《PLOS One》：Comparative evaluation of root canal obturation techniques and sealers in Diabetic Dentin: An in-vitro push-out bond strength test
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本研究评估了不同根管充填方法使用不同封闭材料对从糖尿病（DM）患者获取的牙本质样本的推出粘结强度的比较性能。研究人员使用Reciproc R40系统对40颗单根下颌前磨牙进行根管预备，并随机分为四组（每组n=10颗牙）：（1）冷侧压充填联合AH Plus封闭剂
本研究评估了不同根管充填方法使用不同封闭材料对从糖尿病（DM）患者获取的牙本质样本的推出粘结强度的比较性能。研究人员使用Reciproc R40系统对40颗单根下颌前磨牙进行根管预备，并随机分为四组（每组n=10颗牙）：（1）冷侧压充填联合AH Plus封闭剂，（2）热牙胶垂直加压充填联合AH Plus封闭剂，（3）液压单尖充填联合牙胶尖和Bioserra封闭剂，以及（4）仅使用Bioserra生物陶瓷封闭剂的纯封闭剂技术。在37°C和100%湿度下储存一周后，从冠方、中方和根尖方三分段制备1毫米切片，并进行推出测试。使用ANOVA和Tukey检验（p<0.05）分析数据。使用不同封闭剂材料的充填方法之间在推出粘结强度上观察到显著差异（p<0.05）。生物陶瓷封闭剂比环氧树脂基封闭剂表现出更高的粘结强度，尤其是在中方和根尖方三分段。液压单尖和纯生物陶瓷封闭剂方法优于传统技术（p<0.001），而冷侧压和热牙胶垂直加压技术之间未观察到显著差异。采用生物陶瓷封闭剂的充填方法在糖尿病牙本质中表现出更优越的粘结性能，提示在糖尿病牙本质背景下相对于传统方法具有潜在优势。
**论文解读文章**
**研究背景与目的**
糖尿病（diabetes mellitus, DM）是一种复杂的多系统代谢紊乱疾病，预计到2050年将影响近8.53亿人。目前，全球超过5.89亿20-79岁成年人患有DM，构成重大全球健康负担 [1]。DM以持续性高血糖为特征，源于遗传和环境因素的共同作用 [2]，对包括口腔在内的多个器官和组织产生系统性影响 [3]。既往研究表明，血糖控制不佳可对牙髓、结缔组织和细胞结构产生负面影响，从而损害口腔健康 [4-6]。牙本质是一种矿化组织，约含70%无机物、20%有机基质和10%水，与根管治疗高度相关 [7]。DM改变了牙本质内羟磷灰石结构中的微量元素组成，特别是锶、镁、锌和硒，这些变化可能影响矿物相的结晶度和物理化学特性，从而削弱牙本质的生物力学性能，降低显微硬度、抗折裂性和根管充填材料的粘附能力 [8,9]。鉴于这些基质改变，牙本质与充填材料之间的相互作用可能取决于所用材料。硅酸钙基生物陶瓷封闭剂可释放钙离子，并在封闭剂-牙本质界面促进生物矿化，形成类羟磷灰石界面结构，并与牙本质无机相发生化学相互作用 [10-12]。因此，在矿物质改变的糖尿病牙本质中，可以假设生物陶瓷封闭剂通过离子交换和界面矿物沉积，比主要依赖微机械固位和有限化学键合的环氧树脂基封闭剂 [12] 建立更强的基质相互作用。这种键合机制的潜在差异在受慢性高血糖影响的结构受损牙本质中可能尤为重要 [9,13]。
根管充填旨在实现根管系统内的流体密封，通常使用牙胶尖（gutta-percha, GP）与封闭剂联合应用。传统技术如冷侧压充填仍广泛使用，但存在局限性，包括对根管壁适应不足以及因微裂纹形成导致的根折风险。热牙胶垂直加压充填改善了适应性，但对技术敏感 [14,15]。相比之下，新开发的硅酸钙基生物陶瓷封闭剂，如Bioserra（一种预混合封闭剂，含有硅酸三钙和硅酸二钙作为生物活性成分，以及铝酸钙、铝酸钙氧化物、铝酸三钙和钽作为阻射剂），在健康牙本质中已显示出比树脂基封闭剂更优越的推出粘结强度 [16]。然而，它们在结构受损的糖尿病牙本质中的性能尚不清楚。根管充填的主要目标之一是增强根管牙本质的强度并提高其抗折裂性 [17]。有研究表明，能粘附于牙本质表面的材料有助于增强剩余牙体组织 [18]。推出粘结强度测试因其简单性和可重复性而被广泛用于评估充填材料与根管壁之间的粘附力 [19]。该测试反映了充填材料与牙本质壁之间的摩擦力、分子相互作用和化学键合的组合 [20]。文献回顾表明，尽管已有研究评估了单个材料（如矿物三氧化物凝聚体（mineral trioxide aggregate, MTA）或特定封闭剂）在糖尿病牙本质中的粘结能力 [13,21]，但关于不同充填技术在此改变基质中对粘结强度影响的证据有限。以往研究主要关注材料特性而非技术相关变量。此外，当前文献强调关于糖尿病牙本质力学性能的数据有限且异质性高 [9]。据研究人员所知，尚无研究在标准化条件下直接比较糖尿病牙本质中的多种根管充填方法，同时隔离封闭剂的固有粘结潜力。因此，本研究旨在评估不同充填技术和封闭剂类型对来自糖尿病患者的牙本质推出粘结强度的影响。本研究未比较糖尿病与健康牙本质，而是专门聚焦于来自糖尿病患者的牙本质，以评估不同充填技术在临床受损条件下的相对性能，从而在无额外混杂因素的情况下评估组内差异。因此，本研究旨在比较使用不同封闭材料的不同根管充填方法在来自糖尿病患者的牙齿中的推出粘结强度。设置纯封闭剂组以隔离并评估封闭剂与牙本质之间的直接相互作用，排除牙胶尖的影响。零假设（H?）为：所测试的充填技术之间在推出粘结强度上无显著差异。
**主要关键技术方法**
研究人员从Firat University非干预伦理委员会获得伦理批准后，收集了经临床诊断患有糖尿病（DM）且糖化血红蛋白（HbA1c）水平≥6.5%的患者的单根下颌前磨牙，共40颗（样本来源：Firat University，土耳其）。使用Reciproc R40系统进行根管预备，随后将牙齿随机分为四组（每组10颗）：冷侧压+AH Plus封闭剂、热牙胶垂直加压+AH Plus封闭剂、液压单尖+牙胶尖+Bioserra封闭剂、纯Bioserra封闭剂。充填后于37°C、100%湿度储存一周，从冠方、中方、根尖方获取1mm切片（共120片），使用万能试验机进行推出测试，加载速度1mm/min，将力值转换为应力（MPa）。数据分析采用ANOVA和Tukey检验（p<0.05）。
**研究结果**
**表1：根据充填技术和根管区域的推出粘结强度（MPa）**
冷侧压与热牙胶垂直加压组在冠方、中方、根尖方三分段均无统计学显著差异（p>0.05）。相比之下，液压单尖和纯生物陶瓷封闭剂组在所有根管区域均表现出比传统技术显著更高的推出粘结强度（p<0.001）。在冠方区域，纯生物陶瓷封闭剂组的粘结强度显著高于液压单尖组（p<0.05）。
**表2：各充填技术内部区域间推出粘结强度比较（MPa）**
在纯生物陶瓷封闭剂组内，中方和根尖方三分段的粘结强度显著高于冠方三分段（p<0.001），且中方与根尖方之间也存在显著差异（p<0.001）。液压单尖组也呈现类似趋势，中方和根尖方显著高于冠方（p<0.001）。热牙胶垂直加压和冷侧压组同样观察到这一趋势，但幅度较小且统计学显著性较弱（p<0.05）。
**表3：各充填技术总体推出粘结强度比较（MPa）**
当比较所有根管区域的充填技术时，纯生物陶瓷封闭剂和液压单尖组的总体推出粘结强度均显著高于传统组（p<0.001）。纯生物陶瓷封闭剂组总体平均粘结强度最高，其次依次为液压单尖、热牙胶垂直加压和冷侧压组。
**讨论与结论**
慢性高血糖促进晚期糖基化终末产物（advanced glycation end-products, AGEs）的积累，可破坏胶原完整性 [9]。糖尿病与根折风险增加相关 [23]，可能间接反映牙本质力学行为的改变。这些变化通常与树脂基材料粘附力下降有关，因为混合层形成依赖于胶原完整性 [24,25]。因此，AGE诱导的牙本质胶原改变可能影响环氧树脂基封闭剂的粘结性能 [21,26]。相比之下，硅酸钙基生物陶瓷封闭剂较少依赖于胶原依赖的微机械固位，而更多依赖于与牙本质无机相的离子交换和生物矿化 [10-12]。这一键合机制的差异可能解释了本研究中生物陶瓷材料表现更优的原因。本研究结果证实，充填技术和封闭剂类型均显著影响糖尿病牙本质中的推出粘结强度。使用生物陶瓷封闭剂的组在所有根管区域均表现出比使用传统技术的组更高的粘结强度（p<0.001），表明硅酸钙基材料的化学键合能力和生物活性可能在糖尿病牙本质中具有独特优势。在冠方区域，纯生物陶瓷封闭剂组比液压单尖组表现出显著更高的粘结强度（p<0.001），这可能归因于纯封闭剂技术实现了更均匀的封闭剂团块和更好的界面适应性，增强了化学键合并减少了空隙形成。在纯生物陶瓷封闭剂组内，中方和根尖方三分段的粘结强度显著高于冠方（p<0.001），这与既往关于硅酸钙基封闭剂在中方和根尖方根管三分段推出粘结强度增加的研究一致 [30,31]。这一发现可能与牙本质形态和根管几何形状的区域差异有关。尽管根尖方牙本质通常具有更窄的牙本质小管，但根管直径减小和充填材料的更大拘束可能增强根尖方区域的摩擦阻力和封闭剂适应性 [12]。此外，糖尿病诱导的牙本质结构改变，包括与AGEs相关的胶原完整性和矿物成分变化，可能以区域依赖方式影响粘结行为 [13]。在讨论部分，研究人员指出，本研究存在局限性，包括患者年龄和病程可变、缺乏非糖尿病对照组、体外条件等。结论为：在本体外研究的局限性内，充填技术和封闭剂类型均显著影响糖尿病牙本质中的粘结强度。基于生物陶瓷的充填方法比传统方法表现出更优越的粘附力，强调了其在糖尿病牙本质根管治疗中的潜在临床相关性。
