新型钙硅材料在活髓保存治疗中的研究进展

2018-5-2 11:05 来源:口腔疾病防治
作者:孙妍 邹玲阅读量:4019

    牙髓组织具有形成牙本质、为牙齿提供营养以及作为本体感受器感受外界刺激、抵御外界不良刺激等功能,因此保存牙髓活力对维持牙齿的结构、功能尤为重要。临床上活髓保存治疗主要有盖髓术和活髓切断术,治疗过程中,盖髓材料直接或间接接触牙髓组织以保存牙髓活力。理想的盖髓材料应具有良好的生物相容性,能有效隔绝外界刺激,促进牙髓组织的修复,且具备较强的杀菌、抑菌作用,防止入侵或残余细菌对牙髓组织的进一步损伤,并有较好的操作性能。

    早在1930年,Hermann就报道了氢氧化钙用于直接、间接盖髓的病例。应用于临床80多年来,氢氧化钙表现出的抗菌性、促进牙髓修复和牙本质矿化能力,使其成为盖髓材料的“金标准”。而氢氧化钙的缺点在于:本身不具有粘接性;机械强度差,可使充填物下方出现裂隙致充填物折裂;封闭性差,自固化的成分会逐渐溶解;会导致细胞炎症和局部牙髓组织的炎症坏死,进而可并发牙髓病理性钙化,给后续治疗带来不便;会引起炎症性根吸收、牙折;新形成的牙本质缺乏牙本质小管。

    随着材料学的发展,近年来涌现出一系列以钙硅为基础成分的材料,它们以水合作用固化,材料表面会形成矿化物晶体,可促进蛋白吸收以及细胞的粘附、增殖、矿化进而发挥临床作用。本文就近年来在活髓保存治疗中应用的新型钙硅材料的研究进展作一综述。

    1.矿物三氧化物聚合物(mineral trioxide aggregate,MTA)

    1.1MTA的机械性能、生物相容性

    1993年,Lee首次报道了MTA在牙科方面的应用,该材料逐渐应用于直接盖髓、穿孔修复、根尖倒充填等。MTA主要成分是钙、硅,氧化铋为阻射剂。MTA根据颜色分为灰色MTA、白色MTA;根据不同厂家有ProRootMTA、MTAAngelus、EndocemMTA。MTA经水合作用固化,不同类型MTA固化时都会有不同程度的膨胀,使得材料的边缘封闭性更好。

    关于MTA抗菌性的报道很多,但未有定论,有研究解释MTA抗菌性与研究的微生物种类、MTA类型有关。MTA具有良好的生物相容性,可促进干细胞的粘附、增殖、迁移、分化。目前的研究证实MTA能促进成骨细胞、成纤维细胞、成牙本质细胞、浆细胞及其它一些干细胞的分化,当接触生物体液时能诱导钙磷/磷灰石涂层的化学形成。

    Alshwaimi等在穿髓孔处用糖皮质激素抗生素组合进行盖髓,以期获得优于MTA的效果,但结果显示MTA盖髓后炎症反应更低且形成的牙本质桥更厚。Ghorbanzadeh等对年轻外伤恒牙行活髓切断术,MTA覆盖断面,随访10年,患者无不适主诉,患牙影像学表现良好,牙根继续发育,形成根尖封闭,提示MTA是一种性能良好的盖髓材料。Dharmani等自体移植根尖未发育完全的第三磨牙替代病变拔除的同侧第一磨牙,对移植的第三磨牙实行即刻活髓切断术,MTA盖髓,随访4年结果显示第三磨牙牙根继续发育,拔牙创愈合良好,根尖区形成了正常的硬骨板。

    2013年的一项大型随机临床试验显示,MTA直接盖髓的两年成功率高于氢氧化钙。Mente等、Çalışkan等分别报道了对直接盖髓的病例进行1~10年、2~6年的临床随访结果,得出了相同结论。近期的两篇循证医学研究分析认为MTA的盖髓成功率比氢氧化钙更高,炎症反应轻,牙本质桥的形成结果更为肯定。

    1.2MTA的局限性

    但是,随着临床的应用,MTA也暴露出一些缺点。比如,MTA本身不能作为窝洞充填材料,其用于盖髓术后必需衬覆充填材料,这可能影响其固化。另外,MTA存在操作性能差、固化时间长、难以去除、可引起牙齿及牙龈着色的缺点。

    为了减轻MTA固化初期的毒性作用和着色问题,Lee等选取聚己内酯(Poly caprolactone,PCL)纤维网包裹MTA形成复合材料进行直接盖髓,取得了优于MTA单独盖髓的临床修复效果。

    2.Biodentine

    2.1Biodentine的机械性能、生物相容性

    Biodentine是一种以钙硅为基础成分的新材料,被称为“牙本质替代物”。该材料的制作基于MTA制作工艺并在物理性能、操作性能等方面进行了改进。Biodentine粉剂的主要成分有硅酸三钙、硅酸二钙、碳酸钙和氧化物填料、氧化铁、氧化锆。液剂含氯化钙,可减少固化时间。Biodentine的初始固化时间是9~12min,终固化时间是45min。Biodentine具有良好的机械性能,其固化24h的粘接强度高于MTA,且不受血污染的影响。

    2008年,Laurent等首次报道了Biodentine具有良好的生物相容性,其在固化时间(45min)方面较MTA有很大改善。Biodentine在2009年获得商业应用许可,随后也有了一些临床应用的报道。2015年有学者比较了Bioaggregate、MTA与Biodentine在大鼠皮下脂肪组织中的生物相容性,结果发现Biodentine在实验第一周表现出了优于另外两种材料的生物相容性,但在45d后以上3种材料的差异没有统计学意义。另一项动物实验比较了以上3种材料盖髓后牙本质桥的形成情况,MicroCT和免疫组化结果均证实,Biodentine组形成了均匀、较厚的修复性牙本质层。

    Borkar等报道了4例因创伤导致牙髓暴露数日的上颌恒中切牙病例,患牙根尖孔均已发育完成,采用Biodentine进行活髓切断术的断面覆盖后,在18个月的随访中未出现临床不适症状且牙髓活力检测正常。2016年,Grewal等进行随机临床试验比较Biodentine和氢氧化钙的盖髓效果,随访12个月,临床结果显示Biodentine组的牙本质桥形成量更多,且Biodentine在封闭性能、固化时间方面优于氢氧化钙。另一项随机对照试验则表明Biodentine与WMTA(whiteMTA)、TempophoreTM作为活髓切断术后盖髓剂的临床效果差异没有统计学意义。

    一项关于材料中元素分析的研究指出:在酸性环境中,Biodentine的铅含量高于AMTA(MTA Angelus)、PC(Portland Cement)、BioAggregate、硅酸三钙。在相同环境下,Biodentine组和Bio Aggregate组、PC组的砷检出量相同。酸性环境中,Biodentine组的铬检出量比Bio Aggregate组、PC组低。尽管酸性环境中有高含量铅检出,但Biodentine作为口腔材料应用是安全的。一项最新的研究比较了Biodentine与Thera CalLC、MTA、氢氧化钙4种材料的抗压强度、抗弯强度和弯曲模量性能。发现在3h、24h后Biodentine表现出最大的弯曲模量;Biodentine3h后表现出更大的刚度,能为上层材料提供更好支持作用。

    2.2Biodentine的局限性

    Biodentine的缺点在于:Biodentine是粉末胶囊剂型,使用时粉液比1∶1,即1管粉(0.7g)配1管液,在临床治疗中如果不能一次使用完会造成浪费;但如果取出粉液自行调拌,可能会因为粉液比不当而影响其固化时间,因为Biodentine液体成分中的氯化钙是其固化时间短的主要原因。

    3.iRoot生物陶瓷材料

    iRoot(Innovative BioCeramixInc.,加拿大)材料是一类不收缩、不溶解、不含铝的纳米生物陶瓷材料。其主要化学组成为:氧化锆、磷酸钙、硅酸钙、氢氧化钙。具有优良的X线阻射特性,无固化收缩。目前iRoot生物陶瓷材料主要有iRootSP、iRootBP、iRootBPPlus、iRootFS等。

    3.1iRoot SP

    iRootSP具流动性,注射剂型,可用于永久根管充填和封闭根管。iRootSP对牙本质有高的粘接力,这种高粘接力归于材料小的颗粒组成、材料的粘度、固化过程中微小的收缩。

    3.2iRootBP、iRoot BP Plus

    iRootBP、iRootBPPlus是预混膏体,二者都可作为永久的根管充填和修复材料。iRoot BP Plus的抗菌性优于ProRootMTA,且能促进细胞增殖和成骨分化,同时,可促进牙髓细胞的迁移,参与牙髓损伤的修复过程。Jiang等对年轻恒牙行活髓切断术,发现iRootBP盖髓术后修复效果与MTA盖髓相似,均无临床不适的症状。但是iRootBP操作性能优于MTA。

    3.3iRootFS

    iRootFS是iRoot系列中最新的改良产品,为预混膏剂、使用更方便;且是注射剂型,即取即用,不会造成污染、浪费;同时,固化时间较短(20~40min),可以减少椅旁操作时间,在临床应用中具有优势。iRootFS在2010年获美国FDA批准,可用于盖髓、底穿侧穿修复、根尖倒充填等。iRootFS具有与MTA相似的封闭性。一项关于iRootFS、ERRMPutty、grey MTA、white MTA4种材料的水合过程和物理性能的比较性研究,发现iRootFS水合反应最迅速、固化时间最短,且与MTA的机械性能相似。Jiang等发现成骨样细胞(MG63)与成纤维细胞(L929)在iRootFS材料片上表现出良好的黏附形态和增殖活力。

    Lv等发现iRootFS可促进MC3T3E1细胞的增殖和粘附。北京大学口腔医学院的研究结果也印证了iRootFS具良好的生物相容性,且能促进成骨分化。

    4.CEM水门汀

    CEM水门汀(calcium enriched mixture cement)包含多种不同的钙复合物,主要有氧化钙、磷酸钙、碳酸钙、硅酸钙、硫酸钙、氢氧化钙和氯化钙。相比MTA,CEM水门汀固化时间更短(<1h),流动性较强,边缘封闭性良好,且具有较强的结晶形成能力。有报道称CEM水门汀的成本比MTA低。研究发现CEM水门汀对粪肠杆菌(ATCC29212)具有抗菌性,且在牙本质的环境中,抗菌性会增强。CEM水门汀的细胞毒性低,植入骨组织后骨周围炎症反应轻,8周后有大量的骨组织形成。Asgary等报道了用CEM水门汀盖髓治疗1例下颌第二磨牙牙髓炎伴根尖周炎的病例,患牙为活髓,冷刺激延迟痛;影像学显示根尖周膜增宽,根尖发育成熟;去龋穿髓时出血,行CEM水门汀盖髓治疗,随访15个月后发现牙齿恢复功能,无叩诊不适,且根尖周病损修复,恢复正常的根尖周膜宽度。

    此外,该研究者在另外一个研究中纳入407例9~65岁患者,随机分为根管治疗组(202例)和CEM水门汀盖髓组(205例),比较了CEM水门汀盖髓与根管治疗对恒牙不可复性牙髓炎疗效,从临床表现和影像学表现来评估疗效。临床表现包括主观症状和客观感染体征(脓肿、肿胀、窦道、红肿、压痛)。影像学成功与否的标准采用改良Strindberg标准,牙齿有正常形态和宽度的牙周膜——愈合;根尖周透射影缩小——正在愈合;出现新的根尖周透射影——失败。随访1年结果提示CEM水门汀盖髓疗效优于根管治疗,将有望成为根管治疗的替代疗法。另一项随访1年的随机对照试验证实,年轻恒牙活髓切断术后CEM水门汀盖髓和MTA盖髓的术后效果相似,牙髓活力正常且牙根继续发育。

    5.Theracal

    Theracal是一种光固化的树脂改良性硅酸钙,不含甲基丙烯酸β羟乙酯,树脂的亲水性配方使其可渗透至牙本质液,提高了材料的牙本质封闭性。做为一种注射型流动树脂,Theracal不仅操作性能良好,还具有一定的抗菌性。Lee等指出,Theracal同MTA类似,具有良好的生物性能,且能促进牙髓细胞的成牙本质分化及成骨分化。推测Theracal的促分化能力归为其可释放钙且能形成羟基磷灰石晶体,这种晶体形成能力利于修复性牙本质的形成。

    关于钙释放能力,有研究指出,Theracal比ProRootMTA和Dycal具有更强的钙释放能力和低的溶解性,Theracal的钙释放量比Biodentine低,并推测可能是Theracal内部树脂基质的加入改变了其固化和钙离子释放机制。机械性能方面,相比MTA和富士IX,Theracal对复合树脂有更高的抗剪切强度,且这种剪切强度不受粘接系统的影响,这有利于盖髓后直接行树脂的粘接修复。

    6.结束语

    目前以新型钙硅材料为主的盖髓材料能在潮湿环境中固化,表面形成的羟基磷灰石晶体能通过影响细胞的粘附、增殖、分化促进盖髓的修复过程,但缺点在于价格比较昂贵,且大部分材料如MTA,Biodentine的操作性能还有待提高。改良现有材料,寻找新型材料,合成具有优良物理机械性能、操作性能、生物相容性和生物活性的新材料是今后盖髓材料研究的更新、发展方向,相信届时活髓保存治疗的成功率也将得到极大提高。

编辑: 陆美凤

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