DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-93759-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40169700
تاريخ النشر: 2025-04-01
المؤلف: Nishat Sultan وآخرون
الموضوع الرئيسي: طب الأسنان الداخلي وعلاجات قنوات الجذر
نظرة عامة
هذه الدراسة بحثت في تأثيرات أربعة مستخلصات من مواد تغليف حيوية على تكاثر وتمايز الخلايا الجذعية لب pulp الأسنان البشرية (hDPSCs). المواد التي تم اختبارها تشمل Harvard MTA (سيليكات الكالسيوم)، Retro MTA (معقد زيركون الكالسيوم)، Activa Bioactive Base/Liner (مادة قائمة على الزجاج الحيوي)، ومواد تغليف pulp تجريبية قائمة على MCP. تم إعداد كل مادة على شكل أقراص ووضعها في طبق 6 آبار مع وسط Eagle المعدل من دلبوكو لإنشاء مستخلصات بنسبة 1:1. تم تقييم التكاثر باستخدام اختبار MTT، بينما تم تقييم التمايز العظمي من خلال صبغة الأليزارين الأحمر، مع قياس درجات H وتركيزات الكالسيوم. تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام ANOVA أحادي الاتجاه مع اختبار توكي بعد ذلك (p ≤ 0.05).
أشارت النتائج إلى أن الأوساط العظمية عززت بشكل كبير تكاثر الخلايا مقارنةً بمعقد زيركون الكالسيوم ومواد قائمة على MCP. أظهرت سيليكات الكالسيوم زيادة كبيرة في الكثافة الضوئية مقارنةً بمجموعة التحكم السلبية ومعقد زيركون الكالسيوم. ومع ذلك، أظهرت جميع مواد التغليف المختبرة درجات H وتركيزات كالسيوم أقل من مجموعة التحكم، مع إظهار سيليكات الكالسيوم أعلى تركيز كالسيوم بين المواد. تشير النتائج إلى أن المواد القائمة على سيليكات الكالسيوم هي الأكثر فعالية في تعزيز تكاثر hDPSC وتمايزها العظمي، بينما تحتاج المواد الجديدة القائمة على الراتنج إلى مزيد من التحقيق. تؤكد الدراسة على أهمية الحفاظ على حيوية اللب من خلال تغليف اللب المباشر (DPC) وتسلط الضوء على الحاجة إلى مزيد من الدراسات المخبرية وفي vivo لدعم التطبيق السريري لهذه المواد.
الطرق
في هذه الدراسة، تم تقييم أربعة مواد مختلفة لتغليف pulp الأسنان (DPC) من حيث فعاليتها. تشمل المواد: سيليكات الكالسيوم (Harvard MTA Universal من Harvard Dental International GmbH، ألمانيا)، معقد زيركون الكالسيوم (RetroMTA-BioMTA من داجيون، كوريا)، مادة قائمة على الزجاج الحيوي (ACTIVA Bioactive Base/Liner من PULPDENT Corporation، الولايات المتحدة الأمريكية)، ومواد تجريبية قائمة على MCP تحتوي على 2% MCP (PULPDENT Corporation، الولايات المتحدة الأمريكية).
يهدف اختيار هذه المواد إلى تقييم خصائصها وأدائها في التطبيقات السنية، وخاصة في إجراءات تغليف اللب. التركيب والفوائد المحتملة لكل مادة أمر حاسم لفهم ملاءمتها في البيئات السريرية.
النتائج
أشارت نتائج اختبار تكاثر الخلايا MTT إلى أن مواد غرفة pulp الأسنان (DPC) أثرت بشكل كبير على تكاثر الخلايا الجذعية لب pulp الأسنان البشرية (hDPSCs)، مع قيمة p ≤ 0.05. من بين المواد المختبرة، أظهرت الأوساط العظمية (OM) معدل تكاثر أعلى بشكل ملحوظ مقارنةً بـ hDPSCs، معقد زيركون الكالسيوم، ومواد قائمة على MCP (p ≤ 0.05). بشكل ملحوظ، أظهرت مادة سيليكات الكالسيوم أعلى قيم للكثافة الضوئية (OD)، متجاوزة بشكل كبير تلك الخاصة بـ hDPSCs ومعقد زيركون الكالسيوم (p ≤ 0.05)، بينما سجل معقد زيركون الكالسيوم أدنى قيم OD.
علاوة على ذلك، لم تُلاحظ اختلافات كبيرة بين مادة سيليكات الكالسيوم، المادة القائمة على الزجاج الحيوي، وOM (p ≤ 0.05). بالإضافة إلى ذلك، لم تُظهر المادة القائمة على الزجاج الحيوي ومواد قائمة على MCP اختلافات كبيرة في تأثيراتها على التكاثر (p ≤ 0.05). تشير هذه النتائج إلى أنه بينما تعتبر مادة سيليكات الكالسيوم متفوقة في تعزيز تكاثر hDPSC، فإن المواد الأخرى مثل الزجاج الحيوي وMCP تظهر أيضًا تأثيرات قابلة للمقارنة تحت ظروف معينة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم إجراء تقييم بيولوجي لأربعة مواد مختلفة لتغليف pulp لتقييم تأثيراتها على تكاثر وتمايز الخلايا الجذعية لب pulp الأسنان البشرية (hDPSCs). تم اختبار المواد باستخدام نسبة مستخلص 1:1 مع وسائل الثقافة، وفقًا للإرشادات المعمول بها. أشار اختبار MTT إلى أن مادة سيليكات الكالسيوم عززت بشكل كبير تكاثر الخلايا، حيث لم تظهر اختلافًا كبيرًا عن مجموعة التحكم الإيجابية (الأوساط العظمية). في المقابل، أظهر معقد زيركون الكالسيوم أدنى نسبة حيوية للخلايا، على الأرجح بسبب عملية التصنيع واختلافات المكونات. بالإضافة إلى ذلك، أظهر اختبار الأليزارين الأحمر S (ARS) أن مادة سيليكات الكالسيوم أدت إلى أعلى ترسيب للكالسيوم، بينما كان لمادة زيركون الكالسيوم أدنى ترسيب، مما يدل على اختلاف الإمكانيات العظمية بين المواد.
تؤكد النتائج على أهمية اختيار المواد في إجراءات تغليف pulp الأسنان، حيث يمكن أن تؤثر المواد الحيوية بشكل كبير على تمايز hDPSCs إلى خلايا شبيهة بالأودونتوبلاست، مما يساعد في النهاية في تشكيل العاج الترميمي. بينما أظهرت المواد القائمة على سيليكات الكالسيوم النتائج الأكثر وعدًا، أظهرت المواد الجديدة القائمة على الراتنج أيضًا نتائج مقبولة ولكنها تتطلب مزيدًا من التحقيق. تختتم الدراسة بأن هذه المواد يمكن أن تكون خيارات قابلة للتطبيق لتغليف pulp الأسنان، في انتظار مزيد من التحقق السريري لتأكيد قدراتها التجديدية في vivo.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-93759-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40169700
Publication Date: 2025-04-01
Author(s): Nishat Sultan et al.
Primary Topic: Endodontics and Root Canal Treatments
Overview
This study investigated the effects of four bioactive capping material extracts on the proliferation and osteogenic differentiation of human dental pulp stem cells (hDPSCs). The materials tested included Harvard MTA (calcium silicate), Retro MTA (calcium zirconia complex), Activa Bioactive Base/Liner (bioactive glass-based), and an experimental MCP-based pulp capping material. Each material was prepared as discs and placed in a 6-well plate with Dulbecco’s Modified Eagle Medium to create extracts at a 1:1 ratio. Proliferation was assessed using the MTT assay, while osteogenic differentiation was evaluated through alizarin red staining, measuring H-scores and calcium concentrations. Statistical analysis was performed using one-way ANOVA with Tukey’s post hoc test (p ≤ 0.05).
The results indicated that osteogenic media significantly enhanced cell proliferation compared to the calcium zirconia complex and MCP-based materials. Calcium silicate demonstrated a significant increase in optical density compared to the negative control and calcium zirconia complex. However, all tested capping materials exhibited lower H-scores and calcium concentrations than the control group, with calcium silicate showing the highest calcium concentration among the materials. The findings suggest that calcium silicate-based materials are the most effective for promoting hDPSC proliferation and osteogenic differentiation, while newly introduced resin-based materials require further investigation. The study underscores the importance of maintaining pulp vitality through direct pulp capping (DPC) and highlights the need for additional laboratory and in vivo studies to support the clinical application of these materials.
Methods
In this study, four different dental pulp capping (DPC) materials were evaluated for their effectiveness. The materials included: calcium silicate (Harvard MTA Universal from Harvard Dental International GmbH, Germany), a calcium zirconia complex (RetroMTA-BioMTA from Daejeon, Korea), a bioactive glass-based material (ACTIVA Bioactive Base/Liner from PULPDENT Corporation, USA), and an experimental MCP-based material containing 2% MCP (PULPDENT Corporation, USA).
The selection of these materials aims to assess their properties and performance in dental applications, particularly in pulp capping procedures. Each material’s composition and potential benefits are critical for understanding their suitability in clinical settings.
Results
The results of the MTT cell proliferation assay indicated that the dental pulp chamber (DPC) materials significantly affected the proliferation of human dental pulp stem cells (hDPSCs), with a p-value of ≤ 0.05. Among the tested materials, osteogenic media (OM) demonstrated a significantly higher proliferation rate compared to hDPSCs, calcium zirconia complex, and MCP-based material (p ≤ 0.05). Notably, calcium silicate material exhibited the highest optical density (OD) values, significantly surpassing those of hDPSCs and the calcium zirconia complex (p ≤ 0.05), while the calcium zirconia complex recorded the lowest OD values.
Furthermore, no significant differences were observed between the calcium silicate material, bioactive glass-based material, and OM (p ≤ 0.05). Additionally, the bioactive glass-based material and MCP-based material did not show significant differences in their proliferation effects (p ≤ 0.05). These findings suggest that while calcium silicate material is superior in promoting hDPSC proliferation, other materials like bioactive glass and MCP also exhibit comparable effects under specific conditions.
Discussion
In this study, the biological evaluation of four different pulp capping materials was conducted to assess their effects on the proliferation and osteogenic differentiation of human dental pulp stem cells (hDPSCs). The materials were tested using a 1:1 extract ratio with culture media, following established guidelines. The MTT assay indicated that calcium silicate material significantly enhanced cell proliferation, showing no significant difference from the positive control group (osteogenic media). In contrast, the calcium zirconia complex exhibited the lowest cell viability, likely due to its manufacturing process and component differences. Additionally, the Alizarin Red S (ARS) assay demonstrated that calcium silicate material led to the highest calcium deposition, while the calcium zirconia complex had the lowest, indicating varying osteogenic potential among the materials.
The findings underscore the importance of material selection in dental pulp capping procedures, as bioactive materials can significantly influence the differentiation of hDPSCs into odontoblast-like cells, ultimately aiding in reparative dentin formation. While calcium silicate-based materials showed the most promising results, the newly introduced resin-based materials also demonstrated acceptable outcomes but warrant further investigation. The study concludes that these materials could be viable options for dental pulp capping, pending additional clinical validation to confirm their regenerative capabilities in vivo.