογενετικές πρωτεϊνες (ΒΜΡ), οι περισσότερες από τις οποίες είναι μέλη της υπερ-οικογένειας TGF-β και συμμετέχουν σε βιολογικές δραστηριότητες που περιλαμβάνουν κυτταρική διαφοροποίηση, ιστική μορφογένεση και αναγέννηση. Το κύριο χαρακτηριστικό τους είναι η ικανότητά τους να προάγουν τη διαφοροποίηση των προοστεοβλαστών και των διαφοροποιημένων μεσεγχυματικών κυττάρων (Croteau, 1999). Έχουν την ικανότητα να επιδρούν σε αδιαφοροποίητα πολυδύναμα κύτταρα και να τα διαφοροποιούν σε χονδροκύτταρα και οστεοβλάστες. Eξ αιτίας των βιολογικών χαρακτηριστικών τους, οι μορφογενετικές πρωτεϊνες έχουν δυνατότητα κλινικής εφαρμογής στην πώρωση καταγμάτων, στις σπονδυλοσυνδέσεις, στις επιμηκύνσεις οστών και στα εμφυτεύματα αφού προάγουν την οστεογένεση από αδιαφοροποίητα μεσεγχυματικά κύτταρα. Σε συνδυασμό με διάφορους φορείς, έχουν εφαρμοστεί σε διάφορα πειραματικά μοντέλα. Oι μορφογενετικές πρωτεϊνες δεν εντοπίζονται μόνο στα οστά, αλλά επίσης και σε πολλούς άλλους ιστούς όπως οι νεφροί, η καρδιά, το κεντρικό νευρικό σύστημα, ο προστάτης και στους οδοντικούς ιστούς, με διαφορετικές λειτουργίες στην ανάπτυξη διαφορετικών οργάνων (Takahashi, 1996). Iδιαίτερα, η μορφογενετική πρωτεϊνη ΟΡ-1 διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων, με σύνθεση κολλαγόνου, που καταλήγει σε αυξημένη παραγωγή ενασβεστιωμένων μαζών σε καλλιέργεια οστικών κυττάρων και προκαλεί το σχηματισμό νέου οστού όταν εμφυτεύεται σε έκτοπες θέσεις, για παράδειγμα κάτω από το δέρμα αρουραίου (Sampath,1992). Σε καλλιέργεια ιστού βρέθηκε ότι η ΟΡ-1 διέγειρε την ανάπτυξη χόνδρου διαφοροποιώντας τα περιχορδιαία κύτταρα σε χονδροκύτταρα (Dieudonne και συν.,1994). Έχει βρεθεί ότι η οστεογενετική πρωτεϊνη δεν έχει μιτογόνο δράση για τους ινοβλάστες του 33