《Scientific Reports》：Antibacterial activity and cytotoxicity of tricalcium silicate-based cements with different antibacterial additives
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本研究针对硅酸三钙基水门汀（TCS）的抗菌性能与生物相容性平衡难题，系统评估了五种抗菌添加剂（BAC、CTR、TiO2、ZnO、SnF2）在不同浓度下的抗菌效果与细胞毒性。结果表明，1%BAC改性TCS在保持强效抗菌活性（抑菌圈达30mm）的同时，对成纤维细胞实现100%存活率，为口腔修复材料优化提供了关键理论依据。
在口腔医学领域，根管治疗和牙体修复的成功与否，很大程度上取决于修复材料的性能。硅酸三钙基水门汀（Tricalcium Silicate-based Cement, TCS）因其优良的生物相容性和封闭性，被广泛应用于根管填充和盖髓术中。然而，传统的TCS材料抗菌能力有限，难以有效应对口腔复杂菌群环境，尤其是针对变异链球菌（Streptococcus mutans）、嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）等常见致龋菌的挑战。术后微渗漏导致的细菌微渗漏，仍是治疗失败的主要原因之一。因此，如何在提升材料抗菌性能的同时，确保其对人体细胞的安全性，成为口腔生物材料研究的关键难题。
为攻克这一难题，研究人员在《Scientific Reports》上发表了一项创新研究，系统探讨了在TCS中添加不同种类、不同浓度抗菌剂后，其抗菌活性和细胞毒性的变化规律。研究旨在寻找抗菌效果与生物相容性之间的最佳平衡点，为开发新一代智能口腔修复材料提供实验依据。
本研究主要采用琼脂扩散法（Agar Diffusion Test）评估抗菌活性，以MTT分析法（MTT Assay）和活/死细胞染色（Live/Dead Staining）技术检测细胞毒性。实验以纯TCS为对照组，重点比较了五种抗菌添加剂（苯扎氯铵BAC、西曲溴铵CTR、二氧化钛TiO2、氧化锌ZnO、氟化亚锡SnF2）在五种浓度梯度（0.5%-7%）下的性能差异。细胞实验选用人牙髓干细胞（human Dental Pulp Stem Cells, hDPSCs）和成纤维细胞（Fibroblasts）两种细胞系，更全面评估生物安全性。
抗菌活性分析
通过琼脂扩散试验发现，抗菌效果受抗菌剂种类和浓度双重影响。有机抗菌剂BAC表现最为突出，对所有测试菌种均产生最大抑菌圈（可达30毫米），显著优于对照组（约10毫米）。CTR对乳酸杆菌和放线菌的抑制作用在浓度≥2%时显著增强（抑菌圈达20毫米）。无机抗菌剂（TiO2、ZnO、SnF2）仅在高浓度（≥2%）时对变异链球菌和溶牙放线菌显示出明显效果。值得注意的是，变异链球菌对抗菌剂敏感性最低，而乳酸杆菌类更易受BAC和CTR的抑制。
细胞毒性评估
细胞实验揭示了关键安全性数据：BAC在浓度≤1%时对成纤维细胞无毒性，在2%-4%呈现轻度毒性，7%时转为中度毒性；而对hDPSCs则在所有浓度下均引起轻度毒性。CTR对成纤维细胞在所有浓度下均无毒性，但对hDPSCs在≤1%时呈轻度毒性，≥2%时表现为中度毒性。对比显示，hDPSCs对抗菌剂的毒性敏感度显著高于成纤维细胞，提示评价口腔材料生物相容性时需重点考虑牙源性细胞的反应。
研究结论与展望
本研究通过系统比较发现，有机抗菌剂（BAC、CTR）的整体抗菌性能优于无机抗菌剂。其中，TCS与1%BAC的组合实现了最佳平衡：既保持了强效抗菌活性（抑菌圈达30毫米），又使成纤维细胞存活率维持100%，hDPSCs存活率超过60%。这一浓度为临床材料优化提供了明确参考。研究创新性地揭示了不同口腔细胞类型对抗菌剂敏感度的差异性，强调未来材料开发需进行多细胞系安全性验证。该成果不仅为TCS材料的临床改性提供了精准配方依据，更对预防术后感染、提升牙体修复长期成功率具有重要指导意义。
