Đây là một phần nội dung được trích từ bản thảo cho bài thuyết trình của Giáo sư Chiaki tại IFEA Hàn Quốc 2018, tập trung thảo luận về Ứng dụng của vật liệu thủy tinh sinh học trong điều trị nội nha hiện đại.
Nghiên cứu chuyển đổi là gì?
Nghiên cứu chuyển đổi nghĩa là biến những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm được đưa ra áp dụng tại thực tiễn “From Bench to Clinic”.
Nghiên cứu chuyển đổi trong nha khoa là biến các khám phá y sinh và công nghệ của khoa học răng miệng từ phòng thí nghiệm tới bệnh nhân thông qua các thử nghiệm và thực hành lâm sàng.
Đối với sự phát triển của điều trị nội nha, các nghiên cứu chuyển đổi này là vô cùng quan trọng và cần thiết.
Rất khó để chọn ra tất cả những nghiên cứu chuyển đổi về Nội nha, vì vậy trong phần trình bày này, 3 nghiên cứu sau đây của Khoa Nội nha và Nha khoa phục hồi, Đại học Nha khoa Kyushu sẽ được giới thiệu:
Phương pháp điều trị nha chu trong tương lai:
- Sử dụng tế bào được đóng gói để vận chuyển các chất hoạt động sinh học
- Thuốc peptide chống viêm cho điều trị nội nha chuyên sâu.
- Ứng dụng vật liệu sinh học dựa trên thủy tinh hoạt tính sinh học trong điều trị nội nha hiện đại.
Ứng dụng vật liệu sinh học dựa trên thủy tinh hoạt tính sinh học trong điều trị nội nha hiện đại
Bioactive Glass – Thủy tinh sinh học
Thủy tinh sinh học là một loại “vật liệu sinh học vô cơ” được sử dụng trong phẫu thuật chỉnh hình, cấy ghép. Nó cũng được sử dụng dưới dạng lỏng để hỗ trợ điều trị các khuyết tật xương và làm lớp phủ thủy tinh sinh học lên phần đệm khi cấy ghép implant.
Khi vật liệu thủy tinh sinh học được cấy vào cơ thể, nó tiếp xúc với dịch cơ thể và hình thành nên lớp gel silica trên bề mặt. Ngay sau đó, quá trình tạo mầm của Hydroxit Apatite sẽ được xảy ra trong lớp gel Silica (Hình 7, 8)
Cuối cùng, do sự phát triển tinh thể của Hydroxit Apatite, vật liệu thủy tinh sinh học sẽ được phủ một lớp Hydroxit Apatite.
Chất bịt kín ống tủy Bioceramic (vật liệu sinh học vô cơ) mới
Từ năm 2009, chúng tôi bắt đầu nghiên cứu về vật liệu sinh học dựa trên thủy tinh hoạt tính sinh học cùng NISHIKA, Công ty TNHH Nippon Shika Yakuhin, một công ty dược phẩm và thiết bị y tế Nhật Bản. Trong suốt 8 năm, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm tiền lâm sàng như trong ống nghiệm và cả cơ thể sống. Cuối cùng, chúng tôi đã cùng phát triển được nên Chất trám bít ống tủy với hoạt tính thủy tinh sinh học, Nishika Canal BG Sealer.
Tại Nhật Bản, chất bít kín này được phát triển và đưa ra thị trường năm 2017. Chúng tôi đang tiếp tục các nghiên cứu cơ bản trên lâm sàng cũng như giám sát sau khi đưa sản phẩm ra thị trường.
Nishika Canal BG Sealer gồm 2 ống dạng sệt A và B, rất dễ dàng để trộn 2 loại này với nhau.
Thời gian sử dụng sau khi trộn là khoảng 15 phút và sẽ đông cứng trong khoảng 180 phút.
Cơ chế đông cứng của Nishika Canal Sealer BG
Chất trám bít đông cứng lại nhờ quá trình xà phòng hóa (phản ứng axit-bazơ)
Trong ống A là Axit béo còn trong ống B là Magie oxit. Sau khi trộn chúng lại với nhau vì tạo thành dạng sệt và sẽ bị đông cứng lại do quá trình xà phòng hóa axit béo và magie oxit.
Chất trám này có đặc tính là lưỡng tính vì vậy dịch cơ thể có thể tiếp xúc trực tiếp với bề mặt chất trám.
Độ pH xung quanh Nishika Canal Sealer BG
Trước tiên, chúng tôi đã phân tích độ pH xung quanh BG Multi trong dịch cơ thể mô phỏng (SBF) được mô tả theo tiêu chuẩn ISO 23317:2014.
Phân tích độ pH chỉ ra rằng độ pH của BG Multi là 10.3
Tất cả chúng ta đều biết rằng môi trường pH 10.3 sẽ giúp hydroxit apatite phát triển vô cùng ổn định.
Sự hình thành của Hydroxit Apatite
Để làm rõ cấu trúc của chất trám bít trong SBF, chúng tôi đã tiến hành phân tích FE-SEM và XRD.
FE-SEM cho thấy sự hình thành các tinh thể trên bề mặt của chất trám trong SBF và XDR cho thấy rằng các tinh thể đó chính là Hydroxit Apatite.
Chúng tôi cũng đã phân tích bề mặt tiếp giáp của chất trám với ngà răng trong ống tủy.
Lấp đầy ống tủy bằng chất trám BG Multi, đồng thời phân tích cấu trúc và sự phân bổ của các ion.
FE- SEM cho thấy sự tiếp xúc hoàn toàn của chất trám với bề mặt ngà tăng và các cấu trúc dạng thẻ trong ống ngà (Hình 7)
EDX cho thấy các ion bismuth của BG Multi – các chấm màu xanh lục, phân bổ trong ống ngà (Hình 8)
Ngà răng bình thường không có ion bismuth vì vậy, những kết quả này chỉ ra rằng các cấu trúc dạng thẻ trong ống ngà là các tinh thể Hydroxit apatit từ BG Multi.
Chúng tôi đã phân tích giao diện của chất trám từ Eugenol và ngà răng, kết quả cho thấy rằng chất trám từ eugenol không thể tạo ra các cấu trúc dạng thẻ như thế này.
Khoảng cách giữa chất trám và ngà răng là rất nhỏ, và sẽ có một lượng nhỏ dịch cơ thể tồn tại trên bề mặt ngà răng ngay cả sau khi ống tủy đã khô.
Khi lấp đầy ống tủy bằng BG Multi, thủy tinh sinh học trong chất trám tiếp xúc trực tiếp với dịch cơ thể. Cấu trúc của BG Multi tạo nên môi trường có độ pH lý tưởng 10.3. Ở điều kiện này Hydroxit Apatite sẽ được hình thành trên bề mặt thủy tinh sinh học.
Như đã chỉ ra ở trên, BG Multi có đặc tính lưỡng tính, vì vậy Hydroxit apatite có thể phát triển trên toàn bộ bề mặt của BG Multi. Sau đó, lớp Hydroxit Apatite phát triển trong giao diện và liên kết với bề mặt ngà răng. Sau khi liên kết với ngà răng, các tinh thể Hydroxit Apatite phát triển thành các ống ngà, tạo ra các cấu trúc dạng thẻ trong các ống ngà.
Khả năng bít kín của BG Multi
Chúng tôi đã thực hiện một bài kiểm tra tính thấm đơn giản. Chúng tôi lấp đầy các ống tủy bằng một số chất bít kín và đặt từng chiếc răng vào các ống riêng lẻ. Chúng tôi đổ đầy dung dịch thuốc có màu vào mặt trên của ống và SBF vào mặt dưới, đồng thời phân tích lượng thuốc màu rò rỉ qua ống tủy vào SBF.
Kết quả cho thấy rằng lượng thuốc màu rò rỉ qua ống tủy được lấp đầy bằng BG Multi là rất rất thấp so với các chất trám bít khác. Chứng tỏ rằng, khả năng bít kín của BG Multi mang hoạt tính sinh học cao hơn rất nhiều so với các chất bít kín khác.
Khả năng tương thích sinh học của BG Multi
Chúng tôi phát hiện ra rằng các tế bào giống như nguyên bào cement sinh sôi nảy nở dưới BG Multi đã cứng lại, và khi các tế bào được nuôi cấy cùng với chất bít kín cứng, các tế bào tiếp xúc trực tiếp với chất bít kín đã cứng lại.
Những kết quả này chỉ ra rằng BG Multi không ức chế sự tăng sinh và di chuyển của các tế bào giống nguyên bào cement (dữ liệu chưa được công bố)
Chúng tôi cũng đã kiểm tra thêm khả năng tương thích sinh học của BG Multi bằng cách sử dụng mô hình lấy tủy chuột invivo. Sau khi trám bít ống tủy răng hàm của chuột, số lượng tế bào viêm và độ dày của cement trong mô quanh chóp được phân tích sau 1 và 3 tuần sau phẫu thuật.
Chúng tôi nhận thấy số lượng tế bào viêm giảm và độ dày của cement tăng lên.
Những kết quả này cho thấy BG Multi không ức chế quá trình chữa lành vết thương của mô quanh chóp.
Case lâm sàng sử dụng BG Multi
Ca lâm sàng số 1
Trường hợp số 1 là trám bít ống tủy bằng BG Multi để điều trị tổn thương quanh chóp của răng cửa giữa và răng cửa bên trái (Hình 12). Các tổn thương quanh chóp được tìm thấy trong một bức ảnh X-quang trước khi điều trị (Hình 12-a). Sau khi điều trị, cả 2 ống tủy được trám bít bằng BG Multi với kỹ thuật hình nón đơn.
Hình chụp Xquang cho thấy các tổn thương quanh chóp giảm dần (Hình 12 b và c). Điều này hỗ trợ các kết quả thử nghiệm của chúng tôi, cho thấy rằng BG Multi không đè nén hay tạp áp lực trong quá trình chữa lành vết thương của mô quanh chóp.
Ca lâm sàng số 2
Trường hợp số 2 là trám bít ống tủy bằng BG Multi để điều trị tổn thương quanh chóp răng nanh hàm trên bên phải (Hình 13). Hình ảnh tiền xử lý cho thấy một tổn thương lớn quanh chóp chân răng và tiêu chóp chân răng (Hình 13-a và b, mũi tên). Hình 13-c cho thấy ảnh chụp xquang ngay sau khi trám bít ống tủy bằng BG Multi với kỹ thuật hình nón đơn. Quan sát trên phim ta có thể thấy vật liệu BG Multi đã tràn vào vùng hấp thu tại khu vực chóp răng.
Ca lâm sàng số 3
Trường hợp số 3 là trám bít ống tủy bằng BG Multi để điều trị răng cối lớn thứ nhất và thứ hai hàm trên bên phải (Hình 14). Hình chụp Xquang và CBCT trước điều trị đều cho thấy tổn thương lớn bao gồm chóp chân răng của cả hai hàm và tiêu chóp chân răng. Răng cối lớn thứ nhất có 5 ống tủy và răng cối lớn thứ 2 có 4 ống tủy. Trong ảnh chụp Xquang ngay sau trám có thể quan sát thấy sự trám bít quá mức của BG Multi ở vùng quanh chóp của cả 2 răng.
Tại thời điểm này, liệu BG Multi có khả năng đẩy nhanh quá trình lành thương và/ hoặc tái tạo mô quanh chóp hay không vẫn còn chưa rõ ràng. Chúng tôi cần nghiên cứu cơ bản và lâm sàng hơn nữa để làm rõ tiềm năng của BG Multi.
Chiến lược nghiên cứu về Vật liệu thủy tinh sinh học
Đầu tiên, chúng tôi đã phát triển một chất trám bít ống tủy có hoạt tính sinh học dựa trên thủy tinh sinh học được bán ở thị trường Nhật Bản có tên gọi BG Multi.
Ngoài ra chúng tôi hiện cũng đang phát triển chất che tủy làm từ thủy tinh sinh học cũng như vật liệu trám phục hồi hoặc sửa chữa chân răng cho phẫu thuật nội nha, và tạo nên bộ khung nền tảng từ vật liệu thủy tinh sinh học cho quá trình nội nha tái tạo
Kết luận
BioGlass (thủy tinh sinh học) là vật liệu sinh học có khả năng tạo thành apatit cacbonat giống như xương trong cơ thể sống bằng cách tương tác với các ion phốt phát trong dịch cơ thể. Khi BG được cấy vào chỗ khiếm khuyết của xương, nó sẽ liên kết trực tiếp với xương thông qua một lớp apatit mà không có sự xen kẽ của các mô liên kết.
Hydroxy Apatite (HAp), ở dạng tự nhiên, là một dạng canxi tạo nên 97% men răng và 70% ngà răng của bạn. Phần còn lại của men răng của bạn thực sự bao gồm nước, collagen và các protein khác.
BG Multi khi được trám vào thành ống tủy sẽ tạo thành một lớp apatit ở giao diện với thành ngà răng. Lớp apatit hình thành giữa vật liệu và thành ngà góp phần ngăn chặn sự rò rỉ của vi khuẩn qua giao diện. Ngoài ra, lớp apatit được hình thành giữa vật liệu và mô liên kết nha khoa đóng vai trò là chất nền cho sự gắn kết, tăng sinh và biệt hóa của tế bào gốc, từ đó hỗ trợ quá trình lành mô.
(*) Nguồn: Bài viết được trích từ báo cáo khoa học: “Translation Research for Future, Advanced, and Present Endodontic Therapies” bởi Giáo sư – Bác sĩ Chiaki Kitamura – Chủ tịch Hội đồng Nội nha và Nha khoa phục hồi – Trường Nha khoa Đại học Kyushu.
Bài đăng lần đầu ngày: 7 Tháng bảy, 2023 @ 2:50 chiều
