一、细菌因素
（一）致病菌
细菌感染是牙髓病最重要的致病因素。根管和根尖周的感染是以厌氧菌为主的混合感染，厌氧菌在牙髓病和根尖周病的发生和发展中具有重要作用。在感染根管中，厌氧菌尤其是专性厌氧菌是主要的细菌，根管内常为5～8种细菌的混合感染，其中以1～2种细菌为优势菌。常见的优势菌有卟啉菌、普氏菌、消化链球菌、放线菌、真杆菌等。其中牙髓卟啉菌几乎只在感染根管中出现，且检出率较高，被认为是牙髓感染的特有病原菌。感染根管内的优势菌与根尖周病的临床症状和体征关系密切。卟啉菌、普氏菌、消化链球菌、真杆菌等与根尖部出现疼痛、肿胀、叩痛和窦道形成有关，其中产黑色素普氏菌、牙髓卟啉菌、牙龈卟啉菌与急性根尖周炎症和根管内恶臭关系最为密切。顽固性根尖周病变和窦道经久不愈可能与放线菌感染有关。
（二）感染途径
1.牙本质小管 牙本质中含有大量的牙本质小管。当釉质或牙骨质丧失后，牙本质小管就会暴露于口腔菌群，细菌就可能会侵入牙本质小管，最后感染牙髓。大多数牙体硬组织疾病若不及时治疗，会继发牙髓病。其中最常见的是龋病，此外如创伤、楔状缺损、磨损、牙体发育畸形等也可造成釉质或牙体的缺损，微生物及其毒素可以通过牙本质毁损处的牙本质小管进入牙髓。
2.牙髓暴露 龋病、牙折、楔状缺损、磨损、牙隐裂、畸形中央尖折断、畸形舌侧窝或畸形舌侧沟深达髓腔以及治疗不当等均可引起牙髓直接暴露于口腔环境中，使细菌直接侵入牙髓。
3.牙周途径 细菌通过牙周感染牙髓的情况远不如经牙体感染多见。侧支根管、根尖孔和副根管等把牙髓组织和牙周组织联系起来，同时也提供了细菌从牙周进入牙髓的通道。重度牙周病变患者的深牙周袋可以使根周和根尖周组织与口腔相通，口腔内、牙周袋内的细菌及其毒素便通过根尖孔、副根管或侧支根管等侵入牙髓引起感染，这种由牙周途径导致的牙髓感染，常由根髓开始，故称为逆行性感染，所引起的牙髓炎称为逆行性牙髓炎。
4.血源感染 受过损伤或病变的组织能将血流中的细菌吸收到自身所在的部位，这种现象称为引菌作用。牙髓的血源感染途径即归于引菌作用，这在临床上极为少见。这种感染多发生在牙髓组织先前就存在营养代谢紊乱或损伤（如牙外伤、备洞刺激）的情况下，由于暂时的菌血症（拔牙、洁治、刷牙等造成），循环血中的细菌被吸引到牙髓腔中，若牙髓的防御机制不能清除滞留的细菌，细菌即可在牙髓中定居、繁殖，最终导致牙髓感染。
（三）致病机制
进入牙髓或根尖周组织中的细菌可产生多种有害物质，它们可直接毒害组织细胞，或通过引发炎症和免疫反应间接导致组织损伤。致病物质主要包括荚膜、纤毛、胞外小泡、内毒素、酶和代谢产物。(https://www.daowen.com)
1.荚膜、纤毛和胞外小泡 G-细菌和G+细菌均可产生荚膜。荚膜可以保护菌体细胞免遭宿主吞噬细胞的吞噬，有利于细菌对组织的附着。纤毛参与细菌的聚集和对组织的附着。G-细菌可产生胞外小泡，其具有与母体细胞类似的荚膜结构，胞外小泡上的抗原可中和抗体而起到保护母体菌细胞的作用。
2.内毒素 内毒素是G-细菌的胞壁脂多糖，具有很强的致炎作用，可诱发炎症反应，导致局部组织肿胀、疼痛以及骨吸收；它对细胞产生直接毒害作用；还可激活T细胞、B细胞，调动免疫反应，加重组织损伤。
3.酶 细菌可产生和释放多种酶，导致组织的破坏和感染的扩散。一些厌氧菌，如真杆菌、普氏菌、消化菌和卟啉菌，可产生胶原酶、硫酸软骨素酶和透明质酸酶。这些酶可使组织基质崩解，有利于细菌的扩散。细菌产生的蛋白酶还可降解蛋白质和DNA，直接损伤牙髓和根尖周组织内的细胞。一些细菌产生的酶还可中和抗体和补体成分，使细菌免遭杀灭。
4.代谢产物 细菌生长发育过程中释放的主要代谢产物有氨、硫化氢、吲哚和有机酸等，能直接毒害细胞，导致组织损伤。
（四）宿主对细菌感染的反应
细菌侵入牙髓和根尖周后，是否引起组织的病变以及导致组织损伤的程度，除了与细菌的毒力和数量有关外，还与宿主的防御能力有关。细菌侵入，局部组织可发生非特异性的炎症反应和特异性的免疫反应，目的是杀灭和清除细菌及其毒性产物。
1.炎症反应 牙髓在细菌直接接触之前就可发生炎症反应。牙髓受到细菌感染时，受损细胞释放大量的炎症介质，引起血管扩张，通透性增加，趋化中性粒细胞进入受损部位，中性粒细胞在杀灭细菌时所释放的溶酶体也导致了牙髓组织的变性或坏死。牙髓炎中增多的炎症介质包括神经肽、组胺、5-羟色胺、缓激肽、前列腺素、白三烯、补体成分和各种细胞因子等，它们在牙髓炎的病理生理过程中具有重要意义。
2.免疫反应 在牙髓和根尖周组织中，存在识别外来抗原的细胞。侵入组织的细菌及产物作为抗原，诱发宿主的特异性免疫反应。免疫反应在杀灭细菌的同时也引起或加重炎症反应，导致组织损伤。