不同盖髓材料提取物对人牙髓干细胞增殖及成骨分化的影响：钙硅酸盐材料的优势与新型树脂材料的潜力

本研究针对直接盖髓术(DPC)中生物材料选择的关键问题，由曼苏拉大学团队通过体外实验评估了四种生物活性盖髓材料（哈佛MTA、RetroMTA、Activa及实验性MCP材料）对人牙髓干细胞(hDPSCs)的影响。研究发现钙硅酸盐材料在促进细胞增殖（MTT法显示OD值3.19±0.11）和诱导矿化结节形成（钙浓度158.12±9.33μM）方面表现最优，而新型树脂基材料虽具潜力但需进一步验证，为临床材料选择提供了重要实验依据。

　　

在口腔医学领域，维持牙髓活力始终是修复治疗的核心目标。直接盖髓术(DPC)作为最保守的活髓保存技术，其成功关键在于生物材料诱导牙髓干细胞(hDPSCs)分化为成牙本质细胞的能力。然而当前临床面临双重困境：一方面传统矿物三氧化物凝聚体(MTA)存在凝固时间长、牙齿变色等缺陷；另一方面新型树脂基生物活性材料不断涌现，却缺乏系统的生物学评价。这种现状使得临床医师在材料选择时往往陷入"传统材料有局限，新型材料无依据"的决策困境。

针对这一科学问题，曼苏拉大学牙学院保守牙科系的Nihal A.Sultan团队在《Scientific Reports》发表了开创性研究。研究人员选取了四种代表性材料：钙硅酸盐基的哈佛MTA（含矿物氧化物）、钙锆复合物的RetroMTA（含CaZrO₃）、生物活性玻璃基的Activa（含氟硅酸盐）以及实验性2%单磷酸钙(MCP)树脂材料。研究采用标准化的体外实验体系，通过MTT法检测细胞增殖活性，结合茜素红染色(ARS)定量分析钙沉积情况，系统评估了这些材料提取物对hDPSCs生物学行为的影响。

关键技术方法包括：1) 按照ISO 10993-12标准制备材料提取物（1.25 cm²/ml接触面积）；2) 使用hDPSCs细胞系建立阴性对照（基础培养基）、阳性对照（成骨诱导培养基OM）和实验组的三重验证体系；3) MTT法检测细胞代谢活性（波长570nm）；4) 茜素红染色定量分析通过H-score评分系统和405nm光密度测定钙浓度。

在细胞增殖方面，MTT结果显示成骨诱导培养基(OM)组光学密度(OD)值最高（3.37±0.13），显著优于钙锆复合物（2.50±0.22）和MCP材料（2.67±0.22）。值得注意的是，钙硅酸盐材料表现出与OM相当的促增殖能力（3.19±0.11），其OD值显著高于阴性对照组（p≤0.05）。这种优势可能源于材料释放的Ca²⁺和SiO₃^2-离子激活了MAPK信号通路和细胞自噬过程。

在成骨分化评估中，所有实验材料的矿化能力均显著低于阳性对照（p≤0.05）。但钙硅酸盐材料仍展现出相对优势：其H-score评分（128.67±24.19）和钙浓度（158.12±9.33μM）均为各组最高，显著优于钙锆复合物（55.33±5.03；61.25±2.33μM）。这种差异可能源于钙硅酸盐水化产物（如CSH凝胶、斜方钙石等）形成的多孔结构更利于生物矿化。而生物活性玻璃基材料虽表现出中等矿化能力（117.33±6.11），但其含氟特性可能通过抑制线粒体功能产生细胞毒性。

研究讨论部分指出三个关键发现：首先，钙硅酸盐材料通过独特的离子释放特性（高Ca²⁺、无Al³⁺）在细胞相容性和诱导分化间取得最佳平衡；其次，钙锆复合物尽管解决了MTA的变色问题，但其快速凝固特性可能影响生物活性；最后，新型树脂基材料虽然操作便捷，但2%MCP浓度是否足够诱导修复性牙本质形成仍需探讨。这些发现为临床材料选择提供了重要参考：对于追求最佳生物活性的病例，钙硅酸盐材料仍是首选；而在美学要求较高的前牙区，钙锆复合物可作为替代选择。

该研究的创新价值在于首次系统比较了四类盖髓材料的生物学性能，特别是对新型实验性MCP材料进行了前瞻性评估。但作者也指出研究存在局限：体外实验无法模拟牙髓微环境的复杂性；未检测材料对炎症因子表达的影响；MCP材料的最佳浓度仍需探索。这些发现为后续研究指明了方向：建议开展包含更大浓度梯度的三维培养实验，并结合动物模型验证材料的长期效果。从临床转化角度看，本研究为生物活性盖髓材料的优化设计提供了重要理论依据，特别是揭示了材料化学组成与干细胞命运的关联规律，对推动牙髓再生医学发展具有积极意义。