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Doktorarbeit zeigt: Bei Patienten mit Kopf- und Halskrebs, die vor einer Strahlentherapie Zahnimplantate erhalten, erhöht die Rückstreuung von Titan die Strahlendosis in der Nähe der Oberfläche. Dies kann die Osseointegration beeinträchtigen.

Der Einfluss der Strahlungsrückstreuung von Titan auf die DNA-Schäden und die Migrationsfähigkeit menschlicher Osteoblasten (OBs) und mesenchymaler Stammzellen (MSCs) könnte für die Osseointegration von Zahnimplantaten, die vor einer Strahlentherapie eingesetzt wurden, entscheidend sein. Dies zeigt Lisa Printzell in ihrer Doktorarbeit an der zahnmedizinischen Fakultät der Universität Oslo und rät, die Standardbehandlungsroutinen für diese Patientengruppe zu überdenken.

Materialien, Vorgehen und Methode

Um die Auswirkungen der Strahlenrückstreuung zu bewerten, wurden die unmittelbare DNA-Schädigung und die Migrationskapazität von OBs und MSCs, die auf Titan oder Kunststoff kultiviert wurden, nach der Exposition mit ionisierender Strahlung verglichen. Es wurden die dosisabhängigen Auswirkungen ionisierender Strahlung auf menschliche Osteoblasten (hOBs) untersucht. Die hOBs wurden auf bearbeitetem Titan, mäßig rauem fluoridmodifiziertem Titan und Gewebekultur-Polystyrol ausgesät und in Wachstums- oder Osteoblasten-Differenzierungsmedium (DM) kultiviert. Die hOBs wurden einer ionisierenden γ-Bestrahlung in Einzeldosen von 2, 6 oder 10 Gy ausgesetzt. Einundzwanzig Tage nach der Bestrahlung wurden die Zellkerne und die Kollagenproduktion quantifiziert. Die Zytotoxizität und Indikatoren der Differenzierung wurden gemessen und mit unbestrahlten Kontrollen verglichen.

Ergebnisse

Die Bestrahlung mit Rückstreuung von Titan reduzierte die Anzahl der hOBs signifikant, erhöhte aber die alkalische Phosphataseaktivität in beiden Medientypen, wenn man sie an die relative Zellzahl an Tag 21 anpasst. Bestrahlte hOBs auf der TiF-Oberfläche produzierten ähnliche Mengen an Kollagen wie unbestrahlte Kontrollen, wenn sie in DM kultiviert wurden. Die meisten osteogenen Biomarker stiegen am Tag 21 signifikant an, wenn die hOBs mit 10 Gy bestrahlt worden waren, während bei niedrigeren Dosen der gegenteilige oder gar kein Effekt beobachtet wurde. Hohe Dosen, die durch Rückstreuung von Titan verstärkt wurden, führten zu kleineren, aber scheinbar stärker differenzierten Subpopulationen von Osteoblasten.

Schlussfolgerungen

Hohe Strahlendosen (10 Gy) hemmten die Migrationsfähigkeit beider Zelltypen auf Titan, während niedrigere Dosen (2 und 6 Gy) weder die Migration von OBs noch von MSCs beeinflussten.

Klinische Relevanz

Fraktionierte Dosen von 2 Gy/Tag, wie sie in der konventionellen Strahlentherapie verabreicht werden, scheinen keine schweren DNA-Schäden zu verursachen oder die Migration von OBs oder MSCs während der Osseointegration von Zahnimplantaten zu stören.

Zur Studie: https://www.duo.uio.no/handle/10852/102364

Quelle: medicalxpress.com