Tổng quan nghiên cứu

Điều trị nội nha thành công phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó trám bít hệ thống ống tủy đóng vai trò then chốt nhằm ngăn ngừa tái nhiễm khuẩn và vi kẽ bên trong ống tủy. Xi măng trám bít ống tủy (TBOT) là vật liệu chủ đạo để kết dính và lấp đầy khoảng trống giữa côn trám và thành ống tủy, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả điều trị. Tuy nhiên, chưa có loại xi măng TBOT nào đáp ứng đầy đủ các đặc tính lý tưởng như bám dính tốt, không co rút, không độc hại và tương hợp sinh học cao. Trong những năm gần đây, xi măng TBOT nền calcium silicate trộn sẵn với công nghệ silicate hoạt tính sinh học đã nổi lên như một vật liệu tiềm năng với tính tương hợp sinh học cao, không chứa nhựa và monomer, không gây nhuộm màu răng và ít nhạy cảm sau điều trị. Ngược lại, xi măng TBOT nền nhựa epoxy như AH Plus vẫn được sử dụng rộng rãi nhưng có thể gây độc tế bào và ảnh hưởng đến mô quanh chóp.

Nghiên cứu này được thực hiện tại Viện Tế bào gốc, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian từ tháng 7/2020 đến tháng 5/2021, nhằm so sánh ảnh hưởng của xi măng TBOT nền calcium silicate trộn sẵn và xi măng TBOT nền nhựa epoxy lên tế bào gốc nhú chóp răng (SCAPs) trong điều kiện in vitro. Mục tiêu cụ thể bao gồm đánh giá độc tính, sự chết theo chương trình và khả năng di cư của SCAPs khi tiếp xúc với dịch chiết của hai loại xi măng này. Kết quả nghiên cứu góp phần cung cấp bằng chứng khoa học hỗ trợ lựa chọn vật liệu trám bít ống tủy phù hợp, nâng cao hiệu quả điều trị nội nha và phát triển các ứng dụng tái tạo mô răng trong tương lai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Tương hợp sinh học (Biocompatibility): Khả năng của vật liệu thực hiện chức năng trong cơ thể mà không gây phản ứng bất lợi, được đánh giá qua các thử nghiệm in vitro như độc tính tế bào, khả năng tăng sinh, di cư và biệt hóa tế bào.
  • Tế bào gốc nhú chóp răng (SCAPs): Là dòng tế bào gốc trung mô có khả năng tự làm mới và biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt như nguyên bào xương, nguyên bào ngà, có tiềm năng tái tạo mô răng và mô liên kết quanh răng.
  • Phản ứng đông cứng của xi măng TBOT: Xi măng nền nhựa epoxy đông cứng qua phản ứng cộng polymer hóa giữa diepoxide và amine, trong khi xi măng nền calcium silicate đông cứng qua phản ứng hydrat hóa tạo gel calcium silicate hydrat và calcium hydroxide, giải phóng ion Ca2+ có tác dụng sinh học.
  • Đánh giá độc tính tế bào in vitro: Sử dụng thử nghiệm Alamar Blue để đo khả năng sống sót và tăng sinh tế bào dựa trên hoạt động enzyme khử resazurin thành resorufin phát huỳnh quang.
  • Đánh giá chết theo chương trình (apoptosis): Sử dụng bộ kit Annexin V-FITC kết hợp propidium iodide (PI) phân tích bằng flow cytometry để phân biệt tế bào sống, tế bào chết theo chương trình sớm, muộn và tế bào hoại tử.
  • Đánh giá khả năng di cư tế bào: Thử nghiệm tạo đường rạch mô phỏng tổn thương trên lớp tế bào đơn, đo phần trăm diện tích vùng trống qua các thời điểm để đánh giá sự di chuyển và lành thương của tế bào.

Phương pháp nghiên cứu

  • Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu in vitro có nhóm chứng âm và chứng dương.
  • Nguồn dữ liệu: Tế bào gốc nhú chóp răng (SCAPs) được phân lập từ ba răng cối lớn thứ ba hàm dưới của ba bệnh nhân (độ tuổi 18-24), răng chưa đóng chóp, không sâu hoặc viêm tủy, bảo quản trong dung dịch chuyên chở và nuôi cấy tại Viện Tế bào gốc.
  • Vật liệu nghiên cứu: Xi măng TBOT nền calcium silicate trộn sẵn (Meta Biomed, Hàn Quốc) và xi măng TBOT nền nhựa epoxy (Densply, Đức).
  • Chuẩn bị dịch chiết: Vật liệu được đúc thành khối 6 mm đường kính, 1 mm dày, ngâm trong môi trường nuôi cấy theo tỷ lệ diện tích:thể tích 300 mm2:1 ml, thu dịch chiết 100% sau 24 giờ, pha loãng thành các nồng độ 1, 1/2, 1/4, 1/8.
  • Phương pháp phân tích:
    • Đánh giá độc tính tế bào bằng thử nghiệm Alamar Blue tại các thời điểm 24, 48, 72 giờ.
    • Đánh giá chết theo chương trình bằng flow cytometry sử dụng bộ kit Annexin V-FITC/PI sau 24 giờ tiếp xúc với dịch chiết nồng độ 1.
    • Đánh giá khả năng di cư tế bào bằng thử nghiệm tạo đường rạch trên đĩa 6 giếng, quan sát và đo phần trăm diện tích vùng trống tại 0, 24 và 48 giờ.
  • Cỡ mẫu: Ba răng từ ba bệnh nhân, mỗi thí nghiệm lặp lại ba lần.
  • Phân tích thống kê: Sử dụng One-way ANOVA với post-hoc Bonferroni và Paired-sample t-test, mức ý nghĩa p<0,05.
  • Kiểm soát sai lệch: Huấn luyện định chuẩn, sử dụng vật liệu và thiết bị đồng nhất, tiêu chí đánh giá rõ ràng.
  • Đạo đức nghiên cứu: Tình nguyện viên đồng ý, thông tin bảo mật, hỗ trợ chi phí nhổ răng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Độc tính tế bào (Alamar Blue):

    • Ở nồng độ dịch chiết 1, phần trăm tế bào sống SCAPs sau 24 giờ tiếp xúc với xi măng TBOT nền calcium silicate trộn sẵn là 90,99±4,28%, cao hơn đáng kể so với xi măng nền nhựa epoxy (75,40±6,94%) (p<0,001).
    • Tại 48 giờ, phần trăm tế bào sống tăng lên 93,94±2,56% với calcium silicate và giảm còn 73,29±4,20% với nhựa epoxy, sự khác biệt có ý nghĩa (p<0,001).
    • 72 giờ, phần trăm tế bào sống tiếp tục tăng lên 97,56±4,09% với calcium silicate và 82,55±2,39% với nhựa epoxy (p<0,001).
    • Ở các nồng độ pha loãng 1:2, 1:4, 1:8, phần trăm tế bào sống đều trên 70%, không độc theo tiêu chuẩn ISO 10993-5.

  2. Sự chết theo chương trình (Flow cytometry):

    • Sau 24 giờ tiếp xúc với dịch chiết nồng độ 1, tỷ lệ tế bào chết theo chương trình sớm và muộn ở nhóm calcium silicate thấp hơn đáng kể so với nhóm nhựa epoxy (p<0,05).
    • Tỷ lệ tế bào hoại tử cũng thấp hơn ở nhóm calcium silicate, cho thấy vật liệu này ít gây tổn thương tế bào hơn.

  3. Khả năng di cư tế bào (Thử nghiệm tạo đường rạch):

    • Phần trăm diện tích vùng trống giảm nhanh hơn ở nhóm calcium silicate so với nhựa epoxy và nhóm chứng âm tại các thời điểm 24 và 48 giờ (p<0,05).
    • Điều này chứng tỏ dịch chiết calcium silicate kích thích khả năng di cư và lành thương của SCAPs hiệu quả hơn.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy xi măng TBOT nền calcium silicate trộn sẵn có tính tương hợp sinh học vượt trội so với xi măng nền nhựa epoxy khi đánh giá trên dòng tế bào gốc nhú chóp răng. Phần trăm tế bào sống cao hơn và tỷ lệ tế bào chết theo chương trình thấp hơn phản ánh mức độ độc tính thấp và khả năng hỗ trợ tế bào tồn tại tốt hơn của calcium silicate. Khả năng di cư tế bào được cải thiện cũng cho thấy vật liệu này có tiềm năng hỗ trợ quá trình tái tạo mô quanh chóp răng.

So với các nghiên cứu trước đây trên tế bào gốc dây chằng nha chu và nguyên bào xương, kết quả này nhất quán với báo cáo rằng xi măng calcium silicate ít độc và hỗ trợ biệt hóa tế bào tốt hơn nhựa epoxy. Sự khác biệt về cơ chế đông cứng và thành phần hóa học giữa hai loại xi măng giải thích cho sự khác biệt về độc tính và tương hợp sinh học. Calcium silicate không chứa nhựa và monomer, không gây co rút khi đông cứng, đồng thời giải phóng ion Ca2+ có tác dụng sinh học tích cực. Ngược lại, nhựa epoxy có thể giải phóng các hợp chất độc hại ảnh hưởng đến tế bào.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phần trăm tế bào sống theo thời gian và nồng độ dịch chiết, bảng so sánh tỷ lệ tế bào chết theo chương trình và biểu đồ phần trăm diện tích vùng trống trong thử nghiệm di cư, giúp minh họa rõ ràng sự khác biệt giữa hai loại vật liệu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Ưu tiên sử dụng xi măng TBOT nền calcium silicate trộn sẵn trong điều trị nội nha để giảm thiểu độc tính tế bào và tăng cường khả năng tái tạo mô quanh chóp, góp phần nâng cao tỷ lệ thành công điều trị. Thời gian áp dụng: ngay lập tức trong các cơ sở nha khoa.

  2. Phát triển thêm các nghiên cứu lâm sàng dài hạn đánh giá hiệu quả điều trị và tương hợp sinh học của xi măng calcium silicate trên bệnh nhân thực tế, nhằm củng cố bằng chứng khoa học và mở rộng ứng dụng. Thời gian: 2-3 năm.

  3. Đào tạo và cập nhật kiến thức cho bác sĩ nội nha về ưu nhược điểm của các loại xi măng TBOT, đặc biệt là các vật liệu sinh học mới, giúp lựa chọn vật liệu phù hợp với từng trường hợp lâm sàng. Chủ thể thực hiện: các trường đại học, hội nha khoa; thời gian: liên tục.

  4. Khuyến khích các nhà sản xuất cải tiến công nghệ sản xuất xi măng TBOT nhằm tối ưu hóa tính tương hợp sinh học, giảm độc tính và tăng cường các đặc tính cơ học phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế. Thời gian: trung hạn 1-2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Bác sĩ nội nha và nha sĩ lâm sàng: Nghiên cứu cung cấp thông tin khoa học về lựa chọn vật liệu trám bít ống tủy phù hợp, giúp nâng cao hiệu quả điều trị và giảm biến chứng.

  2. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Răng – Hàm – Mặt: Tài liệu tham khảo chi tiết về phương pháp đánh giá tương hợp sinh học in vitro, kỹ thuật nuôi cấy và khảo sát tế bào gốc nhú chóp răng.

  3. Nhà sản xuất vật liệu nha khoa: Cơ sở để phát triển và cải tiến các loại xi măng TBOT mới với tính năng ưu việt, đáp ứng nhu cầu thị trường và tiêu chuẩn quốc tế.

  4. Cơ quan quản lý y tế và giáo dục: Tham khảo để xây dựng tiêu chuẩn, hướng dẫn sử dụng vật liệu nha khoa an toàn, hiệu quả, đồng thời hỗ trợ đào tạo và phát triển ngành nha khoa.

Câu hỏi thường gặp

  1. Xi măng TBOT nền calcium silicate trộn sẵn có ưu điểm gì so với nhựa epoxy?
    Xi măng calcium silicate có độc tính thấp hơn, hỗ trợ tế bào sống và di cư tốt hơn, không chứa nhựa và monomer gây độc, không co rút khi đông cứng, phù hợp với các hệ thống dán và ít gây nhuộm màu răng.

  2. Tế bào gốc nhú chóp răng (SCAPs) là gì và tại sao được chọn trong nghiên cứu?
    SCAPs là tế bào gốc trung mô từ nhú chóp răng chưa đóng chóp, có khả năng tự làm mới và biệt hóa cao, đóng vai trò quan trọng trong tái tạo mô răng, phù hợp để đánh giá tương hợp sinh học vật liệu nội nha.

  3. Phương pháp Alamar Blue đánh giá độc tính tế bào như thế nào?
    Alamar Blue sử dụng thuốc nhuộm resazurin, tế bào sống chuyển hóa thành resorufin phát huỳnh quang, tỷ lệ huỳnh quang tỷ lệ thuận với số lượng tế bào sống, giúp đánh giá khả năng sống và tăng sinh tế bào.

  4. Sự chết theo chương trình của tế bào được xác định ra sao?
    Sử dụng bộ kit Annexin V-FITC kết hợp propidium iodide phân tích bằng flow cytometry để phân biệt tế bào sống, tế bào chết theo chương trình sớm, muộn và tế bào hoại tử dựa trên sự biểu hiện phosphatidylserine trên màng tế bào.

  5. Khả năng di cư tế bào có ý nghĩa gì trong điều trị nội nha?
    Khả năng di cư của tế bào gốc giúp tái tạo và lành thương mô quanh chóp, vật liệu kích thích di cư tốt sẽ hỗ trợ quá trình phục hồi tổn thương sau điều trị nội nha, giảm nguy cơ thất bại.

Kết luận

  • Xi măng TBOT nền calcium silicate trộn sẵn thể hiện độc tính thấp hơn và hỗ trợ tế bào gốc nhú chóp răng sống sót, giảm chết theo chương trình so với xi măng nền nhựa epoxy.
  • Khả năng di cư của SCAPs được kích thích tốt hơn bởi dịch chiết calcium silicate, góp phần vào quá trình tái tạo mô.
  • Nghiên cứu cung cấp bằng chứng khoa học quan trọng cho việc lựa chọn vật liệu trám bít ống tủy phù hợp trong điều trị nội nha.
  • Các kết quả được thu thập trong khoảng thời gian 24-72 giờ, mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo về đánh giá lâu dài và ứng dụng lâm sàng.
  • Khuyến nghị áp dụng xi măng calcium silicate trong thực hành lâm sàng và phát triển nghiên cứu sâu hơn về tương tác tế bào – vật liệu.

Hành động tiếp theo: Các nhà nghiên cứu và bác sĩ nội nha nên phối hợp triển khai nghiên cứu lâm sàng mở rộng, đồng thời cập nhật kiến thức về vật liệu sinh học mới để nâng cao chất lượng điều trị nội nha.