含辛伐他汀的新型生物活性水泥(SimCeram)的物理特性与药物释放性能研究：与矿物三氧化物凝聚体(MTA)的对比分析

本研究针对传统矿物三氧化物凝聚体(MTA)在活髓治疗(VPT)中存在的固化时间长、机械性能不足等问题，开发了一种含辛伐他汀(0.1μM)的新型钙硅酸盐基水泥SimCeram。通过对比分析两者的固化时间、抗压强度、钙离子释放及药物释放模式，发现SimCeram在长期抗压强度(10.82±1.93 MPa vs MTA 6.79±3.24 MPa)和钙离子释放量(461.64 mg/L vs 69.42 mg/L)方面显著优于MTA，且能持续释放具有抗炎和促牙髓干细胞(DPSCs)分化作用的辛伐他汀。该材料为活髓治疗提供了兼具机械性能和生物活性的新选择，发表于《BMC Oral Health》。

　　

牙齿的活髓治疗(Vital Pulp Therapy, VPT)是保存牙髓活力的关键手段，尤其对乳牙和未成熟恒牙至关重要。传统材料如矿物三氧化物凝聚体(MTA)虽具有生物相容性和促矿化能力，但存在固化慢(2小时)、长期机械强度不足(6.79 MPa)及牙体变色等缺陷。更棘手的是，MTA中的铋氧化物可能引发肾脏蓄积毒性。与此同时，他汀类药物辛伐他汀(Simvastatin)因其抗炎、促血管生成和诱导牙髓干细胞(DPSCs)分化的多重功效，成为牙科材料研发的新靶点。如何将辛伐他汀与生物活性材料结合，开发兼具力学性能和生物学效应的新型水泥，成为亟待解决的难题。

针对这一挑战，马什哈德医科大学的研究团队创新性地研制出SimCeram——一种由硅掺杂羟基磷灰石(25 wt%)、锶掺杂羟基磷灰石(25 wt%)和三硅酸钙/二硅酸钙(50 wt%)组成的钙硅酸盐水泥，液体相含0.1μM辛伐他汀。研究通过ISO标准方法对比了SimCeram与MTA Angelus的物理化学特性，包括固化时间测试(Gillmore针法)、抗压强度评估(万能试验机)、溶解度测定(ISO 6876)、钙离子释放分析(ICP-AES)及药物释放监测(紫外分光光度计238 nm)。

固化时间
MTA展现出更短的初始固化时间(12.33±0.57分钟)，而SimCeram需36.33±1.15分钟。这种差异源于锶/硅掺杂导致的羟基磷灰石晶格应变和表面化学修饰，延缓了水化反应速率。

抗压强度
尽管MTA在1小时(4.50 MPa)和1天(5.74 MPa)时强度更高，但SimCeram在1周后实现逆转(10.82±1.93 MPa vs 6.79±3.24 MPa)。这种"后来居上"现象归因于三硅酸钙水化生成的钙硅酸盐水合物(C-S-H)凝胶与掺杂羟基磷灰石的协同增强效应。

溶解度与钙离子释放
SimCeram在所有时间点均表现出更高的溶解度(1天达13.91%)和钙离子释放量(1小时461.64 mg/L)，是MTA的6.6倍。这种特性虽超出ISO 6876标准，但研究者指出可控溶解对生物活性至关重要——高钙环境能激活DPSCs的成牙本质分化基因(DSPP, DMP-1)。

药物释放动力学
辛伐他汀在3-7小时出现爆发式释放，24小时达平台期。这种模式既能快速建立局部药物浓度，又可维持持续作用，与Chang等报道的钙磷酸盐-胶原支架释放曲线(首日50%)相符。

讨论部分强调，SimCeram的三大优势使其成为VPT的理想候选：力学上，长期抗压强度超越MTA；化学上，持续释放的钙离子和辛伐他汀协同促进DPSCs向成牙本质细胞分化；临床上，固化时间(36分钟)远短于传统MTA(175分钟)。值得注意的是，锶/硅掺杂不仅改善机械性能，还赋予材料促骨整合能力——锶离子能抑制破骨细胞，而硅离子增强表面生物活性。

该研究的局限在于未评估不同放射阻剂(如Bi₂O₃、ZrO₂)对性能的影响，且需进一步动物实验验证其体内成牙本质效能。但毫无疑问，这种"药物-材料"复合策略为牙科再生医学开辟了新路径，未来或可拓展至其他组织工程领域。论文发表于《BMC Oral Health》，为生物活性水泥的临床转化提供了重要依据。