DOI: https://doi.org/10.3389/fdmed.2025.1737941
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41458174
تاريخ النشر: 2025-12-12
المؤلف: Juan Carlos Hernández-Cabanillas وآخرون
الموضوع الرئيسي: طب الأسنان الداخلي وعلاجات قنوات الجذر
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لأربعة مواد لتغطية اللب: مادة التجميع المعدنية الثلاثية (MTA)، وBiodentine®، وTheraCal LC، وTheraCal PT، والتي تعتبر حاسمة للحفاظ على حيوية اللب في العلاجات السنية. قام الباحثون بتقييم القوة الانضغاطية، وقوة الربط القصي إلى الراتنج المركب، والشفافية الإشعاعية، والتعدين الحيوي في المختبر، والتوافق الخلوي مع خلايا جذعية لب الأسنان البشرية (hDPSCs) باستخدام طرق موحدة وتحليل إحصائي (ANOVA أحادي الاتجاه واختبار توكي بعد ذلك، α = 0.05).
كشفت النتائج أن TheraCal PT أظهرت أعلى قوة انضغاطية وقوة ربط (p < 0.001)، بينما أظهرت MTA أعلى شفافية إشعاعية (p < 0.001). أظهرت كل من Biodentine وMTA تعدينًا حيويًا متفوقًا مع تكوين كبير لبلورات فوسفات الكالسيوم. في اختبارات حيوية الخلايا، حافظت Biodentine وTheraCal PT على حيوية مقارنة بالتحكم (p > 0.024)، بينما أظهرت Biodentine وTheraCal LC انخفاضًا كبيرًا في الحيوية (p < 0.001). تستنتج الدراسة أنه بينما توفر المواد المعدلة بالراتنج مثل TheraCal PT خصائص ميكانيكية محسنة، إلا أنها قد تؤثر سلبًا على التعدين الحيوي والتوافق الحيوي. على العكس من ذلك، تظل MTA متفوقة في النشاط الحيوي والاستجابة الخلوية، مما يبرز الحاجة إلى أن يوازن الأطباء بين الخصائص الفيزيائية والنتائج البيولوجية عند اختيار عوامل تغطية اللب.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث الانتشار الكبير لتسوس الأسنان، الذي يؤثر على أكثر من 93% من البالغين الذين تتراوح أعمارهم بين 20 عامًا وما فوق، وتسلط الضوء على التحول من طرق العلاج التقليدية غير الانتقائية إلى استراتيجيات الحد الأدنى من التدخل تهدف إلى الحفاظ على حيوية اللب. إحدى هذه الطرق هي تغطية اللب المباشرة، التي تستخدم مواد حيوية نشطة تطلق أيونات الكالسيوم والفوسفات والفلور لتعزيز تكوين مركب العاج واللب وتسهيل إصلاح الأنسجة. تؤكد الورقة على تطوير المواد القائمة على سيليكات الكالسيوم منذ أواخر القرن العشرين، بما في ذلك الخيارات المدروسة على نطاق واسع مثل Biodentine وMineral Trioxide Aggregate (MTA)، المعروفة بخصائصها المواتية مثل الرقم الهيدروجيني العالي والنشاط المضاد للميكروبات.
تهدف الدراسة إلى تقييم ومقارنة الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لأربعة عوامل تغطية لب مباشرة: MTA وBiodentine وTheraCal Light-Cured (LC) وTheraCal Pulp Therapy (PT). تم اختيار هذه المواد بسبب أهميتها السريرية وتركيباتها المتنوعة، التي تتراوح بين البيوسيراميك التقليدي إلى سيليكات الكالسيوم المعدلة بالراتنج. تركز البحث على تقييم قوتها الانضغاطية، ومقاومة الربط، والشفافية الإشعاعية، والتعدين الحيوي في المختبر، والتوافق الخلوي لتحديد قابليتها السريرية على المدى الطويل. تفترض الفرضية الصفرية أن المواد المعدلة بالراتنج (TheraCal LC وPT) ستظهر خصائص مماثلة للمواد البيوسيراميكية التقليدية (MTA وBiodentine). تهدف هذه التحقيقات إلى توفير بيانات تدعم اتخاذ القرارات المستندة إلى الأدلة في الممارسات الترميمية وطب الأسنان.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم تقييم أربعة مواد لتغطية اللب المباشرة المتاحة تجاريًا—Biodentine ®، ومادة التجميع المعدنية الثلاثية (MTA)، وTheraCal LC، وTheraCal PT—لتحليل قوة الربط القصي لها مع مواد الراتنج المركب. تم إعداد العينات تحت ظروف مختبرية موحدة، مما يضمن الاتساق من خلال استخدام مواد من نفس الدفعة واستبعاد أي عينات بها عيوب مرئية. تم إجراء حسابات حجم العينة لكل متغير تابع، مستهدفين قوة 0.8 ومستوى ألفا 0.05، مع معلمات مستمدة من أبحاث سابقة.
لتقييم قوة الربط القصي، تم ملء كتل أكريليك ذات تجاويف أسطوانية مركزية بالمواد المعنية. خضعت المواد المعالجة بالضوء للبلمرة لمدة 20 ثانية عند 1,000 مW/cm²، بينما تم تخزين الأسمنتات القائمة على الماء عند 37 درجة مئوية ورطوبة 100% لمدة 24 ساعة. بعد ذلك، تم حفر الأسطح بحمض الفوسفوريك 37%، ومعالجتها بلصق Single Bond Universal، ثم تم ربطها مع راتنج Filtek Z250 المركب باستخدام مصفوفة سيليكون. بعد فترة تخزين لمدة 24 ساعة في ماء مقطر عند 37 درجة مئوية، تم قياس قوة الربط القصي باستخدام آلة اختبار عالمية بسرعة رأس عرض 1.0 مم/دقيقة، مع الإبلاغ عن النتائج بوحدات ميغاباسكال (MPa).
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى وجود اختلافات كبيرة في القوة الانضغاطية بين المواد المختبرة، كما حددها ANOVA أحادي الاتجاه (p = 0.001). كشف اختبار توكي بعد ذلك أن TheraCal PT كانت لديها أعلى قوة انضغاطية، متفوقة بشكل كبير على جميع المواد الأخرى (p < 0.001). بالمقابل، لم يتم العثور على اختلافات كبيرة بين MTA وBiodentine® وTheraCal LC (p > 0.052). أظهر تحليل إحصائي مماثل لقوة الربط مع المواد القائمة على الراتنج أيضًا اختلافات كبيرة (p = 0.001)، حيث أظهرت TheraCal PT مرة أخرى أعلى قوة ربط (p < 0.001)، بينما كانت TheraCal LC لديها قوة ربط أعلى بشكل كبير من MTA وBiodentine (p < 0.003). لم يتم ملاحظة اختلافات كبيرة بين MTA وBiodentine (p = 0.976). تفاوتت قيم الشفافية الإشعاعية بشكل كبير بين المواد (p = 0.001)، حيث أظهرت MTA أعلى شفافية إشعاعية (p < 0.001)، تليها TheraCal LC، التي كانت أكثر شفافية إشعاعية بشكل كبير من كل من Biodentine وTheraCal PT (p < 0.002). لم يتم ملاحظة اختلافات كبيرة بين Biodentine وTheraCal PT (p = 0.994). كشفت تحليلات المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) عن اختلافات واضحة في التمعدن السطحي، حيث أظهرت Biodentine أكبر تكوين لبلورات فوسفات الكالسيوم. أشارت تقييمات حيوية الخلايا إلى اختلافات كبيرة بين المواد (p = 0.001)، مع عدم وجود اختلافات كبيرة بين مجموعة التحكم (PBS)، وBiodentine، وTheraCal PT (p > 0.024). ومع ذلك، أظهرت MTA وTheraCal LC انخفاضًا كبيرًا في حيوية الخلايا مقارنة بالتحكم (p < 0.001).
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في الدراسة الضوء على الاختلافات الكبيرة في الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لأربعة مواد لتغطية اللب التي تم تقييمها، مما أدى إلى رفض الفرضية الصفرية. تشير النتائج الرئيسية إلى أن المواد المعدلة بالراتنج، مثل TheraCal PT، تظهر خصائص ميكانيكية متفوقة، خاصة القوة الانضغاطية، والتي تعزى إلى آلية البلمرة المزدوجة. بالمقابل، تظهر البيوسيراميك القائمة على الماء مثل MTA وBiodentine نشاطًا حيويًا معززًا، حيث تظهر MTA توافقًا حيويًا ممتازًا وقدرة على التمعدن الحيوي بسبب إطلاقها المستمر لأيونات الكالسيوم والهيدروكسيد.
تكشف الدراسة أيضًا عن تبادل حرج بين الأداء الميكانيكي والسلامة البيولوجية. بينما تظهر TheraCal LC قدرات ربط جيدة، فإن مصفوفة الراتنج الخاصة بها تحد من النشاط الحيوي وتقدم مخاوف سامة للخلايا، على الأرجح بسبب المكونات القابلة للتسرب. تظل MTA المعيار الذهبي للنشاط الحيوي والتوافق الحيوي، بينما تعتبر TheraCal PT مفضلة للتطبيقات التي تتطلب قوة ميكانيكية عالية. تؤكد النتائج على أهمية اختيار المواد بناءً على الاحتياجات السريرية المحددة، مع تحقيق توازن بين المزايا الميكانيكية والسلامة البيولوجية لعلاج اللب الحيوي الفعال.
DOI: https://doi.org/10.3389/fdmed.2025.1737941
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41458174
Publication Date: 2025-12-12
Author(s): Juan Carlos Hernández-Cabanillas et al.
Primary Topic: Endodontics and Root Canal Treatments
Overview
This study investigates the physicochemical and biological properties of four pulp capping materials: Mineral Trioxide Aggregate (MTA), Biodentine®, TheraCal LC, and TheraCal PT, which are crucial for maintaining pulp vitality in dental treatments. The researchers assessed compressive strength, shear bond strength to composite resin, radiopacity, in vitro biomineralization, and cytocompatibility with human dental pulp stem cells (hDPSCs) using standardized methods and statistical analysis (one-way ANOVA and Tukey’s post hoc test, α = 0.05).
The findings revealed that TheraCal PT exhibited the highest compressive and bond strength (p < 0.001), while MTA demonstrated the greatest radiopacity (p < 0.001). Both Biodentine and MTA showed superior biomineralization with significant calcium phosphate crystal formation. In cell viability assays, Biodentine and TheraCal PT maintained viability comparable to the control (p > 0.024), whereas Biodentine and TheraCal LC exhibited significantly reduced viability (p < 0.001). The study concludes that while resin-modified materials like TheraCal PT offer enhanced mechanical properties, they may compromise biomineralization and biocompatibility. Conversely, MTA remains superior in bioactivity and cellular response, highlighting the need for clinicians to balance physical properties with biological outcomes when selecting pulp capping agents.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the significant prevalence of dental caries, affecting over 93% of adults aged 20 and older, and highlights the shift from traditional non-selective treatment methods to minimally invasive strategies aimed at preserving pulp vitality. One such method is direct pulp capping, which utilizes bioactive materials that release calcium, phosphate, and fluoride ions to promote the formation of a dentin-pulp complex and facilitate tissue repair. The paper emphasizes the development of calcium silicate-based materials since the late 20th century, including widely studied options like Biodentine and Mineral Trioxide Aggregate (MTA), which are known for their favorable properties such as high pH and antimicrobial activity.
The study aims to evaluate and compare the physicochemical and biological properties of four direct pulp capping agents: MTA, Biodentine, TheraCal Light-Cured (LC), and TheraCal Pulp Therapy (PT). These materials were selected due to their clinical relevance and varying compositions, ranging from traditional bioceramics to resin-modified calcium silicates. The research focuses on assessing their compressive strength, bonding resistance, radiopacity, in vitro biomineralization, and cytocompatibility to determine their long-term clinical applicability. The null hypothesis posits that the resin-modified materials (TheraCal LC and PT) will exhibit comparable properties to the conventional bioceramic materials (MTA and Biodentine). This investigation aims to provide data that supports evidence-based decision-making in restorative and endodontic practices.
Methods
In this study, four commercially available direct pulp capping materials—Biodentine ®, mineral trioxide aggregate (MTA), TheraCal LC, and TheraCal PT—were evaluated for their shear bond strength to resin composite materials. Specimens were prepared under standardized laboratory conditions, ensuring consistency by using materials from the same batch and excluding any samples with visible defects. Sample size calculations were conducted for each dependent variable, targeting a power of 0.8 and an alpha level of 0.05, with parameters derived from previous research.
To assess shear bond strength, acrylic blocks with central cylindrical cavities were filled with the respective materials. Light-cured materials underwent polymerization for 20 seconds at 1,000 mW/cm², while water-based cements were stored at 37 °C and 100% humidity for 24 hours. Following this, surfaces were etched with 37% phosphoric acid, treated with Single Bond Universal adhesive, and subsequently bonded to Filtek Z250 resin composite using a silicone matrix. After a 24-hour storage period in distilled water at 37 °C, shear bond strength was measured using a universal testing machine at a crosshead speed of 1.0 mm/min, with results reported in megapascals (MPa).
Results
The results of the study indicate significant differences in compressive strength among the tested materials, as determined by one-way ANOVA (p = 0.001). Tukey’s post hoc test revealed that TheraCal PT had the highest compressive strength, significantly outperforming all other materials (p < 0.001). In contrast, no significant differences were found between MTA, Biodentine®, and TheraCal LC (p > 0.052). Similar statistical analysis for bond strength to resin-based materials also showed significant differences (p = 0.001), with TheraCal PT again exhibiting the highest bond strength (p < 0.001), while TheraCal LC had significantly higher bond strength than MTA and Biodentine (p < 0.003). No significant differences were noted between MTA and Biodentine (p = 0.976). Radiopacity values varied significantly among the materials (p = 0.001), with MTA showing the highest radiopacity (p < 0.001), followed by TheraCal LC, which was significantly more radiopaque than both Biodentine and TheraCal PT (p < 0.002). No significant differences were observed between Biodentine and TheraCal PT (p = 0.994). Scanning electron microscopy (SEM) analysis revealed distinct differences in surface mineralization, with Biodentine exhibiting the most calcium phosphate crystal formation. Cell viability assessments indicated significant differences among materials (p = 0.001), with no significant differences between the control group (PBS), Biodentine, and TheraCal PT (p > 0.024). However, MTA and TheraCal LC showed significantly lower cell viability compared to the control (p < 0.001).
Discussion
The discussion section of the study highlights significant differences in the physicochemical and biological properties of four evaluated pulp capping materials, leading to the rejection of the null hypothesis. Key findings indicate that resin-modified materials, such as TheraCal PT, exhibit superior mechanical properties, particularly compressive strength, attributed to their dual-cure polymerization mechanism. In contrast, water-based bioceramics like MTA and Biodentine demonstrate enhanced bioactivity, with MTA showing excellent biocompatibility and biomineralization capacity due to its continuous release of calcium and hydroxide ions.
The study also reveals a critical trade-off between mechanical performance and biological safety. While TheraCal LC shows good bonding capabilities, its resin matrix limits bioactivity and presents cytotoxicity concerns, likely due to leachable components. MTA remains the gold standard for bioactivity and biocompatibility, while TheraCal PT is preferable for applications requiring high mechanical strength. The findings underscore the importance of selecting materials based on specific clinical needs, balancing mechanical advantages with biological safety for effective vital pulp therapy.