بررسی خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی MTA Angelus و MTA AGM: مقایسه‌ای in vitro از عملکرد و پتانسیل‌های درمانی

مقدمه
مواد مورد استفاده در درمان‌های دندانی، به ویژه در درمان‌ ریشه‌دندان، باید دارای ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مطلوبی باشند تا علاوه بر موفقیت در روند درمان، از بهبود و بازسازی مطلوب بافت‌های دندان نیز حمایت کنند. یکی از مهم‌ترین خصوصیات این مواد، رادیواپسیته[1] یا قابلیت مشاهده در تصاویر رادیوگرافی است. این ویژگی باعث می‌شود که ماده مورد استفاده به‌وضوح از ساختارهای اطراف در تصاویر رادیوگرافی متمایز شده و امکان ارزیابی کیفیت درمان توسط دندان‌پزشک فراهم شود. علاوه بر این، ایجاد یک محیط قلیایی یکی از خصوصیات کلیدی مواد اندودنتیکی[2] است که تأثیر مستقیمی بر تحریک تشکیل بافت سخت، معدنی شدن و بهبود فرآیندهای ترمیمی دارد. قلیائیت بالا در این مواد می‌تواند با آزادسازی یون‌های کلسیم و هیدروکسید، شرایط مناسبی برای رشد سلول‌های استخوانی و پالپی ایجاد کرده و به فرآیندهای ترمیم و بازسازی کمک کند. در سال‌های اخیر، سیمان‌های معدنی بر پایه تری‌کلسیم سیلیکات، مانند ماده معدنی تری اکسیدی[3] (MTA)، به دلیل خواص زیست‌سازگاری، قابلیت مهروموم‌کنندگی بالا و القای تشکیل بافت سخت، به‌عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها برای درمان‌های اندودنتیک مطرح شده‌اند. با این حال، تلاش برای بهبود فرمولاسیون این مواد و توسعه جایگزین‌هایی با عملکرد بهینه همچنان ادامه دارد. در این مطالعه، خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی دو نوع سیمان MTA، یعنی MTA Angelus و AGM MTA، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است تا مشخص شود که آیا AGM MTAمی‌تواند به‌عنوان جایگزینی مناسب برای MTA Angelus در درمان‌های اندودنتیک مورد استفاده قرار گیرد.
مواد و روش‌ها
در این تحقیق، دو نوع سیمان MTA یعنی MTA Angelus و AGM MTA از نظر رادیواکیو بودن، اسیدیته، آزادسازی یون کلسیم، سمیت سلولی و خواص بیولوژیکی مقایسه شدند. برای تعیین رادیواکیو بودن، از تست‌های رادیوگرافی استفاده شد. از سوی دیگر، آزادسازی یون کلسیم در محلول HBSS  (محلول شبیه‌سازی بدن انسان) اندازه‌گیری شد تا فعالیت بیولوژیکی هر یک از مواد بررسی شود. به علاوه، برای ارزیابی سمیت سلولی، از آزمایش MTT استفاده شد که اثرات سمی بر سلول‌های پالپ دندان انسان (hDPSCs) در دو حالت تازه و سخت شده مواد را بررسی کرد.
نتایج
نتایج نشان داد که هر دو ماده MTA Angelus و AGM MTA به طور کلی خواص مطلوبی دارند. MTA Angelus زمان سخت شدن سریعتری نشان داد و سمیت کمتری داشت، در حالی که AGM MTA قادر به آزادسازی یون کلسیم بیشتری در مقایسه با MTA Angelus بود. هر دو ماده اسیدیته بالا و در حدود 12-13 ایجاد کردند که برای محیط‌ درمان­های دندانی ضروری است. این محیط قلیایی به تحریک فرآیندهای ترمیمی بافت دندان کمک می‌کند. به علاوه، نتایج آزمایش‌های رادیوگرافی نشان داد که هر دو ماده به حداقل مقدار رادیواکیو بودن که برای مهر و موم ریشه‌دندانی ضروری است (3 میلی‌متر)، رسیدند. هرچند MTA Angelus رادیواکیو بودن بیشتری نسبت به AGM MTA داشت، ولی اختلاف‌ها در این زمینه ناچیز بودند. در آزمایش‌های سمیت سلولی، MTA Angelus و AGM MTA هر دو به طور قابل‌توجهی سمیت کمتری در حالت سخت شده نسبت به حالت تازه داشتند. همچنین، هر دو ماده در غلظت‌های رقیق‌تر (50% و 25%) سمیت سلولی کمتری نشان دادند، اما در غلظت‌های 100% اثرات سمی به‌طور قابل توجهی بیشتر بود. این نشان می‌دهد که سمیت این مواد وابسته به غلظت و زمان تماس است.

نمودارهای میزان زنده‌مانی(%)  hDPSCs پس از 24 و 72 ساعت تماس با غلظت‌های مختلف عصاره‌های سیمانی (100٪، 50٪، 25٪) در مقایسه با گروه کنترل (*:P>0.05).
بحث
مطالعات پیشین نشان داده‌اند که هر دو ماده MTA Angelus و AGM MTA دارای خواص مشابهی هستند، به‌ویژه از نظر انتشار یون کلسیم و ایجاد یک محیط قلیایی که برای تحریک تشکیل بافت‌های سخت و بهبود فرآیندهای ترمیمی ضروری است. این ویژگی‌ها به دلیل توانایی این مواد در آزادسازی یون‌های کلسیم و افزایش اسیدیته محیط اطراف، می‌توانند در بهبود عملکرد سلول‌های بنیادی مزانشیمی و القای تمایز سلولی نقش مهمی ایفا کنند. MTA Angelus به دلیل استفاده از اکسید نمای میکروسکوپی (بزرگنمایی 40×) مورفولوژی  hDPSCs.
بیسموت به عنوان عامل رادیواپسیته، دارای قابلیت مشاهده بهتری در تصاویر رادیوگرافی است. این ویژگی می‌تواند در تشخیص موقعیت دقیق ماده در کانال ریشه و ارزیابی میزان پرشدگی مفید باشد. از سوی دیگر، AGM MTA که به جای اکسید بیسموت از اکسید زیرکونیوم به عنوان عامل رادیواپسیته استفاده می‌کند، می‌تواند گزینه‌ای مناسب برای جایگزینی MTA Angelus در درمان‌های اندودنتیک باشد، به‌ویژه با توجه به اینکه در کنار داشتن رادیواپسیته مطلوب، از لحاظ خواص بیولوژیکی مانند آزادسازی یون کلسیم و حفظ اسیدیته مناسب عملکرد مشابهی دارد. یکی از یافته‌های مهم این تحقیق این است که افزودن کلرید کلسیم به مایع AGM MTA می‌تواند موجب افزایش میزان آزادسازی یون‌های کلسیم و در نتیجه، تقویت خواص ترمیمی و بیولوژیکی این ماده شود. این ویژگی ممکن است تأثیر مستقیمی بر تحریک سلول‌های پالپی و سلول‌های بنیادی مزانشیمی داشته باشد و فرآیندهای بازسازی بافت را تسریع کند. در واقع، افزایش میزان یون‌های کلسیم آزادشده از AGM MTA  می‌تواند شرایط مطلوب‌تری برای معدنی شدن و تشکیل بافت‌های سخت فراهم کند، که در درمان ضایعات پالپی و ترمیم نواقص دندانی اهمیت ویژه‌ای دارد. علاوه بر این، یافته‌های این مطالعه نشان داد که غلظت مواد و مدت زمان قرارگیری آن‌ها در محیط سلولی، تأثیر مستقیمی بر میزان سمیت سلولی دارد. در آزمایش‌های انجام‌شده، هر دو ماده MTA Angelus و AGM MTA در غلظت‌های پایین‌تر (۵۰٪ و ۲۵٪) سمیت قابل توجهی نداشتند، در حالی که غلظت ۱۰۰٪ آن‌ها منجر به کاهش زنده‌مانی سلولی شد. این یافته با مطالعات پیشین همخوانی دارد که نشان داده‌اند تماس مستقیم و مداوم با غلظت‌های بالا از مواد MTA می‌تواند اثرات سمی موقتی بر سلول‌های پالپی داشته باشد. با این حال، در محیط کلینیکی، این مواد در تماس مستقیم با بافت‌های زنده رقیق شده و احتمال بروز اثرات سمی کاهش می‌یابد. از نظر وضعیت فیزیکی، این مطالعه تأیید کرد که مواد در حالت تازه مخلوط‌شده سمیت بیشتری نسبت به حالت سخت‌شده دارند، که احتمالاً به دلیل محصولات جانبی آزادشده در طی فرآیند گیرش سیمان است. این نتایج با مطالعات قبلی که نشان داده‌اند MTA تازه آماده‌شده می‌تواند اثرات منفی بیشتری بر زنده‌مانی سلولی داشته باشد همخوانی دارد. در این میان،MTA Angelus پس از ۲۴ ساعت گیرش تفاوت معنی‌داری در میزان سمیت بین حالت تازه و سخت‌شده نشان نداد، در حالی که AGM MTA همچنان پس از ۲۴ ساعت کمی سمیت بیشتری داشت. این تفاوت ممکن است به ترکیب متفاوت مایع مخلوط‌کننده و آزادسازی بیشتر یون‌های خاص در AGM MTA مربوط باشد. یکی دیگر از جنبه‌های مورد بررسی در این تحقیق، تأثیر مواد رادیواپک‌کننده ( بیسموت اکسید در MTA Angelus  و زیرکونیوم اکسید در AGM MTA) بر سمیت و زیست‌سازگاری مواد بود. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که بیسموت اکسید در غلظت‌های بالا ممکن است تأثیرات سمی طولانی‌مدتی داشته باشد و حتی در اندام‌هایی مانند کلیه، خون، کبد و مغز تجمع یابد. در مقابل، زیرکونیوم اکسید به‌عنوان یک جایگزین مناسب مطرح شده است که سمیت کمتری دارد و در عین حال، رادیواپسیته مورد نیاز را تأمین می‌کند. با این حال، برخی مطالعات نیز گزارش داده‌اند که زیرکونیوم اکسید در دوزهای بالا ممکن است تنش اکسیداتیو[1] ایجاد کند و نیاز به بررسی‌های بیشتر در مورد اثرات درازمدت آن وجود دارد. به طور کلی، یافته‌های این پژوهش نشان داد که هر دو ماده MTA Angelus و AGM MTA دارای خواص مطلوبی برای استفاده در درمان‌های اندودنتیک هستند، اما AGM MTA به دلیل ترکیب خاص خود و آزادسازی بیشتر یون کلسیم، می‌تواند در برخی موارد مزایای بیشتری ارائه دهد. در عین حال، نیاز به مطالعات بیشتر در زمینه سمیت درازمدت، اثرات بالینی و بررسی‌های گسترده‌تر برای تأیید نهایی کاربرد این ماده در درمان‌های دندان‌پزشکی احساس می‌شود.
محدودیت‌ها
با وجود نتایج موفق در این مطالعه، محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، این تحقیق تنها شامل ارزیابی‌های فیزیکی و شیمیایی در شرایط آزمایشگاهی بوده و نتایج در شرایط بالینی باید مورد تایید قرار گیرند. علاوه بر این، آزمون‌های سمیت در طول زمان بیشتر و تحلیل‌های میکروبی و تجزیه و تحلیل انحلال برای ارزیابی دقیق‌تر خواص این مواد ضروری است. همچنین، این تحقیق شامل آنالیز عنصری مواد مورد آزمایش نبود، که می‌تواند اطلاعات مفیدی در خصوص ترکیب دقیق و ارتباط آن با خواص فیزیکی و بیولوژیکی مواد فراهم کند.
نتیجه‌گیری
نتایج این تحقیق نشان می‌دهند که هر دو ماده MTA Angelus و AGM MTA خواص قابل قبول بالینی دارند. MTA Angelus زمان سخت شدن سریع‌تر و سمیت کمتری دارد، در حالی که AGM MTA قادر به آزادسازی یون کلسیم بیشتری است که می‌تواند به بهبود تشکیل بافت سخت کمک کند. اگرچه AGM MTA به دلیل استفاده از اکسید زیرکونیوم به عنوان عامل رادیواکیو نسبت به MTA Angelus  رادیواکیو بودن کمتری دارد، اما همچنان خواص مطلوبی را از نظر اسیدیته و آزادسازی یون کلسیم نشان می‌دهد. بنابراین، AGM MTA می‌تواند به عنوان جایگزینی مناسب برای MTA Angelus در درمان‌های ریشه‌دندانی در نظر گرفته شود. با این حال، مطالعات بالینی بیشتر برای تأیید کاربرد آن در شرایط بالینی ضروری است.
[1] Oxidative Stress
[1] Radiopacity
[2] Endodontics
[3] Mineral Trioxide Aggregate