沸石-斜发沸石改性矿物三氧化二聚体(MTA)作为根尖封闭材料的生物相容性、抗菌活性及免疫调节效应评估

本研究针对根尖手术中传统矿物三氧化二聚体(MTA)材料存在的抗菌不足、操作困难等问题，创新性地将天然沸石-斜发沸石及其银/锌改性材料引入MTA配方。通过体外实验证实，含5 wt%沸石的CEM1组在72小时显著提升人成纤维细胞活性(p<0.05)，所有改性材料对粪肠球菌(E. faecalis)的抑菌效果均优于纯MTA，其中银锌改性组(CEM3)抑菌圈达13±1 mm。更突破性地发现CEM1能协同ConA显著降低促炎因子IL-1β/TNF-α/IFN-γ/IL-17(p<0.05)并提升抗炎因子IL-10(p<0.001)，为开发兼具生物活性与免疫调节功能的新型根尖封闭材料提供了实验依据。

　　

在牙髓治疗领域，根尖周病变如同沉默的"哨兵"，其背后潜藏着细菌感染与免疫失衡的复杂博弈。传统矿物三氧化二聚体(MTA)虽被视为根尖封闭的"金标准"，却面临抗菌效力有限、操作性能欠佳等挑战，尤其对粪肠球菌(E. faecalis)这类顽固病原体的清除效果常不尽如人意。更棘手的是，持续感染的根尖周组织会陷入促炎因子(如IL-1β、TNF-α)与抗炎因子(如IL-10)的失衡状态，导致慢性炎症迁延不愈。

塞尔维亚克拉古耶瓦茨大学医学院(University of Kragujevac, Faculty of Medical Sciences)的研究团队独辟蹊径，从火山矿物中获取天然沸石-斜发沸石，通过锆 dioxide(ZrO₂)及银锌(Ag-Zn)离子改性，开发出三种新型MTA复合材料(CEM1-CEM3)。研究发现这些材料不仅能增强抗菌性能，还能巧妙调节免疫反应，相关成果发表于《BMC Oral Health》。

研究采用MTT法评估细胞毒性，琼脂扩散试验测定抗菌活性，并运用高灵敏度细胞因子检测分析免疫调节效应。结果显示：含5 wt%天然沸石的CEM1在72小时使MRC-5人成纤维细胞存活率显著高于对照组(p<0.05)；而所有改性材料对标准株和耐药株E. faecalis的抑菌圈均大于纯MTA，其中银锌改性组(CEM3)表现最优(13±1 mm vs MTA的10±1 mm)。更令人振奋的是，当CEM1与T细胞激活剂ConA联用时，促炎因子IL-1β/IL-10比值骤降(p<0.001)，揭示其重塑免疫微环境的独特潜力。

细胞毒性评估

通过MTT实验发现，CEM1在72小时展现出"促存活"特性，细胞活性显著优于对照组，而锆改性组(CEM2)则表现出最高细胞毒性。这种时间依赖性效应提示材料溶解速率差异可能影响生物相容性。

抗菌活性验证

针对包括耐万古霉素菌株在内的E. faecalis，所有改性材料均形成明显抑菌圈。特别值得注意的是，CEM3对耐药菌株仍保持11±1 mm抑菌圈，突破性地解决了临床常见耐药难题。

免疫调节机制

在ConA刺激的脾细胞模型中，CEM1使IL-1β水平从187.6 pg/mL降至82.3 pg/mL(p<0.001)，同时IL-10从482.1 pg/mL飙升至893.5 pg/mL(p<0.001)。这种"双管齐下"的调节模式为控制根尖周炎症提供了新思路。

该研究首次系统论证了沸石改性MTA材料的多功能协同效应：既保持MTA原有的生物活性，又通过沸石的离子交换特性增强抗菌效力，更通过调控Th1/Th17通路发挥免疫平衡作用。这种"三位一体"的特性使其有望成为下一代根尖封闭材料，尤其适用于伴有免疫过度激活的难治性根尖周炎病例。研究采用的塞尔维亚本土沸石资源，也为区域性矿产的医疗化应用提供了成功范例。