DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-026-06743-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41636902
تاريخ النشر: 2026-02-04
المؤلف: Tobias Renner وآخرون
الموضوع الرئيسي: طب الأسنان الداخلي وعلاجات قنوات الجذر
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة الأسمنتات المعدنية العضوية الجديدة المكونة من هيدرات فوسفات المغنيسيوم والعضويات الفوسفاتية، مع التركيز بشكل خاص على تطبيقها كمواد ترميم مؤقتة في طب الأسنان. شملت الأبحاث صياغة أربع تركيبات لاصقة من خلال معالجة حرارية لهيدرات فوسفات المغنيسيوم الثلاثي (TMP • xH₂O و TMP • 22H₂O) مع نوعين من العضويات الفوسفاتية (O-phospho-L-serine (OPLS) و sodium phytate (Na-IP6)). تم تقييم هذه التركيبات مقابل مادة ترميم مؤقتة قياسية، Cavit™، مع التركيز على القوة الميكانيكية، وقدرة الإغلاق، وسلامة الهيكل.
أشارت النتائج إلى أن TMP • xH₂O المدمج مع OPLS أظهر قوة ارتباط قصوى أعلى مع الأنسجة الصلبة السنية (4.35 ± 0.71 ميغاباسكال على العاج) مقارنة بـ Cavit™ (0.29 ± 0.16 ميغاباسكال)، إلى جانب أداء إغلاق ملائم ووقت إعداد مقبول سريرياً يبلغ حوالي 15 دقيقة. تبرز الدراسة أن المعالجة الحرارية عند 400 درجة مئوية أدت إلى تكوين متعدد المراحل عزز من تفاعل واستقرار الأسمنتات. تشير هذه النتائج إلى أن الأسمنتات المغنيسيوم-فوسفو-سيرين، وخاصة التركيبة المعتمدة على TMP • xH₂O، هي مرشحة واعدة للاستخدام في التجاويف غير الاحتفاظ بها وقد تكون لها تطبيقات أوسع في طب الأسنان، مثل تغطية اللب أو إصلاح الثقوب. هناك حاجة لمزيد من التحقيقات لتقييم جدواها السريرية بشكل أكبر.
مقدمة
تؤكد مقدمة هذه الورقة البحثية على الدور الحاسم لمواد حشو الأسنان في تحقيق إغلاق محكم ضد البكتيريا داخل نظام قناة الجذر، وهو أمر ضروري لمنع إعادة العدوى البكتيرية وضمان النجاح السريري على المدى الطويل. تبرز الورقة استكشاف مواد جديدة، وخاصة المواد اللاصقة المعدنية العضوية، التي أظهرت وعدًا في مجالات طبية أخرى بسبب نشاطها الحيوي والتصاقها القوي بالأنسجة المعدنية. على الرغم من إمكانياتها، لم تشهد هذه المواد اللاصقة حتى الآن اعتمادًا سريريًا واسع النطاق، على الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه في تطويرها، بما في ذلك انخفاض السمية الخلوية والتوافق الحيوي الملائم الذي تم إثباته في الدراسات الأولية.
تبحث الدراسة بشكل خاص في فئة جديدة من المواد الشبيهة بالإسمنت البيومعدني المكونة من مركبات المغنيسيوم والعضويات الفوسفاتية، التي تم تطويرها في الأصل للتطبيقات الجراحية، لاستخدامها المحتمل في طب الأسنان، وخاصة كحشوات تغطية مؤقتة. تهدف الدراسة إلى تقييم قوة الارتباط لهذه الأسمنتات الجديدة مقارنة بالمواد التقليدية مثل Cavit™، بالإضافة إلى فعاليتها في الإغلاق. كما تشير المقدمة إلى الأهمية التاريخية لطب الأسنان في تطوير الأسمنتات الطبية، مما يوحي بأن الابتكارات في المواد اللاصقة العظمية قد تستفيد الآن التطبيقات السنية، وخاصة في طب الأسنان، حيث يكون الإغلاق الفعال وقابلية استرجاع الحشوات المؤقتة أمرًا بالغ الأهمية.
طرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتفصل في المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، بالإضافة إلى مصادرها وطرق تحضيرها. يصف القسم أيضًا المنهجيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مما يضمن إمكانية تكرار النتائج.
تُبرز التقنيات والبروتوكولات الرئيسية، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها للتحقق من النتائج. يؤكد القسم على الالتزام بالمبادئ التوجيهية والمعايير الأخلاقية ذات الصلة بسياق البحث، مما يضمن أن الطرق المستخدمة صارمة ومناسبة لأهداف الدراسة. بشكل عام، يعمل هذا القسم كدليل شامل لتكرار الدراسة وفهم العمليات الأساسية التي أدت إلى النتائج المبلغ عنها.
نتائج
يقدم قسم النتائج تحليلًا شاملاً لتأثيرات درجة حرارة التلبيد على التركيب الطوري وأداء هيدرات TMP (TMP • xH₂O) كمواد لاصقة سنية. أشار تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) إلى تكوين متعدد المراحل من TMP • xH₂O التجاري، مما أدى إلى اختلافات في وقت الإعداد وقوة الارتباط عند تفاعلها مع OPLS. زادت قوة الارتباط لـ TMP • xH₂O/OPLS من 1.86 ± 0.61 ميغاباسكال إلى 2.67 ± 0.56 ميغاباسكال على مدار التخزين، متفوقة بشكل كبير على Cavit™، التي كانت لديها قوة ارتباط قصوى تبلغ 0.51 ± 0.24 ميغاباسكال. أكدت التحليلات الإحصائية أن المواد اللاصقة المعتمدة على TMP أظهرت باستمرار أداءً متفوقًا مقارنة بـ Cavit™، مع اختلافات كبيرة في قوة الارتباط ومقاييس اختراق الصبغة.
كانت ديناميات درجة الحرارة ودرجة الحموضة أثناء عملية الإعداد متشابهة عبر جميع المواد اللاصقة المختبرة، مع درجات حرارة قصوى تتراوح من 31.4 درجة مئوية إلى 37.2 درجة مئوية. كشفت قياسات المسامية أن مركب OPLS و TMP • xH₂O كان لديه أقل مسامية عند 17.9%، بينما أظهرت Cavit™ مسامية تبلغ 33.7%. ومن الجدير بالذكر أن مركب TMP • xH₂O/OPLS أظهر أقل اختراق صبغة كتلية وتسرب بيني، مما يدل على خصائص إغلاق أفضل مقارنة بالمواد المعتمدة على الكاتييت وCavit™. علاوة على ذلك، أظهرت الفحوصات باستخدام الميكرو-CT عدم وجود تشكيل فجوة هامشية بين الحشوة والعاج، حيث عرضت تركيبة TMP • xH₂O وOPLS بنية متجانسة وأقل غسول. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية تركيب المواد والشيخوخة في تحديد أداء الالتصاق للأسمنتات السنية.
مناقشة
في هذا القسم، يناقش المؤلفون تخليق وتحليل مختلف الأسمنتات المعتمدة على فوسفات المغنيسيوم، مع التركيز بشكل خاص على المعالجة الحرارية لمسحوق TMP • xH₂O المتاح تجاريًا لتعزيز تفاعليته والتحكم في ديناميات الإعداد. تم تعريض المساحيق للمعالجة الحرارية عند درجات حرارة تتراوح من 0 درجة مئوية إلى 800 درجة مئوية، مع استخدام حيود الأشعة السينية (XRD) لمراقبة تطور الطور. أشارت النتائج إلى أن التلبيد عند 400 درجة مئوية أدى إلى أداء مثالي، يتميز بوقت إعداد سريع يبلغ حوالي 15 دقيقة وقوة قص قصوى تبلغ 3.6 ميغاباسكال على مفاصل هيدروكسيباتيت. تم عزو هذا الأداء إلى الاحتفاظ بهيكل بلوري جزئي، مما يعزز التفاعل والالتصاق، مما يتناقض مع التركيبات المعتمدة على الكاتييت التي أظهرت قوى ارتباط أقل بسبب طبيعتها غير المتبلورة بعد التلبيد.
كما يبرز المؤلفون أهمية درجة الحموضة والتأثيرات الحرارية على القابلية السريرية لهذه الأسمنتات. وصلت المواد المختبرة إلى درجات حرارة معتدلة أثناء الإعداد، وهو ما من غير المرجح أن يسبب ضررًا لأنسجة اللب، حتى في حالات اللب الحيوي. بالإضافة إلى ذلك، وُجد أن قيم درجة الحموضة للأسمنتات كانت حمضية معتدلة إلى قريبة من المحايدة، مما قد يدعم شفاء اللب في التطبيقات المحتملة كمواد لتغطية اللب المباشرة. تؤكد الدراسة أنه على الرغم من أن التشابه الكيميائي بين المواد لا يضمن الأداء، فإن عوامل مثل التركيب الطوري، المسامية، ومنتجات التحول الحراري تؤثر بشكل حاسم على تفاعل الأسمنت والالتصاق، مما يبرز الحاجة إلى اختيار واختبار دقيق للمواد اللاصقة السنية.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-026-06743-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41636902
Publication Date: 2026-02-04
Author(s): Tobias Renner et al.
Primary Topic: Endodontics and Root Canal Treatments
Overview
This study explores novel mineral-organic cements composed of magnesium phosphate hydrates and organophosphates, specifically targeting their application as temporary restorative materials in endodontics. The research involved the formulation of four adhesive combinations by thermally treating trimagnesium phosphate hydrates (TMP • xH₂O and TMP • 22H₂O) with two organophosphates (O-phospho-L-serine (OPLS) and sodium phytate (Na-IP6)). These formulations were evaluated against a standard temporary restorative material, Cavit™, focusing on mechanical strength, sealing ability, and structural integrity.
The results indicated that the TMP • xH₂O combined with OPLS exhibited superior shear bond strength to dental hard tissues (4.35 ± 0.71 MPa on dentin) compared to Cavit™ (0.29 ± 0.16 MPa), alongside favorable sealing performance and a clinically acceptable setting time of approximately 15 minutes. The study highlights that the thermal treatment at 400 °C resulted in a multiphase composition that enhanced the reactivity and stability of the cements. These findings suggest that the magnesium-phosphoserine cements, particularly the formulation based on TMP • xH₂O, are promising candidates for use in non-retentive cavities and may have broader applications in dentistry, such as pulp capping or perforation repair. Future investigations are warranted to further assess their clinical viability.
Introduction
The introduction of this research paper emphasizes the critical role of endodontic filling materials in achieving a bacteria-tight seal within the root canal system, which is essential for preventing bacterial re-infection and ensuring long-term clinical success. The paper highlights the exploration of novel materials, particularly mineral-organic bone adhesives, which have shown promise in other medical fields due to their bioactivity and strong adhesion to mineralized tissues. Despite their potential, these adhesives have not yet seen widespread clinical adoption, although significant advancements have been made in their development, including low cytotoxicity and favorable biocompatibility demonstrated in early studies.
The research specifically investigates a new class of biomineral cement-like substances composed of magnesium compounds and organophosphates, originally developed for surgical applications, for their potential use in dentistry, particularly as provisional endodontic cover fillings. The study aims to assess the bond strength of these novel cements compared to conventional materials like Cavit™, as well as their sealing effectiveness. The introduction also notes the historical significance of dentistry in the development of medical cements, suggesting that innovations in bone adhesives may now benefit dental applications, particularly in endodontics, where effective sealing and retrievability of temporary fillings are paramount.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, as well as their sources and preparation methods. The section also describes the methodologies applied for data collection and analysis, ensuring reproducibility of the results.
Key techniques and protocols are highlighted, including any statistical analyses performed to validate the findings. The section emphasizes adherence to ethical guidelines and standards relevant to the research context, ensuring that the methods employed are both rigorous and appropriate for the objectives of the study. Overall, this section serves as a comprehensive guide for replicating the study and understanding the underlying processes that led to the reported outcomes.
Results
The results section presents a comprehensive analysis of the effects of sintering temperature on the phase composition and performance of TMP hydrates (TMP • xH₂O) as dental adhesives. X-ray diffraction (XRD) analysis indicated a multiphasic composition of commercial TMP • xH₂O, leading to variations in setting time and bond strength when reacted with OPLS. The bond strength of TMP • xH₂O/OPLS increased from 1.86 ± 0.61 MPa to 2.67 ± 0.56 MPa over storage, significantly outperforming Cavit™, which had a maximum bond strength of 0.51 ± 0.24 MPa. Statistical analyses confirmed that TMP-based adhesives consistently exhibited superior performance compared to Cavit™, with significant differences in bond strength and dye penetration metrics.
Temperature and pH dynamics during the setting process were similar across all tested adhesives, with maximum temperatures ranging from 31.4 °C to 37.2 °C. The porosity measurements revealed that the OPLS and TMP • xH₂O compound had the lowest porosity at 17.9%, while Cavit™ exhibited a porosity of 33.7%. Notably, the TMP • xH₂O/OPLS compound demonstrated the lowest bulk dye penetration and interfacial leakage, indicating better sealing properties compared to cattiite-based materials and Cavit™. Furthermore, micro-CT examinations showed no marginal gap formation between the filling and dentin, with the TMP • xH₂O and OPLS combination displaying a homogeneous structure and minimal washout. Overall, the findings underscore the importance of material composition and aging in determining the adhesive performance of dental cements.
Discussion
In this section, the authors discuss the synthesis and analysis of various magnesium phosphate-based cements, particularly focusing on the heat treatment of commercially available TMP • xH₂O powder to enhance its reactivity and control setting kinetics. The powders were subjected to thermal treatment at temperatures ranging from 0 °C to 800 °C, with X-ray diffraction (XRD) used to monitor phase evolution. The results indicated that sintering at 400 °C yielded optimal performance, characterized by a rapid setting time of approximately 15 minutes and a maximum shear strength of 3.6 MPa on hydroxyapatite joints. This performance was attributed to the retention of a partially crystalline structure, which promotes reactivity and adhesion, contrasting with cattiite-based formulations that exhibited lower bond strengths due to their amorphous nature post-sintering.
The authors also highlight the significance of pH and thermal effects on the clinical applicability of these cements. The tested materials reached moderate temperatures during setting, which are unlikely to cause harm to pulpal tissue, even in vital pulp scenarios. Additionally, the pH values of the cements were found to be moderately acidic to near-neutral, which may support pulpal healing in potential applications as direct pulp capping materials. The study emphasizes that while chemical similarity among materials does not guarantee performance, factors such as phase composition, porosity, and thermal transformation products critically influence cement reactivity and adhesion, underscoring the need for careful selection and testing of dental adhesives.