DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-05870-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40159491
تاريخ النشر: 2025-03-30
المؤلف: Rathna Piriyanga وآخرون
الموضوع الرئيسي: طب الأسنان الداخلي وعلاجات قنوات الجذر
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة فعالية هيدروجيل يحتوي على الأليسين والجرافين أكسيد وجزيئات الفضة النانوية (Allicin-GO-AgNP) كدواء داخل القناة في علاج جذور الأسنان، مع التركيز على استقراره في درجة الحموضة، وخصائص المادة، والصلابة الدقيقة، وتأثيراته المضادة للميكروبات مقارنة بالعلاجات التقليدية مثل هيدروكسيد الكالسيوم (CaOH) ومعجون المضادات الحيوية الثلاثي (TAP). تم تصنيع الهيدروجيل وتوصيفه باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR)، والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، ومطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX). تم تقييم استقرار درجة الحموضة على مر الزمن، مما كشف أن هيدروجيل Allicin-GO-AgNP حافظ على درجة حموضة قريبة من المحايدة (متوسط 7.083)، على عكس مستويات الحموضة القلوية العالية لـ CaOH (متوسط 12.297) و TAP (متوسط 12.683).
أشارت النتائج إلى أن هيدروجيل Allicin-GO-AgNP حافظ بشكل كبير على صلابة العاج الدقيقة عبر جميع المناطق مقارنة بـ CaOH و TAP، دون وجود فرق كبير عن مجموعة التحكم في الثلثين القمي والوسيط. أظهرت اختبارات المضادات الميكروبية فعالية معتدلة، مع مناطق تثبيط تبلغ 20 مم ضد *Enterococcus faecalis* و 13 مم ضد *Candida albicans*، متفوقة على CaOH بعد 24 ساعة. تشير النتائج إلى أن هيدروجيل Allicin-GO-AgNP هو بديل واعد لتطبيقات علاج جذور الأسنان، خاصة في علاج جذور الأسنان التجديدي، بسبب خصائصه المواتية. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على تقييم توافقه الحيوي على المدى الطويل وفعاليته المضادة للميكروبات في البيئات السريرية.
مقدمة
تؤكد مقدمة هذه الورقة البحثية على الدور الحاسم للأدوية داخل القناة في علاج جذور الأسنان، خاصة في تعزيز تعقيم القناة الجذرية مع الحفاظ على سلامة العاج من أجل بقاء الأسنان على المدى الطويل. تُلاحظ الأدوية التقليدية مثل هيدروكسيد الكالسيوم (CaOH) ومعجون المضادات الحيوية الثلاثي (TAP) لفعاليتها المضادة للميكروبات؛ ومع ذلك، فإن استخدامها المطول يمكن أن يؤدي إلى آثار ضارة على العاج، بما في ذلك إزالة المعادن، وتقليل مقاومة الكسر، وانخفاض الصلابة الدقيقة، خاصة في الأسنان غير الناضجة. تؤكد هذه الآثار السلبية على ضرورة وجود أدوية مبتكرة يمكن أن تعقم بفعالية مع الحفاظ على السلامة الهيكلية للعاج، وهو أمر حيوي لإجراءات مثل التجديد في علاج جذور الأسنان.
تقدم الورقة تقدمًا في تكنولوجيا النانو، وتحديدًا استخدام أكسيد الجرافين (GO) وجزيئات الفضة النانوية (AgNPs)، كبدائل واعدة في علاج جذور الأسنان. إن المساحة السطحية العالية لـ GO وإمكانية التوظيف، جنبًا إلى جنب مع الخصائص المضادة للميكروبات واسعة الطيف لـ AgNPs، تقدم نهجًا جديدًا لتعزيز الأدوية داخل القناة. بالإضافة إلى ذلك، يتم تسليط الضوء على المركب النشط حيويًا الأليسين، المستخرج من الثوم، لخصائصه المضادة للأكسدة، والتي قد تحسن من فعالية هذه الأدوية. تهدف الدراسة إلى تقييم استقرار درجة الحموضة، وخصائص المادة، وتأثيرات الصلابة الدقيقة لصيغة هيدروجيل تحتوي على الأليسين و GO و AgNPs، مع افتراض أن هذه الصيغة الجديدة ستظهر خصائص حفظ العاج مقارنة أو متفوقة على الأدوية التقليدية مثل CaOH و TAP.
طرق البحث
اتبعت الدراسة الإرشادات الأخلاقية المعتمدة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لكلية ومستشفيات سافيثا لطب الأسنان، تشيناي، الهند (رقم الموافقة SRB/SDC/PhD/ENDO-2364/24/TH-014). تضمنت المنهجية إعداد جزيئات الفضة النانوية من أكسيد الجرافين (GO-AgNPs) وهيدروجيل الصوديوم ألجينات، مع استخراج الأليسين من الثوم. تم تصفية مستخلص الأليسين لتحليل الجودة، وتم دمج GO-AgNPs في محلول الصوديوم ألجينات بنسبة 1:1. تم إجراء توصيف الهيدروجيل باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، بينما تم قياس درجة الحموضة لمختلف الأدوية داخل القناة في عدة نقاط زمنية باستخدام مقياس درجة حموضة رقمي معاير.
تم استخدام 120 سنًا بشريًا من الأضراس السفلية ذات الجذر الواحد المستخرجة حديثًا للدراسة المخبرية، مع معايير إدراج صارمة لضمان سلامة العينة. تم إعداد القنوات الجذرية باستخدام نظام دوار ProTaper NiTi، وتم إدخال الأدوية باستخدام لنتولو لولبي. تم حضانة العينات تحت ظروف محكومة لفترات زمنية متفاوتة قبل التحليل. تم تقييم صلابة العاج الدقيقة في أقسام الجذر المختلفة، وتم تقييم النشاط المضاد للميكروبات للأدوية باستخدام طريقة انتشار القرص ضد *Candida albicans* و *Enterococcus faecalis*. تم قياس مناطق التثبيط لتحديد فعالية العلاجات، مع إجراء جميع الاختبارات ثلاث مرات لضمان موثوقية إحصائية.
النتائج
يقدم قسم النتائج تحليلًا شاملاً لهيدروجيل الصوديوم ألجينات الذي يحتوي على الأليسين وجزيئات الفضة النانوية من أكسيد الجرافين. تكشف مطيافية الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR) عن مجموعات وظيفية هامة، مع قمم رئيسية تشير إلى وجود مجموعات هيدروكسيل، ومجموعات كربوكسيلات، والأليسين، إلى جانب تفاعلات الفضة والكبريت. تؤكد صور المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) على تضمين الجزيئات النانوية داخل الهيدروجيل، بينما تحدد مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) التركيب العنصري، مما يدعم التكامل الناجح للأليسين ومكونات أخرى.
تشير التحليلات الإحصائية باستخدام ANOVA إلى وجود اختلافات كبيرة في قيم درجة الحموضة والصلابة الدقيقة عبر مجموعات الأدوية المختلفة على مر الزمن، حيث أظهر هيدروجيل Allicin GO-AgNP صلابة دقيقة متفوقة مقارنة بهيدروكسيد الكالسيوم ومعجون المضادات الحيوية الثلاثي. كما أظهرت مجموعة التحكم أيضًا صلابة دقيقة أعلى من المجموعتين الأخيرتين. بالإضافة إلى ذلك، تظهر اختبارات الفعالية المضادة للميكروبات أن معجون المضادات الحيوية المزدوج كان الأكثر فعالية ضد *Enterococcus faecalis*، بينما كان هيدروكسيد الكالسيوم الأكثر فعالية ضد *Candida albicans*، مع إظهار هلام Allicin GO-AgNP نشاطًا معتدلًا ضد كلا الممرضين. بشكل عام، تؤكد هذه النتائج على إمكانيات الهيدروجيل المحتوي على الأليسين في التطبيقات السنية.
مناقشة
في هذه المناقشة، يؤكد المؤلفون على الدور الحاسم للأدوية داخل القناة في علاج جذور الأسنان، خاصة في الأساليب التجديدية حيث يكون التطبيق المطول ضروريًا لتعقيم القناة الجذرية بشكل فعال وشفاء. يبرزون أهمية الحفاظ على سلامة العاج، خاصة في الأسنان غير الناضجة، ويناقشون التقدمات الأخيرة في تكنولوجيا النانو التي أدت إلى تطوير مواد مبتكرة مثل الجزيئات النانوية والهيدروجيل. بشكل خاص، يتم تقديم هيدروجيل الأليسين المدمج مع أكسيد الجرافين وجزيئات الفضة النانوية (Allicin-GO-AgNP) كبديل واعد للأدوية التقليدية، حيث يقدم تأثيرًا مضادًا للميكروبات مستدامًا مع الحفاظ على صلابة العاج الدقيقة بفضل درجة حموضته القريبة من المحايدة.
تشير نتائج الدراسة إلى أن هيدروجيل Allicin-GO-AgNP يحافظ على صلابة العاج الدقيقة بشكل أكثر فعالية من العلاجات التقليدية مثل هيدروكسيد الكالسيوم ومعجون المضادات الحيوية الثلاثي، والتي ارتبطت بانخفاضات كبيرة في الصلابة بسبب درجة حموضتها العالية وخصائصها الحمضية، على التوالي. لا تقلل صيغة الهيدروجيل من تدهور العاج فحسب، بل توفر أيضًا فعالية مضادة للميكروبات معتدلة ضد الممرضات الشائعة، مما يشير إلى نهج متوازن للتعقيم دون المساس بالسلامة الهيكلية. يخلص المؤلفون إلى أنه بينما يظهر هيدروجيل Allicin-GO-AgNP وعدًا لعلاج جذور الأسنان التجديدي، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتقييم تأثيراته طويلة المدى وإمكاناته في البيئات السريرية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-05870-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40159491
Publication Date: 2025-03-30
Author(s): Rathna Piriyanga et al.
Primary Topic: Endodontics and Root Canal Treatments
Overview
This study investigates the efficacy of an allicin-incorporated graphene oxide-silver nanoparticle (Allicin-GO-AgNP) hydrogel as an intracanal medicament in endodontics, focusing on its pH stability, material characteristics, microhardness, and antimicrobial effects compared to conventional treatments such as calcium hydroxide (CaOH) and triple antibiotic paste (TAP). The hydrogel was synthesized and characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The pH stability was assessed over time, revealing that the Allicin-GO-AgNP hydrogel maintained a near-neutral pH (mean 7.083), in contrast to the highly alkaline pH levels of CaOH (mean 12.297) and TAP (mean 12.683).
Results indicated that the Allicin-GO-AgNP hydrogel significantly preserved dentin microhardness across all regions compared to CaOH and TAP, with no significant difference from the control group in the coronal and middle thirds. Antimicrobial testing demonstrated moderate efficacy, with inhibition zones of 20 mm against *Enterococcus faecalis* and 13 mm against *Candida albicans*, outperforming CaOH after 24 hours. The findings suggest that the Allicin-GO-AgNP hydrogel is a promising alternative for endodontic applications, particularly in regenerative endodontics, due to its favorable properties. Future research should focus on evaluating its long-term biocompatibility and antimicrobial effectiveness in clinical settings.
Introduction
The introduction of this research paper emphasizes the critical role of intracanal medicaments in endodontic treatment, particularly in enhancing root canal disinfection while preserving dentin integrity for long-term tooth survival. Conventional medicaments like calcium hydroxide (CaOH) and triple antibiotic paste (TAP) are noted for their antimicrobial efficacy; however, their prolonged use can lead to detrimental effects on dentin, including demineralization, reduced fracture resistance, and decreased microhardness, especially in immature teeth. These adverse effects underscore the necessity for innovative medicaments that can effectively disinfect while maintaining the structural integrity of dentin, which is vital for procedures such as endodontic regeneration.
The paper introduces advancements in nanotechnology, specifically the use of graphene oxide (GO) and silver nanoparticles (AgNPs), as promising alternatives in endodontics. GO’s high surface area and functionalization potential, combined with the broad-spectrum antimicrobial properties of AgNPs, present a novel approach to enhancing intracanal medicaments. Additionally, the bioactive compound allicin, derived from garlic, is highlighted for its antioxidant properties, which may further improve the efficacy of these medicaments. The study aims to evaluate the pH stability, material characteristics, and microhardness effects of a hydrogel formulation incorporating allicin, GO, and AgNPs, hypothesizing that this novel formulation will demonstrate comparable or superior dentin-preserving properties compared to traditional medicaments like CaOH and TAP.
Methods
The study adhered to ethical guidelines approved by the Institutional Review Board of Saveetha Dental College and Hospitals, Chennai, India (approval number SRB/SDC/PhD/ENDO-2364/24/TH-014). The methodology involved the preparation of graphene oxide silver nanoparticles (GO-AgNPs) and sodium alginate hydrogel, with allicin extracted from garlic. The allicin extract was filtered for quality analysis, and GO-AgNPs were incorporated into the sodium alginate solution at a 1:1 ratio. Characterization of the hydrogel was performed using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM), while the pH of various intracanal medicaments was measured at multiple time points using a calibrated digital pH meter.
A total of 120 freshly extracted human single-rooted lower premolar teeth were utilized for the in vitro study, with strict inclusion criteria to ensure sample integrity. The root canals were prepared using a ProTaper NiTi rotary system, and the medicaments were introduced using a lentulo spiral. The specimens were incubated under controlled conditions for varying durations before analysis. Dentin microhardness was assessed at different root sections, and antimicrobial activity of the medicaments was evaluated using a disc-diffusion method against *Candida albicans* and *Enterococcus faecalis*. The inhibition zones were measured to determine the efficacy of the treatments, with all tests performed in triplicate for statistical reliability.
Results
The results section presents a comprehensive analysis of the allicin-incorporated graphene oxide silver nanoparticle sodium alginate hydrogel. Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy reveals significant functional groups, with key peaks indicating the presence of hydroxyl groups, carboxylate groups, and allicin, alongside silver-sulfur interactions. Scanning Electron Microscopy (SEM) images confirm the embedding of nanoparticles within the hydrogel, while Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) quantifies the elemental composition, supporting the successful integration of allicin and other components.
Statistical analysis using ANOVA indicates significant differences in pH values and microhardness across various medicament groups over time, with the Allicin GO-AgNP hydrogel demonstrating superior microhardness compared to Calcium Hydroxide and Triple Antibiotic Paste. The control group also exhibited higher microhardness than the latter two. Additionally, antimicrobial efficacy tests show that the double antibiotic paste was most effective against *Enterococcus faecalis*, while calcium hydroxide was most effective against *Candida albicans*, with the Allicin GO-AgNP gel showing moderate activity against both pathogens. Overall, these findings underscore the potential of the allicin-incorporated hydrogel in dental applications.
Discussion
In this discussion, the authors emphasize the critical role of intracanal medicaments in endodontic therapy, particularly in regenerative approaches where prolonged application is necessary for effective root canal disinfection and healing. They highlight the importance of maintaining dentin integrity, especially in immature teeth, and discuss recent advancements in nanotechnology that have led to the development of innovative materials such as nanoparticles and hydrogels. Specifically, the Allicin-incorporated graphene oxide-silver nanoparticle (Allicin-GO-AgNP) hydrogel is presented as a promising alternative to traditional medicaments, offering sustained antimicrobial action while preserving dentin microhardness due to its near-neutral pH.
The study’s findings indicate that the Allicin-GO-AgNP hydrogel maintains dentin microhardness more effectively than conventional treatments like calcium hydroxide and triple antibiotic paste, which were associated with significant reductions in hardness due to their high pH and acidic properties, respectively. The hydrogel’s formulation not only minimizes dentin degradation but also provides moderate antimicrobial efficacy against common pathogens, suggesting a balanced approach to disinfection without compromising structural integrity. The authors conclude that while the Allicin-GO-AgNP hydrogel shows promise for regenerative endodontics, further research is needed to assess its long-term effects and potential in clinical settings.