改良微纳米抗炎颗粒-水凝胶系统应用于炎症牙髓修复的研究

The main consideration in pulp therapy is to maintain the viability of the residual pulp tissue.The aim of this study is to investigate the mechanism and methods of reparative dentin formation and inflammation control. Our previous study demonstrated that the combination of silver-doped glass-ceramic (Ag-BG) and natural extracellular matrix (ECM) hydrogels could promote the odontogenic differentiation of dental pulp stem cells( DPSCs). Through cross-disciplinary collaborations, our group initially synthesized anti-inflammatory injectable Chitosan (CS)/Ag-BG/ECM-hydrogel system for early restoration inflammatory pulpitis. In an inflammatory dental pulp cell model, the effect of CS/Ag-BG/ECM-hydrogel system anti-inflammatory on cell inflammation control and odontoblast marker expression are investigated and could explain the intrinsic mechanism of inflammatory dental pulp restoration. The CS/Ag-BG/ECM-hydrogel vital pulpotomy is applied for Beagle’s experimental inflammatory dental pulp model, the restoration is detected by histological examination. This study is expected to deepen the understanding of pulpitis outcome and repair. Meanwhile, this research may result in a new injectable vital pulp conservation material, which could lead to technical advances in the treatment of early pulpitis.

本研究旨在探索促进炎症牙髓修复的方法和机制，从而保存牙髓活性。本课题组前期研究证实，细胞外基质（ECM）复合含银生物陶瓷（Ag-BG）可以促进牙髓干细胞的增殖与成牙本质分化，同时能有效降低牙髓炎症细胞炎症因子的表达。通过跨专业合作，本课题组首先合成壳聚糖包裹Ag-BG/ECM的微纳米抗炎颗粒，然后与β-甘油磷酸钠复合为可注射成型的水凝胶，用于早期牙髓炎抗炎修复的研究。利用体外牙髓干细胞炎症模型，检测抗炎微球-水凝胶对人及犬牙髓干细胞的炎症和成牙本质相关标记物的作用。通过探讨炎症和牙本质形成之间的内在联系，深入阐述炎症牙髓修复的内在机制。将抗炎微球-水凝胶进行犬实验性早期牙髓炎的活髓切断实验，通过组织病理学方法观察炎症控制、修复性牙本质生成的情况。最终，本研究可以加深对于炎症牙髓转归和修复的认识，并有望获得一种可注射成型的抗炎盖髓材料，为早期牙髓炎的治疗提供新的思路和方法。

临床上，常见因龋、牙外伤或牙齿发育异常等因素累及牙髓，保留年轻恒牙牙髓组织的生物活性对牙髓牙本质复合体的形成、牙根发育、牙本质壁增厚以及牙齿的长期保留具有重要意义。活髓保存治疗（vital pulp therapy，VPT）是一种旨在保存或部分保存受损牙髓活力并形成牙髓-牙本质复合体的治疗方法，其关键在于准确、客观判断牙髓状态和感染范围，以及选择可促进牙髓损伤修复、诱导牙髓牙本质复合体再生的理想垫底材料或盖髓剂。本研究以壳聚糖-甘油磷酸钠水凝胶包裹含银生物活性玻璃（Ag-doped bioactive glass，Ag-BG）微粒，合成可注射成型含银生物玻璃壳聚糖水凝胶（Ag-BG/CS），检测其物理性能及抗菌活性，以及对炎症反应性牙髓细胞模型以及内毒素刺激的大鼠早期弥漫性牙髓炎模型的抗炎、诱导成牙本质活性，并初步探索其作用机制，验证Ag-BG/CS对炎症牙髓的生物活性作用。体外实验结果表明，Ag-BG/CS不影响人牙髓干细胞（DPSCs）的增殖与粘附，显著下调炎症反应性牙髓干细胞（iDPSCs）的炎症因子表达水平，同时促进iDPSCs向成骨方向分化；同时，检测到NF-κB通路及MAPK通路的激活，提示Ag-BG/CS可能是通过上述通路作用于牙髓干细胞。体内实验中，以内毒素刺激大鼠磨牙牙髓，建立实验性早期弥漫性牙髓炎模型，Ag-BG/CS作为盖髓剂行牙髓切断术，与临床上常用的三氧化矿物凝聚体（Mineral trioxide aggregate，MTA）对比，结果表明Ag-BG/CS可有效控制炎症进展，保存根尖处活髓组织的成牙本质、成血管、成神经活性。本研究在体外及体内验证了可注射成型含银生物玻璃壳聚糖水凝胶具有抗炎及促成牙本质分化能力，操作性好，在早期弥漫性牙髓炎治疗中具有保存根尖组织活性，进而促进牙根继续发育的能力，表明Ag-BG/CS是一种极具应用前景的盖髓材料，有望扩大牙髓切断术的应用指征。