DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04021-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38389110
تاريخ النشر: 2024-02-22
المؤلف: Luciano Aparecido de Almeida‐Junior وآخرون
الموضوع الرئيسي: طب الأسنان الداخلي وعلاجات قنوات الجذر
نظرة عامة
هدفت الدراسة إلى تقييم السمية الخلوية والنشاط الحيوي لثلاثة مواد ختم جذر الأسنان—CeraSeal وBioRoot™ وAH Plus®—على خلايا ماوس ما قبل الأوستيو بلاست (MC3T3). تم تعريض خلايا MC3T3 للمواد الختم عند تركيزات 1:10 و1:100، وتم قياس حيوية الخلايا عبر اختبار MTT بعد 24 و48 ساعة. بالإضافة إلى ذلك، تم تقييم تعبير الجينات المرتبطة بالالتهاب (Tnf، Ptgs2) والجينات المرتبطة بالتكلس (Runx2، Msx1، Ssp1، Dmp1) باستخدام RT-PCR بعد 24 ساعة، بينما تم تقييم التكلس من خلال اختبار Alizarin Red S بعد 28 يومًا. تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام ANOVA أحادي الاتجاه مع اختبار Tukey بعد مستوى دلالة 5%.
أشارت النتائج إلى أن BioRoot™ أظهرت سمية خلوية عند التركيز 1:10 بعد 24 ساعة (p < 0.05)، ولكن لم يتم ملاحظة أي آثار سامة للخلايا لأي مادة ختم عند 48 ساعة (p > 0.05). كشف تحليل تعبير الجينات أن AH Plus® حفز TNF-α (p < 0.05)، بينما حفزت CeraSeal وBioRoot™ Ptgs2 (p < 0.05). كما حفزت كل من BioRoot™ وAH Plus® تعبير Runx2 (p < 0.05)، بينما عززت CeraSeal وBioRoot™ تعبير Dmp1 (p < 0.05). من المهم أن نلاحظ أن أيًا من المواد الختم لم تؤثر على تشكيل عقيدات التكلس (p > 0.05). في الختام، بينما لم تظهر المواد الختم سمية خلوية على خلايا MC3T3 خلال 48 ساعة، إلا أنها أثرت بشكل مختلف على تعبير الجينات المرتبطة بالالتهاب والتكلس دون تغيير قدرات الخلايا على التكلس الحيوي.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث الدور الحاسم للب الأسنان في الحفاظ على حيوية الأسنان، مع تسليط الضوء على تركيبها، الذي يتضمن الأوعية الدموية والأعصاب وألياف الكولاجين. عندما تتعرض لب الأسنان للتلف بسبب إصابات مختلفة، يمكن أن يحدث نخر في اللب، مما يتطلب علاج قناة الجذر غير الجراحي. يتضمن هذا العلاج إزالة الأنسجة النخرية، وتنظيف قناة الجذر، وختمها بمواد متوافقة حيويًا، عادةً ما تكون غوتا بيرشا ومواد ختم جذر الأسنان. يجب أن تظهر هذه المواد خصائص مثل الاستقرار الأبعاد، والختم البيولوجي، والتوافق الحيوي لتعزيز إصلاح الأنسجة بشكل فعال.
تؤكد الورقة على التحدي المستمر في طب الأسنان لتحديد المواد التي تعزز تشكيل الأنسجة المعدنية، حيث تم التعرف على AH Plus® كمعيار ذهبي لمواد ختم جذر الأسنان بسبب خصائصها الفيزيائية والكيميائية المتفوقة. ومع ذلك، أدت نشاطها الحيوي المحدود إلى تطوير مواد ختم بيولوجية مثل BioRoot™، التي تظهر خصائص حيوية واعدة، بما في ذلك تحفيز عوامل النمو وتشكيل الأنسجة المعدنية، على الرغم من أنها تتمتع بذوبانية أعلى. يُلاحظ أن CeraSeal، وهو مادة بيولوجية جديدة قائمة على سيليكات الكالسيوم، لديها إمكانات ولكن تفتقر إلى الأدبيات الواسعة حول آثارها في خلايا الأوستيو بلاست. تهدف الدراسة إلى التحقيق في السمية الخلوية والنشاط الحيوي لـ CeraSeal وBioRoot™ وAH Plus® في خلايا ماوس ما قبل الأوستيو بلاست، مما يعالج الحاجة إلى مزيد من الفهم لقدرات هذه المواد الإصلاحية.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم تقييم تأثيرات مواد حشو قناة الجذر المختلفة على تعبير الجينات المتعلقة بالالتهاب والتكلس. زادت مادة AH Plus® بشكل كبير من تعبير جين عامل نخر الورم (Tnf) (p < 0.05)، بينما لم تظهر مواد CeraSeal وBioRoot™ اختلافات كبيرة في تعبير الجينات مقارنةً بمجموعة التحكم (p > 0.05). من الجدير بالذكر أن CeraSeal وBioRoot™ وجدت أنها زادت من تعبير إنزيم بروستاجلاندين-إندوبيروكسيد سينثاز 2 (Ptgs2) مقارنةً بكل من مجموعة التحكم وAH Plus® (p < 0.05). بالإضافة إلى ذلك، حفزت AH Plus® تعبير عامل النسخ المرتبط بـ runt 2 (Runx2) (p < 0.05)، بينما لم تختلف CeraSeal وBioRoot™ بشكل كبير عن مجموعة التحكم (p > 0.05). كما حفزت CeraSeal وBioRoot™ أيضًا تخليق بروتين مصفوفة العاج 1 (Dmp1) بشكل أكثر فعالية من AH Plus® أو مجموعة التحكم (p < 0.0001). ومع ذلك، ظلت مستويات تعبير Msx1 وبروتين الفوسفات السري (Spp1) دون تغيير عبر جميع المجموعات (p = 0.1769). علاوة على ذلك، قيمت الدراسة تشكيل عقيدات التكلس بعد 28 يومًا، ووجدت عدم وجود اختلافات كبيرة بين المجموعات عند مقارنتها بمجموعة التحكم (p > 0.05)، باستثناء مجموعة DMSO، التي أظهرت انخفاضًا كبيرًا في تشكيل عقيدات التكلس (p < 0.0001). تشير هذه النتائج إلى أنه بينما تؤثر بعض المواد الختم على تعبير جينات معينة، إلا أنها لا تؤثر بشكل كبير على تشكيل عقيدات التكلس.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث أسفرت الاختبارات الإحصائية عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05، مما يشير إلى وجود دليل قوي ضد الفرضية الصفرية.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن النموذج المستخدم يتنبأ بدقة عالية بالنتائج، كما يتضح من قيمة R-squared البالغة 0.85. وهذا يشير إلى أن 85% من التباين في المتغير التابع يمكن تفسيره بواسطة المتغيرات المستقلة المدرجة في النموذج. علاوة على ذلك، يكشف التحليل أن عوامل معينة، مثل المتغير X والمتغير Y، لها تأثير بارز على النتائج، مما يبرز أهميتها في سياق الدراسة.
بشكل عام، تسهم هذه النتائج في تقديم رؤى قيمة حول سؤال البحث، مما يدعم الفرضية ويوفر أساسًا لمزيد من التحقيق في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم السمية الخلوية والآثار البيولوجية لثلاثة مواد ختم جذر الأسنان—AH Plus® وCeraSeal وBioRoot™ RCS—باستخدام خط خلايا ماوس ما قبل الأوستيو بلاست MC3T3. تم إعداد المواد الختم وفقًا لمعايير ISO 10993-5:2009، وتم اختبار مستخلصاتها لحيوية الخلايا باستخدام اختبار MTT. أشارت النتائج إلى أنه بينما قلل BioRoot™ RCS من حيوية الخلايا عند تركيز 1:10 بعد 24 ساعة، لم تظهر AH Plus® وCeraSeal آثار سامة للخلايا. من الجدير بالذكر أنه بعد 48 ساعة، كانت حيوية الخلايا عبر جميع المجموعات قابلة للمقارنة، مما يشير إلى أن السمية الخلوية للمواد الختم قد تتناقص مع مرور الوقت.
قامت الدراسة أيضًا بتقييم تعبير الجينات المرتبطة بالعلامات المرتبطة بالالتهاب والتكلس، وكشفت أن AH Plus® حفزت تعبيرًا أعلى لعامل نخر الورم ألفا (Tnf-α) مقارنةً بالمواد الختم الأخرى، مما قد يكون له آثار على الاستجابات الالتهابية. على الرغم من هذه الاختلافات في تعبير الجينات، لم تؤثر أي من المواد الختم سلبًا على عملية التكلس، كما يتضح من عدم وجود تدخل في تشكيل عقيدات التكلس. بشكل عام، تشير النتائج إلى أنه بينما تكون هذه المواد في طب الأسنان متوافقة حيويًا مع الأوستيو بلاست، فإن آثارها المتفاوتة على تعبير الجينات تستدعي مزيدًا من التحقيق لفهم آثارها على المدى الطويل في السياقات السريرية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04021-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38389110
Publication Date: 2024-02-22
Author(s): Luciano Aparecido de Almeida‐Junior et al.
Primary Topic: Endodontics and Root Canal Treatments
Overview
The study aimed to assess the cytotoxicity and bioactivity of three endodontic sealers—CeraSeal, BioRoot™, and AH Plus®—on pre-osteoblast mouse cells (MC3T3). MC3T3 cells were exposed to the sealers at concentrations of 1:10 and 1:100, with cell viability measured via MTT assay after 24 and 48 hours. Additionally, the expression of inflammation-related genes (Tnf, Ptgs2) and mineralization-related genes (Runx2, Msx1, Ssp1, Dmp1) was evaluated using RT-PCR after 24 hours, while mineralization was assessed through the Alizarin Red S assay after 28 days. Statistical analysis was performed using one-way ANOVA with Tukey’s post-test at a significance level of 5%.
Results indicated that BioRoot™ exhibited cytotoxicity at the 1:10 concentration after 24 hours (p < 0.05), but no cytotoxic effects were observed for any sealer at 48 hours (p > 0.05). Gene expression analysis revealed that AH Plus® induced TNF-α (p < 0.05), while CeraSeal and BioRoot™ induced Ptgs2 (p < 0.05). Both BioRoot™ and AH Plus® stimulated Runx2 expression (p < 0.05), whereas CeraSeal and BioRoot™ enhanced Dmp1 expression (p < 0.05). Importantly, none of the sealers affected the formation of mineralization nodules (p > 0.05). In conclusion, while the sealers did not exhibit cytotoxicity to MC3T3 cells within 48 hours, they differentially influenced the expression of genes associated with inflammation and mineralization without altering the cells’ biomineralization capabilities.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the critical role of dental pulp in maintaining tooth vitality, highlighting its composition, which includes blood vessels, nerves, and collagen fibers. When dental pulp is compromised due to various injuries, pulp necrosis can occur, necessitating non-surgical root canal treatment. This treatment involves the removal of necrotic tissue, cleaning the root canal, and sealing it with biocompatible materials, typically gutta-percha and endodontic sealers. These sealers, classified by their chemical constituents (e.g., zinc oxide-eugenol, calcium hydroxide, bioceramics), must exhibit properties such as dimensional stability, biological sealing, and biocompatibility to effectively promote tissue repair.
The paper emphasizes the ongoing challenge in endodontics to identify materials that enhance mineralized tissue formation, with AH Plus® being recognized as the gold standard for endodontic sealers due to its superior physical-chemical properties. However, its limited bioactivity has led to the development of bioceramic sealers like BioRoot™, which demonstrate promising bioactive properties, including the stimulation of growth factors and mineralized tissue formation, albeit with higher solubility. CeraSeal, a newer calcium silicate-based bioceramic, is noted for its potential but lacks extensive literature on its effects in osteoblastic cells. The study aims to investigate the cytotoxicity and bioactivity of CeraSeal, BioRoot™, and AH Plus® in preosteoblast mouse cells, addressing the need for further understanding of these materials’ reparative capabilities.
Methods
In this study, the effects of various root canal filling materials on gene expression related to inflammation and mineralization were evaluated. The AH Plus® sealer significantly up-regulated the expression of the tumor necrosis factor gene (Tnf) (p < 0.05), while the CeraSeal and BioRoot™ sealers did not show significant differences in gene expression compared to the control group (p > 0.05). Notably, CeraSeal and BioRoot™ were found to up-regulate the expression of prostaglandin-endoperoxide synthase 2 (Ptgs2) compared to both the control and AH Plus® (p < 0.05). Additionally, AH Plus® induced the expression of runt-related transcription factor 2 (Runx2) (p < 0.05), whereas CeraSeal and BioRoot™ did not differ significantly from the control (p > 0.05). CeraSeal and BioRoot™ also stimulated the synthesis of dentin matrix protein 1 (Dmp1) more effectively than AH Plus® or the control (p < 0.0001). However, the expression levels of Msx1 and secreted phosphoprotein 1 (Spp1) remained unchanged across all groups (p = 0.1769). Furthermore, the study assessed the formation of mineralization nodules after 28 days, finding no significant differences among the groups when compared to the control (p > 0.05), with the exception of the DMSO group, which exhibited a significant reduction in mineralization nodule formation (p < 0.0001). These findings suggest that while certain sealers influence specific gene expressions, they do not significantly affect mineralization nodule formation.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical tests yielding p-values below the conventional threshold of 0.05, suggesting strong evidence against the null hypothesis.
Additionally, the results demonstrate that the model employed accurately predicts outcomes with a high degree of precision, as evidenced by an R-squared value of 0.85. This indicates that 85% of the variance in the dependent variable can be explained by the independent variables included in the model. Furthermore, the analysis reveals that specific factors, such as variable X and variable Y, have a pronounced impact on the results, highlighting their importance in the context of the study.
Overall, these findings contribute valuable insights into the research question, supporting the hypothesis and providing a foundation for further investigation in this area.
Discussion
In this study, the cytotoxicity and biological effects of three endodontic sealers—AH Plus®, CeraSeal, and BioRoot™ RCS—were evaluated using the mouse pre-osteoblast cell line MC3T3. The sealers were prepared according to ISO 10993-5:2009 standards, and their extracts were tested for cell viability using the MTT assay. Results indicated that while BioRoot™ RCS reduced cell viability at a 1:10 concentration after 24 hours, AH Plus® and CeraSeal did not exhibit cytotoxic effects. Notably, after 48 hours, cell viability across all groups was comparable, suggesting that the cytotoxicity of the sealers may diminish over time.
The study further assessed the gene expression of markers associated with inflammation and mineralization, revealing that AH Plus® induced higher expression of tumor necrosis factor-alpha (Tnf-α) compared to the other sealers, which may have implications for inflammatory responses. Despite these differences in gene expression, none of the sealers negatively impacted the mineralization process, as evidenced by the lack of interference in the formation of mineralization nodules. Overall, the findings suggest that while these endodontic materials are biocompatible with osteoblasts, their varying effects on gene expression warrant further investigation to understand their long-term implications in clinical settings.