锌掺杂部分稳定水泥负载生长因子与抗炎药物的研发及其在活髓治疗中的协同再生效应

为解决矿物三氧化二聚体(MTA)在活髓治疗(VPT)中凝固时间长、操作性差的问题，研究人员开发了锌掺杂部分稳定水泥(ZnPSC)负载血管内皮生长因子(VEGF)和阿司匹林(ASA)的复合体系。该材料通过γ-聚谷氨酸(γ-PGA)载体实现药物缓释，显著缩短凝固时间至9-17分钟，提升抗压强度至35 MPa，并促进牙髓干细胞(DPSC)成骨分化。研究发表于《Journal of Dental Sciences》，为VPT提供了兼具机械性能和生物活性的新型材料。

　　

在牙科临床中，活髓治疗(Vital Pulp Therapy, VPT)是保存牙齿生命力的关键手段，但现有金标准材料矿物三氧化二聚体(Mineral Trioxide Aggregate, MTA)存在明显缺陷——长达数小时的凝固时间让医生和患者备受煎熬，而糟糕的操作性能更如同在显微镜下"用水泥捏雕塑"。更棘手的是，当牙髓遭遇细菌感染时，传统材料难以同时抑制炎症并促进组织再生，这就像要求一位建筑工人既当泥瓦匠又当消防员。

为突破这些限制，来自台湾大学医院的研究团队将材料科学与再生医学巧妙结合，开发出锌掺杂部分稳定水泥(Zinc-containing Partially-Stabilized Cement, ZnPSC)这一创新平台。他们像"分子厨师"般精心调配配方：在硅酸盐水泥中加入5%-10%的锌(Zn)改善凝固特性，用能吸水5000倍自重的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)构建药物输送系统，再搭载血管内皮生长因子(VEGF)和阿司匹林(ASA)这对"再生搭档"。这种设计使材料既能快速成型，又能持续释放生物活性分子，堪称牙髓治疗的"瑞士军刀"。

研究团队采用多学科交叉的研究方法：通过ISO 6876标准测定材料凝固时间，使用Instron 5566万能试验机评估抗压强度；从患者捐赠的第三磨牙中分离牙髓干细胞(DPSC)，采用Alamar Blue和乳酸脱氢酶(LDH)检测生物相容性；通过碱性磷酸酶(ALP)活性和茜素红染色评价成骨分化；利用紫外分光光度计监测VEGF和ASA的释放动力学。

设置时间评估
当锌含量从5%提升至10%，配合2% γ-PGA时，初始凝固时间从17分钟锐减至9分钟，最终凝固时间从31分钟缩短至13分钟。这比传统MTA快3倍以上，相当于将"水泥干燥"提速为"快干胶固化"。

抗压强度
5% ZnPSC与2% γ-PGA组合展现最佳力学性能，7天抗压强度达35 MPa，比10%锌组高40%。γ-PGA的物理交联网络如同给水泥"穿上防弹衣"，而过高锌含量引发的晶体缺陷则会导致"豆腐渣工程"。

细胞活性与分化
5% ZnPSC组的DPSC存活率比7%组高20%，且VEGF/ASA载药组表现最优。LDH检测证实所有组别均无显著毒性，如同为细胞建造了"安全屋"。ALP染色显示，载药组的成骨分化活性超越MTA对照组，茜素红染色更观察到"红宝石"般的密集钙结节，证实了VEGF促进血管化、ASA刺激成骨的协同效应。

药物释放特性
VEGF和ASA呈现典型的双相释放：24小时内释放约60%，随后7天持续缓释。这种"先冲锋后持久"的模式完美匹配组织再生需求——初期快速抑制炎症，后期稳步促进重建。

这项研究成功将工程材料与生物活性分子有机结合，创造出兼具优异操作性（凝固时间<20分钟）、机械强度（>30 MPa）和再生潜能的新型VPT材料。特别值得注意的是，5% ZnPSC/2γ-PGA/VA组合不仅解决了MTA的临床痛点，更通过时空可控的药物释放，实现了"消炎-血管化-矿化"的三重协同，为活髓治疗提供了全新范式。未来若能在大型动物实验中验证疗效，这种"智能水泥"或将改写牙髓再生治疗的标准方案。

研究也存在若干值得探索的方向：锌离子的长期细胞效应需要更深入评估；γ-PGA的降解速率与药物释放动力学的关系尚待优化；对于深龋病例，材料在酸性环境中的性能变化仍需测试。但无论如何，这项跨界创新已为牙科材料从"被动封闭"迈向"主动再生"树立了标杆。