DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-66616-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39039132
تاريخ النشر: 2024-07-22
المؤلف: Rafaela Nanami Handa Inada وآخرون
الموضوع الرئيسي: طب الأسنان الداخلي وعلاجات قنوات الجذر
نظرة عامة
هذه الدراسة بحثت في التوافق الحيوي، النشاط الحيوي، المسامية، وواجهة السدادة/العاج لأربعة سدادات مختلفة: Sealer Plus BC (SP)، Bio-C Sealer (BIOC)، TotalFill BC Sealer (TF)، و AH Plus (AHP). تم زرع أنابيب العاج المملوءة بهذه السدادات، بالإضافة إلى أنابيب التحكم الفارغة، في الأنسجة تحت الجلد للفئران لفترات زمنية متفاوتة (n = 6 لكل مجموعة/فترة). تم تقييم المعلمات الرئيسية بما في ذلك عدد الخلايا الالتهابية (ICs)، سمك الكبسولة، تفاعل فون كوسا، إنترلوكين-6 (IL-6)، وأوستيوكالسين (OCN). تم استخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق لتقييم المسامية والفراغات عند واجهة العاج/السدادة، مع إجراء التحليل الإحصائي باستخدام ANOVA واختبارات توكي (α = 0.05).
أشارت النتائج إلى أن AHP أظهر سمك كبسولة أكبر بشكل ملحوظ، ICs، ووسم IL-6 المناعي مقارنة بالسدادات الأخرى. لم يتم العثور على اختلافات كبيرة بين SP و TF عبر جميع النقاط الزمنية، ولا بين جميع المجموعات عند 30 و 60 يومًا. ومن الجدير بالذكر أن جميع المجموعات أظهرت انخفاضًا في سمك الكبسولة، ICs، ومستويات IL-6 عند 60 يومًا. لوحظ وجود هياكل إيجابية في تفاعل فون كوسا ومتعددة الانكسار في الكبسولات المحيطة بالسدادات، وأظهرت BIOC، SP، و TF وسم OCN المناعي. حافظت جميع السدادات على مستويات مسامية أقل من 5% وأظهرت فراغات واجهة منخفضة وقابلة للمقارنة. تشير النتائج إلى أن BIOC، SP، و TF متوافقة حيويًا ونشطة حيويًا، مع إثبات نموذج أنبوب العاج كبديل قابل للتطبيق لتقييم المواد الحيوية السيراميكية.
الطرق
يستعرض قسم “الطرق” الإجراءات التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. استخدم الباحثون مجموعة من الأساليب الكمية والنوعية لجمع البيانات، مما يضمن فهمًا شاملاً للظواهر قيد التحقيق. شملت المنهجيات المحددة تجارب محكومة، تحليلات إحصائية، وتقنيات نمذجة، والتي تم تصميمها لاختبار الفرضيات التي تم صياغتها في بداية البحث.
شمل جمع البيانات أخذ عينات منهجية وتطبيق أدوات موحدة لقياس المتغيرات ذات الصلة. تم إجراء التحليل باستخدام برامج إحصائية متقدمة، مما سمح بإجراء اختبارات صارمة للنتائج. يبرز القسم أهمية القابلية للتكرار والشفافية في الطرق المستخدمة، موضحًا الخطوات المتخذة للتخفيف من التحيز وضمان صحة النتائج. بشكل عام، أسست الإطار المنهجي أساسًا قويًا للنتائج والنقاشات اللاحقة المقدمة في الورقة.
النتائج
توفر نتائج الدراسة تحليلًا شاملاً للخصائص البيولوجية، المسامية، وخصائص الواجهة لمختلف سدادات الأسنان مع مرور الوقت. تم استخدام إحصائيات وصفية، بما في ذلك المتوسط والانحراف المعياري، لتلخيص النتائج. كشفت التقييمات الشكلية أنه في 7 أيام، كانت الكبسولات المحيطة بأنابيب العاج سميكة بشكل ملحوظ ومكتظة بالخلايا الالتهابية، خاصة في مجموعة AHP، التي أظهرت تسللًا التهابيًا بارزًا. مع مرور الوقت، لوحظ انخفاض كبير في سمك الكبسولة، حيث أظهرت AHP باستمرار سمكًا أكبر مقارنة بالمجموعات الأخرى (P < 0.05). بحلول 60 يومًا، أظهرت جميع المجموعات أرق الكبسولات، دون وجود اختلافات كبيرة بينها. تم تقييم التفاعلات الالتهابية أيضًا، مما يبرز هيمنة الخلايا الالتهابية أحادية النواة، مثل البلعميات واللمفاويات، خاصة في عينات AHP عند 7 أيام. بحلول 15 يومًا، بدأت الخلايا الليفية تظهر في كبسولات جميع المجموعات باستثناء AHP، التي استمرت في إظهار كثافة عالية من الخلايا الالتهابية. كانت الكثافة العددية للخلايا الالتهابية الأعلى في مجموعة AHP عبر جميع النقاط الزمنية (P < 0.05)، بينما أظهرت BIOC عددًا أكبر بكثير من الخلايا الالتهابية مقارنة بـ SP و TF عند 7 و 15 يومًا (P < 0.05). ومن الجدير بالذكر أن AHP أظهرت انخفاضًا تدريجيًا في كثافة الخلايا الالتهابية مع مرور الوقت، بينما أظهرت BIOC انخفاضًا كبيرًا بدءًا من 15 يومًا. أظهرت مجموعات SP، TF، و CG اختلافات في كثافة الخلايا الالتهابية فقط بعد 30 يومًا (P < 0.05).
النقاش
بحثت الدراسة في التوافق الحيوي والنشاط الحيوي لمختلف سدادات قنوات الجذر، وخاصة السدادات الحيوية السيراميكية، باستخدام نموذج أنبوب العاج لمحاكاة الظروف السريرية. كشفت التحليلات المناعية النسيجية أن عدد الخلايا الموسومة بـ إنترلوكين-6 (IL-6) كان أعلى بشكل ملحوظ في المجموعة الحيوية السيراميكية (BIOC) مقارنة بالسدادات الأخرى عند 7 و 15 يومًا، مما يشير إلى استجابة التهابية قوية في البداية. ومع ذلك، لوحظ انخفاض ملحوظ في مستويات IL-6 والخلايا الالتهابية بحلول 30 يومًا، مما يشير إلى إعادة تشكيل الأنسجة بشكل فعال. بالمقابل، أظهرت السدادة القائمة على الراتنج الإيبوكسي (AHP) أعلى استجابة التهابية طوال فترة الدراسة، مما يدل على انخفاض توافقها الحيوي.
بالإضافة إلى ذلك، تم ملاحظة وسم أوستيوكالسين (OCN) بشكل رئيسي في مجموعة BIOC، مما يشير إلى نشاط حيوي معزز، بينما لم تظهر AHP أي إيجابية لـ OCN، مما يدل على عدم وجود نشاط حيوي. أكدت صبغة فون كوسا وجود ترسبات الكالسيوم في الكبسولات المحيطة بالسدادات الحيوية السيراميكية، مما يدعم إمكاناتها النشطة حيويًا. كشفت تحليل المسامية عبر التصوير المقطعي المحوسب الدقيق أن جميع السدادات زادت من مساميتها مع مرور الوقت، لكن السدادات الحيوية السيراميكية حافظت على نسب فراغات أقل عند واجهة العاج/السدادة، وهو أمر حاسم لمنع تسرب الميكروبات. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن السدادات الحيوية السيراميكية أكثر توافقًا حيويًا ونشاطًا حيويًا مقارنة بـ AHP، مع تداعيات على تطبيقاتها السريرية في طب الأسنان.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-66616-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39039132
Publication Date: 2024-07-22
Author(s): Rafaela Nanami Handa Inada et al.
Primary Topic: Endodontics and Root Canal Treatments
Overview
This study investigated the biocompatibility, bioactivity, porosity, and the sealer/dentin interface of four different sealers: Sealer Plus BC (SP), Bio-C Sealer (BIOC), TotalFill BC Sealer (TF), and AH Plus (AHP). Dentin tubes filled with these sealers, along with empty control tubes, were implanted in the subcutaneous tissue of rats for varying durations (n = 6 per group/period). Key parameters assessed included the number of inflammatory cells (ICs), capsule thickness, von Kossa reaction, interleukin-6 (IL-6), and osteocalcin (OCN). Micro-computed tomography was utilized to evaluate porosity and voids at the dentin/sealer interface, with statistical analysis performed using ANOVA and Tukey’s tests (α = 0.05).
The results indicated that AHP exhibited significantly greater capsule thickness, ICs, and IL-6 immunolabeling compared to the other sealers. No significant differences were found between SP and TF across all time points, nor among all groups at 30 and 60 days. Notably, all groups showed a reduction in capsule thickness, ICs, and IL-6 levels at 60 days. The presence of von Kossa-positive and birefringent structures in the capsules surrounding the sealers was observed, and BIOC, SP, and TF demonstrated OCN-immunolabeling. All sealers maintained porosity levels below 5% and exhibited low and comparable interface voids. The findings suggest that BIOC, SP, and TF are biocompatible and bioactive, with the dentin-tube model proving to be a viable alternative for evaluating bioceramic materials.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental and analytical procedures employed in the study. The researchers utilized a combination of quantitative and qualitative approaches to gather data, ensuring a comprehensive understanding of the phenomena under investigation. Specific methodologies included controlled experiments, statistical analyses, and modeling techniques, which were designed to test the hypotheses formulated at the outset of the research.
Data collection involved systematic sampling and the application of standardized instruments to measure relevant variables. The analysis was conducted using advanced statistical software, allowing for rigorous testing of the results. The section emphasizes the importance of replicability and transparency in the methods used, detailing the steps taken to mitigate bias and ensure the validity of the findings. Overall, the methodological framework established a robust foundation for the subsequent results and discussions presented in the paper.
Results
The results of the study provide a comprehensive analysis of the biological properties, porosity, and interface characteristics of various dental sealers over time. Descriptive statistics, including mean and standard deviation, were utilized to summarize the findings. Morphological assessments revealed that at 7 days, the capsules surrounding dentin tubes were notably thick and densely populated with inflammatory cells, particularly in the AHP group, which exhibited a pronounced inflammatory infiltrate. Over time, a significant reduction in capsule thickness was observed, with AHP consistently showing greater thickness compared to other groups (P < 0.05). By 60 days, all groups exhibited the thinnest capsules, with no significant differences among them. Inflammatory reactions were also evaluated, highlighting a predominance of mononuclear inflammatory cells, such as macrophages and lymphocytes, particularly in the AHP specimens at 7 days. By 15 days, fibroblasts began to appear in the capsules of all groups except AHP, which continued to show high inflammatory cell density. The numerical density of inflammatory cells was highest in the AHP group across all time points (P < 0.05), while BIOC showed significantly more inflammatory cells than SP and TF at 7 and 15 days (P < 0.05). Notably, AHP demonstrated a gradual decrease in inflammatory cell density over time, whereas BIOC exhibited a significant reduction starting from 15 days. SP, TF, and CG groups showed differences in inflammatory cell density only after 30 days (P < 0.05).
Discussion
The study investigated the biocompatibility and bioactivity of various root canal sealers, specifically bioceramic sealers, using a dentin tube model to simulate clinical conditions. Immunohistochemical analysis revealed that the number of interleukin-6 (IL-6)-immunolabeling cells was significantly higher in the bioceramic group (BIOC) compared to other sealers at 7 and 15 days, indicating a robust inflammatory response initially. However, a notable decrease in IL-6 levels and inflammatory cells was observed by 30 days, suggesting effective tissue remodeling. In contrast, the epoxy resin-based sealer (AHP) exhibited the highest inflammatory response throughout the study, indicating its lower biocompatibility.
Additionally, osteocalcin (OCN) immunolabeling was predominantly observed in the BIOC group, suggesting enhanced bioactivity, while AHP showed no OCN positivity, indicating a lack of bioactivity. The von Kossa staining confirmed calcium deposits in the capsules surrounding the bioceramic sealers, further supporting their bioactive potential. Porosity analysis via micro-CT revealed that all sealers had increased porosity over time, but the bioceramic sealers maintained lower void percentages at the dentin-sealer interface, which is crucial for preventing microbial leakage. Overall, the findings suggest that bioceramic sealers are more biocompatible and bioactive compared to AHP, with implications for their clinical application in endodontics.