龋齿和牙周病对全球口腔健康产生了重大影响，常常会损害牙齿的完整性，并可能导致牙髓组织受损[1]。牙髓的病理变化或损伤可能导致牙本质矿化受损、感觉功能丧失以及受影响牙齿的机械强度下降，从而对整体口腔健康产生不利影响[2]。目前采用的牙髓切断术和牙髓摘除术是旨在保留牙髓活力的治疗方法。牙髓切断术的成功在很大程度上取决于所使用材料的性能[3]。理想的牙髓切断材料应具备以下特性：良好的生物相容性、强大的抗菌性能、促进牙髓修复和再生的能力、良好的操作性能以及足够的机械强度[4]。临床实践中常用的牙髓封闭材料包括氢氧化钙（Ca(OH)2、生物活性玻璃、氧化锌丁香酚水泥和矿物三氧化物聚合体（MTA）等[5]、[6]、[7]、[8]。
三钙硅酸盐（C3S）是一种主要的生物活性材料，在牙髓疾病的治疗中引起了广泛关注。作为矿物三氧化物聚合体（MTA）的主要成分，C3S在与水环境接触时会发生水合作用，释放钙离子，促进羟基磷灰石的形成并增强牙本质矿化。由此产生的碱性环境（pH 10–12）能有效抑制细菌繁殖并降低感染风险[9]。然而，纯C3S的X射线不透明度不足，其凝固时间、抗菌性能和机械强度也有待改进，这限制了其在牙髓封闭手术中的临床应用[10]、[11]、[12]、[13]、[14]。目前克服这些限制的策略包括添加金属离子、有机化合物或纳米颗粒[15]、[16]、[17]、[18]。Zhou等人开发了一种基于C3S的可注射、热敏感且抗塌陷的牙髓封闭水泥，其中加入了Sr2+离子、可逆的Pluronic® F127水凝胶和nHA，这种水泥表现出改进的水合动力学和牙本质生成能力[19]。Yao等人通过加入魔芋葡甘露聚糖（KGM）/甲酸钙（CF）复合物，开发了一种具有优异抗冲刷能力的基于三钙硅酸盐（TCS）的水泥[20]。Xu等人通过加入羟丙基甲基纤维素（HPMC）和β-三钙磷酸盐/无水单钙磷酸盐（β-TCP/MCPA），开发了一种复合TCS基水泥。结果表明，这种材料具有良好的注射性能、较高的抗压强度和优异的磷灰石形成能力[21]。Queiroz等人证明，当TCS与各种X射线增稠剂（包括氧化锆（ZrO2）、钨酸钙（CaWO4）和铌酸钙（Nb2O5）结合使用时，具有适合牙髓修复治疗的理想综合性能[22]。
基于之前对改性三钙硅酸盐基材料的研究，大多数研究主要集中在改善物理性能上。在本研究中，通过加入CaCl2作为凝固促进剂、QT水凝胶以增强抗菌活性以及ZrO2作为X射线增稠剂，开发了一种复合C3S基牙髓封闭材料。通过结合改善的物理性能和增强的生物活性，实现了多功能性能的优化。季铵化壳聚糖（QCS）是壳聚糖（CS）的衍生物，由于引入了季铵基团，其水溶性和抗菌活性显著提高[23]、[24]。与CS相比，QCS具有更高的溶解性、更强的抗菌效果、更好的絮凝作用、更强的吸附能力和更强的生物降解性，使其成为开发抗菌材料的理想生物聚合物[25]、[26]、[28]。研究人员已将壳聚糖及其衍生物引入基于钙硅酸盐的系统中，形成复合骨水泥，其中QCS被证明是一种特别有效的改性剂。然而，这些改进效果取决于浓度；高浓度的QCS会抑制MG63细胞的活性，从而降低材料的体外成骨活性[29]。单宁酸（TA）是一种天然的多酚化合物，具有显著的活性氧（ROS）清除能力，并具有促进凝血的生物活性。它在糖尿病伤口愈合等领域具有很高的应用价值[30]、[31]、[32]。研究表明，加入TA可以改善骨水泥的抗氧化和抗菌性能，而不会显著影响MG63细胞的成骨活性或对L929成纤维细胞产生细胞毒性[33]。QT水凝胶通过物理交联制备，无需外加交联剂，提供了一种简单环保的制备方法。QCS的季铵基团与TA的多酚基团之间的协同作用赋予了水凝胶强大的抗菌和抗氧化性能，展示了其在生物医学应用中的巨大潜力[34]、[35]、[36]。
基于这些基础，将QT水凝胶引入基于三钙硅酸盐（C3S）的牙髓封闭材料中，以利用其强大的抗菌性能开发一种新型治疗系统。该策略旨在通过协同效应增强牙髓封闭材料的抗菌效果，同时减轻其对细胞活力的不良影响。此外，系统研究了QT水凝胶的独特结构特性对牙髓封闭材料物理化学特性的影响。这种方法旨在提供一种高性能且高度生物相容的材料解决方案，有利于牙髓修复和再生。
