Hvordan nanopartikler påvirker celler og vev i munnen

Mohamed Ibrahim disputerte den 25. oktober 2017 for PhD-graden ved Universitetet i Bergen med avhandlingen: «Titanium Dioxide and Diamond Nanoparticles: In-vitro assessment of the effects on the oral mucosal barrier and bone biology».

Nanomaterialer har ønskelige egenskaper som gjør at de brukes i mange produkter, fra spesialiserte medisinske og odontologiske materialer til hverdagslige forbruksvarer, for eksempel kosmetikk. Celler i munnen blir utsatt for nanopartikler fra mange kilder, som for eksempel mattilsetninger og tannmaterialer. Hvordan nanopartikler virker på vev i munnen er i stor grad ukjent, og man vet ikke om de kan forårsake uønskede effekter.

I denne avhandlingen ble det undersøkt i hvilken grad nano-titandioksid og nano-diamantpartikler trengte inn i munnslimhinne som var rekonstruert som en vevskultur. Det ble undersøkt hvilke mekanismer som kunne ha funksjonelle konsekvenser i cellene, og dette ble sammenholdt med fysikalsk/kjemiske egenskaper hos partiklene. Det viste seg at nano-titanoksid-partikler kunne trenge inn i slimhinnen og dette var avhengig av dose, partikkelfasong og eksponeringstid. Ved høye konsentrasjoner kunne det ses en avskalling av slimhinneceller.

Når det gjaldt ben, svekket nano-titanoksid-partikler adhesjon og migrasjon av benoppbyggende celler, avhengig av partikkel størrelsen. For nano-diamantpartikler virket det som de hadde evne til å fremme benpåleiring. Spesielt interessant var det at nano-diamantpartiklene forårsaket en fremmedlegeme-lik reaksjon i nærvær av immunceller som alltid finnes i benets mikrostruktur. Dette forårsaket en påtagelig reduksjon av benpåleiring når benoppbyggende celler og immunceller ble dyrket sammen i nærvær av nano-diamantpartikler.

Avhandlingen gir ny kunnskap om biologiske effekter hos disse nanopartiklene når det gjelder barrierefunksjoner hos munnslimhinnen og benets mikromiljø.

Personalia

Mohamed Ibrahim (BDS, MSc) er fra Sudan og tannlege fra University of Khartoum. PhD.-prosjektet ble utført ved Institutt for klinisk odontologi og Gades institutt, Det medisinske fakultet ved Universitetet i Bergen i perioden 2013 - 2017 med førsteamanuensis Mihaela Cimpan som hovedveileder og professor Kamal Mustafa og PhD Julia Schoelermann som medveiledere. Prosjektet ble gjort i samarbeid med EU 7. rammeprogram - VascuBone prosjektet, UH-Nett Vest, og Norges forskningsråds NANO2020..