三硅酸钙修复大鼠胫骨缺损模型中系统性咖啡因剂量对骨愈合的影响及机制探究

本研究通过大鼠胫骨缺损模型，揭示高剂量咖啡因通过促进炎症反应和纤维化、抑制成骨细胞活性而阻碍骨愈合的过程，并证实三硅酸钙基生物材料NeoPutty?在低剂量咖啡因环境下可部分改善骨再生，但在高剂量代谢压力下其修复性能受限。研究为骨再生生物材料临床应用中的系统性代谢干扰因素提供了重要实验依据。（AP：apical periodontitis）

　　

^研究亮点

^{研究设计与实验动物选择}

本动物研究依据《2021年牙髓病学动物实验优先报告项目（PRIASE 2021）》指南制定，图1展示了PRIASE 2021流程图。实验经Firat大学动物实验伦理委员会批准（2023/15–03号决议），遵循ARRIVE指南原则进行。样本量通过功效分析确定，以确保统计效力。

^结果

表3和表4展示了研究数据分析结果。各组在成骨细胞评分上存在显著差异（p < 0.05）。对照组表现出最高的成骨细胞活性，而咖啡因生物材料组-剂量2的成骨细胞活性最低（p < 0.05）。对照组与咖啡因对照组-剂量1的成骨细胞活性相近，无显著差异。在新生骨形成方面，对照组显著高于其他组（p < 0.05），咖啡因生物材料组-剂量2的新生骨形成最低。炎症和纤维化评分在咖啡因生物材料组-剂量2中最高，对照组最低（p < 0.05）。

^讨论

本研究评估了三硅酸钙基NeoPutty?与不同剂量咖啡因对实验性骨缺损的影响。发现高剂量咖啡因通过加剧炎症和纤维化、降低成骨细胞活性与新生骨形成，从而负面影响骨愈合。NeoPutty?可部分缓解这些负面影响。基于这些发现，我们的研究假设未得到完全支持。

根尖周炎（AP）的特征是根尖周区域的慢性炎症，常导致骨破坏。治疗旨在控制感染并促进组织修复，但愈合过程受多种因素影响，包括生活方式如咖啡因摄入。咖啡因作为一种中枢神经刺激剂，可能干扰骨代谢，延缓再生。生物陶瓷材料如三硅酸钙基NeoPutty?，凭借其成骨诱导性和生物相容性，被广泛应用于牙髓治疗中以支持组织再生。本研究结果显示，高剂量咖啡因显著损害骨愈合，而NeoPutty?的应用可在一定程度上对抗这种损害，但在高剂量咖啡因环境下其效果受限。这表明，在使用生物陶瓷材料进行骨再生时，需考虑患者的系统性代谢因素，如咖啡因消费量。

^结论

我们的研究表明，NeoPutty?生物材料通过增强成骨细胞活性支持骨形成，而高剂量咖啡因则通过增加炎症和纤维化组织形成负面影响愈合过程。低剂量咖啡因对骨愈合无显著正或负效应。根据发现，我们认为在高剂量咖啡因摄入患者中，使用NeoPutty?可能对愈合过程产生积极贡献。