载有核黄素的水凝胶在再生性根管治疗中的炎症调节作用及牙源性反应

奥利维亚·朱曼 | 玛丽亚·路易莎·莱特

萨斯喀彻温大学牙科学院，107 Wiggins Road，萨斯卡通，SK S7N 5E4，加拿大

摘要

引言

本研究探讨了核黄素作为一种具有抗炎和牙源性作用的生物活性信号分子，在炎症（+LPS）和非炎症条件（-LPS）下的作用，并将其纳入一种新型水凝胶系统中，用于再生性牙髓治疗。

方法

使用大肠杆菌脂多糖（LPS；10 μg/mL，7天）刺激人类牙髓干细胞（hDPSCs），以模拟慢性炎症，并用核黄素（0、3、30或300 μM）进行处理。评估了细胞内活性氧（ROS）、一氧化氮（NO）的产生、细胞迁移、增殖、胶原蛋白合成以及矿化基质的沉积情况。基于这些结果，开发了一种含有或不含核黄素的热交联Pluronic F127水凝胶。通过transwell系统在±LPS条件下进行了释放动力学测试和相同的生物学实验。

结果

核黄素在所有浓度下均降低了ROS，并以剂量依赖的方式减少了NO，在+LPS条件下，30和300 μM浓度下的效果尤为显著。300 μM浓度的核黄素在±LPS条件下均增强了细胞迁移并恢复了细胞增殖，尤其是在+LPS条件下。在+LPS条件下，所有浓度下的胶原蛋白合成和矿化基质沉积均得到改善。载核黄素的水凝胶表现出初始的快速释放后持续释放。在+LPS条件下，载核黄素的水凝胶显著降低了氧化应激，增强了细胞迁移、增殖、胶原蛋白合成和矿化基质沉积，而未载核黄素的水凝胶则未能改善这些缺陷。

结论

核黄素对炎症状态的hDPSCs具有强大的抗炎和再生作用。当将其纳入控释水凝胶系统时，它可以减少炎症反应，并使牙源性特性恢复到与非炎症条件相当的水平，这突显了其作为无细胞组织工程策略在重要牙髓治疗中的潜力。

章节摘录

引言

牙髓是一种高度特化的结缔组织，在牙齿活力、防御和修复过程中起着关键作用。当暴露于病原微生物及其代谢产物时——最常见的原因是未治疗的龋齿病变或在去除龋齿时意外暴露牙髓——牙髓可能会产生称为牙髓炎的炎症反应[1]。根据病情的严重程度和可逆性，可能需要不同的治疗策略。

第一阶段 - 核黄素对慢性LPS刺激的人类牙髓干细胞（hDPSC）的作用及抗炎和牙源性特性的评估

获取hDPSCs： hDPSCs从商业供应商（#PT-5025，Lonza Bioscience，Walkersville，MD，美国）购买。细胞在含有1%抗生素和抗真菌剂的完全培养基（αMEM）中重新激活并扩增，并添加10%胎牛血清（FBS）；Gibco，Grand Island，NY，美国），然后在37°C、5% CO₂的湿润环境中培养。所有生物学实验均使用第3至5代细胞进行。

实验设计和细胞培养

第一阶段 - 核黄素对慢性LPS刺激的人类牙髓干细胞（hDPSC）的作用及抗炎和牙源性特性的评估

与-LPS对照组相比，+LPS对照组中的细胞内ROS（p<0.001）和NO（p=0.022）的产生显著升高，证实了炎症状态（图2.A-B）。在+LPS刺激下，核黄素处理使所有测试浓度下的ROS降至接近基线水平（p<0.001），NO以剂量依赖的方式减少，30和300 μM浓度下的减少更为显著（p<0.001）。核黄素还增强了细胞在炎症和非炎症条件下的迁移能力

讨论

最近的研究表明，再生性牙髓治疗的临床应用受到多种因素的影响，包括生物可预测性、材料可用性和临床经验。尽管接受度逐渐提高，但治疗方案和结果的差异仍然限制了其广泛应用[23,24]。在这种情况下，仍然迫切需要具有生物活性且临床适用的材料，以改善再生效果并标准化治疗过程

手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本工作时，作者使用ChatGPT辅助英文审稿。使用该工具后，作者根据需要对内容进行了审查和编辑，并对发表文章的内容负全责。

致谢

作者感谢Start-Up基金（MLL）的资助，以及萨斯喀彻温大学牙科学院提供的夏季研究项目（OJ）奖学金。