龋病治疗和牙外伤常发生牙髓意外暴露，引起牙髓感染，导致牙髓根尖周病的发生。利用生物活性材料如盖髓剂保存生活牙髓，促进根尖发育完成，是治疗意外露髓，尤其是根尖未发育完成的年轻恒牙的理想方法。理想的盖髓剂应具有良好的密封性和稳定的理化性能，能诱导牙髓细胞分化形成修复性牙本质，易于操作等特点。目前临床常用的盖髓剂为氢氧化钙类和硅酸钙类。
氢氧化钙是经典的盖髓剂，是评价盖髓剂性能的金标准，但其强碱性会引起接触的牙髓组织凝固性坏死，继而发生根管钙化堵塞、根管内吸收等并发症，导致盖髓治疗失败，在牙髓本身存在炎症的患牙中失败率更高。因此建议氢氧化钙类盖髓剂适用于机械性意外露髓，牙髓为非感染状态的病例。硅酸钙类材料因其具有良好的理化性能、生物相容性以及抗菌作用等，近年来已被广泛应用于活髓保存治疗中，并取得了良好的效果。临床常用的硅酸钙类盖髓剂主要有三氧化矿物凝聚体（mineral trioxide aggregate，MTA）、iRoot、BioAggregate（Innovative BioCeramix公司，加拿大）和Biodentine（赛普敦公司，法国）等。
1. 常见硅酸钙类盖髓剂
目前最广泛使用的硅酸钙类盖髓剂为MTA，主要成分为硅酸钙、铝酸钙、硫酸钙及氧化铋，常用的商品化MTA有ProRoot MTA（Dentsply公司，美国）以及MTA Angelus（Angelus公司，巴西）。MTA颜色上分为白色三氧化聚合物（whiteMTA，WMTA）和灰色三氧化聚合物（grayMTA，GMTA），GMTA含有氧化锰、氧化亚铁等，以致颜色与WMTA不同。波特兰水门汀（Portland cement，PC）的成分及理化性能与MTA相似，但PC不含氧化铋，因此不具有X线阻射性，不利于治疗过程及术后的追踪观察。
已有研究证明，MTA可促进人牙髓细胞增殖、分化，诱导暴露的牙髓组织矿化形成牙本质桥，较少引起牙髓组织局部炎症、坏死。但MTA存在一定的缺陷，如临床操作困难、固化时间较长、治疗后牙体变色等。MTA含氧化铋及铝酸盐，且可释放重金属离子，这可能增加MTA细胞毒性。iRoot、BioAggregate和Biodentine以氧化钽或氧化锆代替氧化铋，且不含铝成分。iRootSP、iRoot BP、iRoot BP Plus剂型不一样，主要成分类似，广泛用于根管充填、根管修复、盖髓治疗等。iRoot BP Plus因其为膏状剂型，因此在盖髓治疗中更为常用。
2. 生物相容性
比较盖髓剂直接接触暴露的牙髓组织，可作为健康牙髓的保护屏障，保存牙髓活力及功能，同时隔绝口腔环境，其生物相容性是决定活髓保存是否成功的重要因素。
2.1 细胞毒性比较
细胞毒性是评价材料生物相容性优劣的一个关键指标，盖髓剂所溶出的有害金属离子浓度是影响其细胞毒性的重要因素。Tian等通过检测MTA及iRoot BP Plus浸提液发现，MTA相比于iRoot BP Plus释放更高浓度的有害金属离子，说明MTA具有潜在的细胞毒性可能。Zhu等和Zhang等采用细胞计数试剂盒（cell counting kit，CCK）-8法研究BioAggregate、iRoot BP Plus和MTA对人牙髓细胞活力的影响，发现BioAggreBioAggregate和iRoot BP Plus相比MTA而言，对牙髓细胞生长增殖有早期促进作用。
Liu等和Agrafioti等通过MTT法测定iRoot BP Plus、Biodentine和MTA对人牙髓细胞活力影响，发现iRoot BP Plus和Biodentine在早期促进牙髓细胞生长增殖上均较MTA更优。Poggio等在激光共聚焦显微镜下观察，比较Biodentine，MTA，Dycal（氢氧化钙类）对鼠成牙本质细胞凋亡的影响，结果显示：Dycal组细胞凋亡数明显增多，而Biodentine，MTA均未对鼠成牙本质细胞凋亡起促进作用，且两者无显著差异。De-Deus等在iRoot BP与MTA浸提液中培养人成骨细胞，以四氮唑复合物比色法、中性红和结晶紫染色，检测细胞存活率及细胞膜完整性，在四氮唑复合物比色法试验中发现，iRoot BP作用于人成骨细胞时细胞线粒体活性明显减少，但中性红和结晶紫染色结果显示，iRoot BP不影响人成骨细胞膜完整性和细胞密度，研究者推测 iRoot BP影响的是细胞代谢水平而非细胞膜完整性和细胞密度。
由此可见，硅酸钙类盖髓剂均未显示抑制细胞的生长或增殖，BioAggregate、iRoot和Biodentine可促进牙髓细胞早期增殖，显示其良好的生物相容性，而MTA由于释放较高浓度有害金属离子，具有潜在的细胞毒性。
2.2 细胞黏附性比较
盖髓剂与牙髓组织的相互作用十分复杂，主要过程为募集牙髓干细胞，使细胞迁移、黏附于盖髓剂表面，继而在相应牙髓组织之上形成修复性牙本质，细胞迁移和黏附是盖髓术初始阶段的关键现象。细胞在盖髓剂表面的附着形式影响附着后的细胞功能，其中包括细胞分化，延展的细胞附着形式表明盖髓剂良好的生物相容性，并利于细胞功能的发挥。在研究人牙髓细胞在Bio-Aggregate、MTA以及iRoot BP Plus上的黏附状态和分布情况的实验中，通过扫描电镜、免疫荧光检测等方法发现三者均可促进细胞的迁移、黏附、黏着斑与纤维束形成，其中BioAggregate试样上的附着的细胞较MTA更为平滑、延展。
3. 生物诱导活性比较
盖髓剂的生物诱导活性主要指可诱导牙髓细胞向成牙本质/成骨分化，促进组织矿化，形成高质量的修复性牙本质桥，达到保存活髓的目的。
3.1 体外研究
3.1.1 成牙本质/成骨分化和矿化相关标志物的表达
当牙髓细胞成功向成牙本质细胞分化时，可分泌矿化相关的非胶原蛋白，如牙本质涎磷蛋白（dentin sialophosphoprotein，DSPP），被认为是功能性的成牙本质细胞特异性生化标志物；牙本质基质蛋白1（dentin matrix protein 1，DMP-1），是成牙本质细胞标志物，其特异性较DSPP低；骨钙素（osteocalcin，OCN）、骨粘连蛋白（osteonectin，ON）、骨桥蛋白（osteopontin，OPN）是实现骨和牙本质矿化能力的主要非胶原蛋白。
BioAggregate、Biodentine、iRoot BP Plus与MTA均可上调OPN、OCN、DSPP以及DMP-1基因表达，其中iRoot BP Plus与BioAggregate上调作用较MTA明显。碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）是具有成骨向分化潜能的细胞的一种外酶，它的表达活性是成骨分化的一个明显特征，ALP染色可作为判断细胞成骨向分化的指标。研究显示，iRoot BP Plus、BioAggregate及Biodentine可使牙髓细胞ALP活性增高，或上调ALP基因的表达。Chang等通过ALP染色比较BioAggregate、Biodentine和MTA诱导成骨分化的能力，结果显示BioAggregate、Biodentine与MTA组相比较，均无显著差异。
综上，硅酸钙类盖髓剂均可上调成牙本质/成骨分化和矿化相关标志物的表达，其中iRoot BPPlus、BioAggregate及Biodentine相比于MTA上调作用更明显，显示出更大的诱导成牙本质/成骨分化潜能。
3.1.2 矿化结节形成的比较
茜素红染色法是常用的观察细胞矿化结节的方法，具有成骨分化特性的细胞在特定的矿化培养基中培养一段时间，细胞表面沉积钙盐，形成矿化结节，用茜素红溶液对细胞进行染色，茜素红可与钙离子螯合，形成红色或紫红色复合物，是直观判断细胞是否成骨向分化的方法之一。Chang等通过茜素红染色比较BioAggregate、MTA及Biodentine诱导牙髓细胞成骨分化能力，发现在成骨诱导的第14天，BioAggregate组钙化结节形成数量较MTA组多，Biodentine与MTA组无显著差异，说明BioAggregate其促成骨分化潜能更大。
3.2 体内研究
与体外研究结果相似，硅酸钙类盖髓剂显示出良好的生物诱导活性。Azimi等和Nowicka等通过随机对照试验评价iRoot BP、Biodentine和MTA对健康人前磨牙牙髓切断盖髓治疗效果，术后6周进行组织学检查评估牙髓炎症状态以及钙桥的形成情况，发现iRoot BP、Biodentine和MTA组在盖髓处均有牙体硬组织及钙桥形成，组间差异无统计学意义。在动物实验研究中，Liu等和Shi等以iRoot BP Plus和MTA在Wistar大鼠第一磨牙、比格犬尖牙进行直接盖髓，术后进行组织学检查，可观察到MTA、iRoot BP Plus组有连续致密的修复性牙本质桥形成，基本无炎症细胞，iRoot BP Plus组在牙本质桥下方可见成牙本质细胞的极性分布。
Tziafa等以Biodentine和MTA在猪的牙齿进行直接盖髓，Kim等以Biodentine、BioAggregate与MTA对小鼠第一磨牙进行直接盖髓，均发现Biodentine、BioAggregate和MTA能诱导牙髓暴露界面形成连续性钙桥，且未观察到牙髓组织明显炎症反应。
3.3 生物诱导活性的可能机制
目前，关于硅酸钙类盖髓剂生物诱导活性的分子机制研究仍处于探索阶段。MTA促进牙髓细胞成牙本质/成骨分化与其释放钙离子，以及丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路相关。MAPK是一种胞浆内广泛分布的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，包括3种蛋白激酶家族，细胞外信号调节蛋白激酶1/2（extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2）、c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）和p38 MAPK，参与细胞多种生理过程，包括细胞增殖、凋亡、黏附和迁移等。Jung等探讨Biodentine和BioAggregate的生物诱导活性是否同样与MAPK通路激活相关，发现两者均可使ERK、p38 MAPK和JNK磷酸化，而添加MAPK抑制剂后，发现牙髓细胞成牙本质/成骨分化和矿化能力下降，由此验证MAPK通路参与了Biodentine和BioAggregate促牙髓细胞成牙本质/成骨分化的过程。
成纤维细胞生长因子受体（fibroblast growth factor receptor，FGFR）的激活可使组织修复和再生。细胞迁移是组织修复的关键过程，需要细胞骨架重构以相适应。Zhang等探讨iRoot BPPlus促进牙髓修复过程是否与FGFR活化相关，结果发现iRoot BP Plus可激活FGFR、p38 MAPK、ERK、JNK和和蛋白激酶 B（protein kinase B，Akt）信号通路，而添加FGFR抑制剂则阻止了以上信号通路的激活。通过Western blot、细胞免疫荧光染色显示iRoot BP Plus可促进黏着斑和纤维束形成，直接反映了iRoot BP Plus促进细胞骨架重构的发生。说明iRoot BP Plus通过FGFR介导的MAPK和Akt信号通路，参与牙髓修复过程。
4. 临床应用研究进展
4.1 病例选择
活髓保存治疗最常应用于根尖未发育完成的年轻恒牙发生龋源性、机械性或外伤意外露髓。此外，有研究者通过随机对照临床试验发现，Biodentine和MTA进行乳牙牙髓切断后盖髓治疗，均有较高的成功率。MTA在乳牙龋源性露髓或机械性露髓中，治疗成功率均较高，两者无显著差异。对于根尖已发育完成的恒牙，若发生龋源性露髓，根管治疗是目前临床的常规选择，活髓保存治疗的病例报告或临床研究相对贫乏。基于硅酸钙类盖髓剂优越性能，有研究者对龋源性露髓，其中包括不可复性牙髓炎的恒牙，以MTA、Biodentine进行牙髓切断后盖髓治疗，均显示可靠的临床疗效。但在此情况下，病例选择需十分谨慎，要求牙髓切断后的出血，在生理盐水棉球压迫5 min以内可停止，表明根髓未被感染；患者年龄越大，牙髓纤维化程度越高，血供减少，因此治疗失败风险较高。
Hashem等以Biodentine和玻璃离子对可复性牙髓炎的恒牙进行间接盖髓治疗，发现两者具有相当的治疗成功率，并且发现症状的严重程度与盖髓治疗预后密切相关，症状越严重，其术后转变为死髓的可能性则越大，提示可复性牙髓炎若出现持续数分钟冷热刺激痛，需止痛药缓解的情况，其间接盖髓治疗失败率较高。总结以上研究，活髓保存治疗的病例选择十分重要，直接影响其治疗预后，需要临床医生判断牙髓状态、根髓感染情况，结合患者年龄等。目前临床研究有限，需要更多大样本临床试验和长时间的临床追踪，为病例选择提供更严谨的参考，提高活髓保存治疗的成功率。
4.2 可能并发症
iRoot BP较MTA易出现盖髓治疗后一过性冷刺激敏感症状，组织学检查发现iRoot BP组牙髓组织存在轻中度炎症，但仅发现单核白细胞，而未发现中性粒细胞，可排除急性炎症，推测与机体免疫状态相关。牙冠变色是MTA临床应用中的明显缺陷，在对各类硅酸钙类盖髓剂致牙冠变色的研究中，发现MTA致牙冠变色最为明显，BioAggregate次之，而iRoot和Biodentine则不会导致牙冠变色。
4.3 临床操作
MTA固化时间长，Biodentine、iRoot和Bio-Aggregate固化时间均明显短于MTA，且iRoot为预混剂型，为临床操作提供便利性。iRoot BPPlus的固化反应需要水的参与，所以口腔内湿润环境不会影响材料的固化，且在固化过程，材料体积不发生收缩。
5. 结语
综上所述，新型硅酸钙类盖髓剂iRoot、Bio-Aggregate与Biodentine的生物学性能略优于MTA，并显示出更大成牙本质/成骨分化诱导潜能，其生物诱导活性机制与FGFR介导MAPK信号通路相关。MTA和Biodentine盖髓临床疗效可靠，iRoot和Biodentine不会导致牙冠变色，临床操作较MTA更为方便，在活髓保存治疗中具有良好的应用前景。但新型硅酸钙类盖髓剂临床应用时间较短，需要更多大样本病例研究和远期临床疗效观察。
