Антибактериальная активность и цитотоксичность цементов на основе трикальцийсилата с различными антибактериальными добавками

Почему это важно при следующей пломбе

При глубоком кариесе стоматологи сейчас стараются сохранить как можно больше собственной ткани зуба, вместо того чтобы удалять всё подряд. Это часто означает, что под пломбой остаётся тонкий слой размягчённого дентина, содержащий бактерии. В этом исследовании поставлен простой, но ключевой вопрос: можно ли усовершенствовать широко используемый ремонтный цемент так, чтобы он незаметно уничтожал оставшиеся микробы, не вредя живым клеткам внутри зуба?

Глубокие полости и скрытые микробы

Современные техники «минимального сверления» стремятся избежать обнажения мягкой сердцевины зуба, пульпы, оставляя дентин, который может вновь минерализоваться. Минус в том, что в этом слое могут сохраняться бактерии, вызывающие кариес, такие как Streptococcus mutans и виды Lactobacillus. Со временем эти бактерии могут спровоцировать новый распад под казавшейся здоровой пломбой. Цементы на основе трикальцийсилата популярны для герметизации глубоких полостей, потому что они способствуют реминерализации и образуют плотный барьер, но сами по себе они слабо препятствуют росту бактерий.

Превращение обычного цемента в уничтожитель микробов

Исследователи взяли этот знакомый цемент и добавили в него пять разных антибактериальных добавок в разных концентрациях. Две были органическими соединениями, часто используемыми в дезинфекторах (бензалкония хлорид и цетримид), а три — неорганическими веществами, применяемыми в стоматологии или материалах (оксид титана, оксид цинка и фторид олова). Смеси прессовали в крошечные диски и помещали на чашки с пятью видами бактерий, связанными с кариесом и инфекциями полости рта. По диаметру зон, свободных от роста бактерий вокруг каждого диска, они оценивали силу антибактериального действия каждой рецептуры.

Поиск баланса между уничтожением микробов и щадящим воздействием на клетки

Поскольку материал, убивающий бактерии, но одновременно ядовитый для клеток зуба, был бы бесполезен в полости рта, команда также проверяла, как наиболее перспективные добавки влияют на живые клетки. Они косвенно подвергали воздействию двух типов человеческих клеток — фибробластов, обычных вспомогательных клеток, и стволовых клеток пульпы, которые участвуют в восстановлении ткани зуба. Тест с изменением цвета измерял долю активных клеток, а специальные флуоресцентные красители показывали живые (зелёные) и мёртвые (красные) клетки под микроскопом. Такая установка имитировала реальную ситуацию в глубокой полости, где цемент отделён от пульпы тонким слоем дентина и выделяет вещества, диффундирующие к клеткам.

Что сработало лучше, а что оказалось слишком агрессивным

Результаты показали, что тип и количество добавки сильно влияют на эффект. Бензалкония хлорид дал самое сильное и широкое антибактериальное действие, образуя большие безмикробные зоны против всех исследованных видов, особенно против штаммов Lactobacillus, часто встречающихся при глубоком распаде. Цетримид тоже помогал, но обычно требовал более высоких концентраций, чтобы сравняться с бензалкония. Три неорганических агента улучшали антибактериальный эффект цемента лишь при более высоких дозах и даже тогда в основном против отдельных бактерий, таких как S. mutans и Actinomyces. С точки зрения безопасности сам базовый цемент был доброжелателен к обоим типам клеток и даже, по-видимому, поддерживал здоровье фибробластов. Добавление бензалкония хлорида оставалось безвредным для фибробластов примерно до 1%, становилось слегка вредным при 2–4% и явно более токсичным при 7%. Стволовые клетки пульпы оказались в целом более чувствительны: и бензалкония хлорид, и цетримид снижали их выживаемость, причём цетримид становился умеренно токсичным начиная с 2% и выше.

Что это может значить для будущей стоматологии

Сводя эти сведения вместе, исследование указывает на одну особенно перспективную рецептуру: цемент на основе трикальцийсилата, содержащий 1% бензалкония хлорида. При такой концентрации материал сильно подавлял вредные бактерии, при этом фибробласты оставались полностью жизнеспособными, а стволовые клетки пульпы — в основном жизнеспособными. Проще говоря, это означает, что будущие глубокие пломбы могли бы быть выполнены из цемента, который незаметно борется с оставшимися микробами под поверхностью, оставаясь достаточно щадящим для живой ткани внутри зуба. Нужна дополнительная работа — особенно в сложных реальных условиях полости рта — но эта сбалансированная формула может помочь стоматологам лучше защищать зубы при минимально инвазивных вмешательствах.

Цитирование: Banon, R., Martens, L., De Coster, P. et al. Antibacterial activity and cytotoxicity of tricalcium silicate-based cements with different antibacterial additives. Sci Rep 16, 8349 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37269-5

Ключевые слова: глубокий кариес, антибактериальный зубной цемент, трикальцийсилат, бензалкония хлорид, биосовместимость клеток пульпы