1 引言
活髓保存治疗（Vital Pulp Therapy, VPT）是牙科领域的核心治疗目标，旨在维持牙髓活力与牙齿功能。然而，传统材料如氢氧化钙和三氧化矿物凝聚体（Mineral Trioxide Aggregate, MTA）存在生物活性有限、封闭性不足等缺陷。羟基磷灰石（Hydroxyapatite, HA）作为牙本质和骨骼的主要无机成分，具有良好的生物相容性，但其固有生物活性尚不足以驱动高效的牙髓-牙本质复合体再生。为提升其性能，离子掺杂（如锶掺杂，Sr-doped HA, Sr-HA）和结构设计（如中空微球）成为重要策略。锶离子（Sr2+）已被证实可促进成骨/成牙本质分化，并具有抗炎抗菌特性。伊洛前列素（Iloprost）是一种稳定的前列环素类似物，具有改善微循环、抗炎及促进血管生成的作用，在牙髓再生中展现出潜力。本研究首次将伊洛前列素负载于锶掺杂的中空羟基磷灰石微球（Ilo@Sr-HA），系统评估其理化性质、细胞响应及体内促进修复性牙本质形成的效能。
2 材料与方法
研究在湖北医药学院人民医院口腔科完成。首先，通过一步水热法合成了锶掺杂比例分别为5%、10%、15%的中空羟基磷灰石微球（Sr-HA）。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）及能量色散X射线光谱（EDS）对材料进行表征，确认了Sr的成功掺杂、微球的球形中空结构及元素的均匀分布。
从健康正畸拔除的前磨牙中分离并鉴定了人牙髓干细胞（hDPSCs），其表现出典型的间充质干细胞表面标志物（CD90+/CD105+, CD34-/CD45-）及成骨、成脂分化潜能。通过锶离子（Sr2+）释放曲线和CCK-8细胞增殖实验筛选出生物相容性最佳的5% Sr-HA作为后续药物载体。采用真空浸渍法将伊洛前列素负载于5% Sr-HA微球中获得Ilo@Sr-HA，并考察了其体外药物释放行为，呈现双相释放模式。
体外生物学评价包括：CCK-8和活/死染色评估材料对hDPSCs增殖和存活的影响；碱性磷酸酶（ALP）活性测定、阿尔新红（ARS）染色检测矿化结节形成、以及实时定量PCR（qRT-PCR）检测成牙本质相关基因（ALP, DMP1, DSPP）的表达，以评估材料的成牙本质诱导能力。
体内实验采用双侧大鼠牙髓暴露模型（N=40），随机分为4组：空白对照组、Dycal组、Sr-HA组、Ilo@Sr-HA组。术后第7天和第28天，通过显微CT（Micro-CT）定量分析修复性牙本质体积分数（DV/TV），并通过苏木精-伊红（HE）染色、Masson三色染色进行组织学评估和半定量评分，观察牙髓炎症反应、修复性牙本质桥的连续性和厚度以及成牙本质样细胞层的排列。
3 结果
材料表征显示，成功合成了不同锶掺杂比例的HA微球，XRD证实Sr成功掺入HA晶格，FTIR显示了磷酸盐特征吸收峰。SEM显示微球粒径均匀（12-14 μm），具有明显的中空结构。EDS元素面扫描证实Sr在微球内分布均匀。
Sr2+释放曲线显示，5% Sr-HA在28天内呈现持续释放，累计释放浓度约10.9 ppm。CCK-8实验表明，5% Sr-HA对hDPSCs的增殖促进作用最佳，而10%和15% Sr-HA在高浓度下反而抑制细胞生长，故选择5% Sr-HA进行后续研究。伊洛前列素从Ilo@Sr-HA中的释放同样呈双相模式，约600小时（25天）后达到平台期。
体外生物相容性结果显示，Ilo@Sr-HA组细胞活性最高，活/死染色显示各组均无显著细胞毒性。在成牙本质分化方面，Ilo@Sr-HA组在培养第7天表现出最强的ALP活性，第28天形成最多、最大的矿化结节，且在第5天即显著上调了DMP1和DSPP等成牙本质关键基因的表达。
体内Micro-CT结果显示，术后第7天，Ilo@Sr-HA组即显示出最高的牙本质体积分数（DV/TV, 8.95%）。至第4周，Ilo@Sr-HA组的DV/TV达到38.91%，显著高于Dycal组（26.53%）和Sr-HA组（23.23%）。组织学观察证实，Ilo@Sr-HA组在早期（7天）炎症反应最轻，牙髓组织保存较好；晚期（28天）形成了连续、较厚的修复性牙本质桥，其下方可见排列整齐的成牙本质样细胞层，而Dycal组和Sr-HA组形成的牙本质桥较薄或不连续。Masson染色显示Ilo@Sr-HA组新生硬组织内胶原纤维更致密成熟。半定量评分结果与影像学和形态学观察一致。
4 讨论
本研究成功构建了伊洛前列素负载的锶掺杂羟基磷灰石微球（Ilo@Sr-HA）。材料学表征证实Sr2+成功掺入HA晶格，并保持了微球的中空结构，利于药物负载与控释。选择5% Sr-HA是基于其能提供适度且持续的Sr2+释放（~11 ppm），在促进hDPSCs增殖方面表现最优，而过高的Sr掺杂（10%, 15%）可能导致离子浓度超出细胞适宜范围。
Ilo@Sr-HA在体外显著增强了hDPSCs的成牙本质分化，表现为ALP活性升高、矿化结节增多以及DMP1、DSPP基因表达上调。这种协同促进作用可能源于Sr2+的离子效应与伊洛前列素的药理作用共同营造的有利微环境。Sr2+已知可通过激活Wnt/β-catenin等信号通路促进成骨/成牙本质分化，而伊洛前列素可能通过其抗炎、改善局部微循环等作用支持细胞存活与功能。
体内实验结果进一步验证了Ilo@Sr-HA的优越性。其能有效控制早期炎症，并显著促进高质量、连续修复性牙本质桥的形成，效果优于临床常用的Dycal以及单纯的Sr-HA。组织学观察到的偶发新生血管样结构提示该材料可能具有一定的促血管生成潜力，但这需后续特异性标记物染色加以证实。
研究的局限性包括未对观察到的血管样结构进行定量验证（如CD31免疫组化），动物观察期限于4周未能评估长期效果，以及大鼠模型与人类牙齿的解剖生理差异。未来研究需延长观察时间，深入探讨Sr2+与伊洛前列素协同作用的分子机制，并在大型动物模型中进行验证。
5 结论
综上所述，伊洛前列素负载的5%锶掺杂羟基磷灰石微球（Ilo@Sr-HA）能够通过协同释放Sr2+和伊洛前列素，有效促进人牙髓干细胞的成牙本质分化，并在大鼠牙髓暴露模型中加速修复性牙本质形成，同时具有良好的生物相容性和炎症控制能力。该材料展现出作为新型活髓保存治疗生物材料的巨大潜力，为牙本质-牙髓复合体再生提供了新策略。
