談牙齒組織工程研究近況論文
隨著(zhù)干細胞研究的飛速發(fā)展和生物材料的不斷改進(jìn)，運用實(shí)驗胚胎學(xué)、發(fā)育和分子生物學(xué)的研究結果，科學(xué)家預測在不久的將來(lái)實(shí)現牙齒的再生是完全可能的。下面是小編收集整理的談牙齒組織工程研究近況論文，希望對你有所幫助！
摘要：近年來(lái)，隨著(zhù)發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)、干細胞以及生物材料學(xué)等領(lǐng)域的新進(jìn)展組織工程學(xué)也取得了長(cháng)足的發(fā)展。所謂的牙齒組織工程學(xué)是運用生命科學(xué)和工程學(xué)的方法、原理和技術(shù)，在體外構建有生物活性的組織，植入體內，修復缺損組織，重建功能的一門(mén)新興學(xué)科。眾所周知，牙齒的發(fā)生發(fā)育經(jīng)歷有初始發(fā)生期、蕾狀期、帽狀期、鐘狀期、分化期、分泌期以及牙根的形成等階段，由上皮和間充質(zhì)的相互作用完成。即便使用單細胞進(jìn)行培養，牙齒結構的發(fā)生和發(fā)育也要經(jīng)歷這些必然階段。這為牙齒組織工程學(xué)的研究奠定了基礎。然而組織工程學(xué)并不是一項簡(jiǎn)單的工程，需要各個(gè)方面的工作相互協(xié)調，相互配合。
一、牙齒組織工程與干細胞
干細胞是一類(lèi)具有自我更新能力的細胞，能夠產(chǎn)生至少一種類(lèi)型的、高度分化的子代細胞。其可在體外分離、擴增和冷凍保存，在一定的條件下可被誘導分化為不同的細胞或組織。根據發(fā)生學(xué)來(lái)源的不同可將干細胞分為胚胎干細胞和成體干細胞。
隨著(zhù)生物技術(shù)及組織工程學(xué)的發(fā)展，可通過(guò)干細胞定向分化技術(shù)，培育出特定的組織或器官。其原理是人為干預干細胞的分化方向，使這些細胞按照我們的需要分化成單一的組織或器官。組織工程牙齒的研究常以干細胞、信號分子及生物支架為基礎[1-2]，在體外通過(guò)組織重組技術(shù)及器官培養等方法研究牙齒的再生。
Sharpe等[3]利用小鼠胚胎牙上皮和不同來(lái)源的間充質(zhì)干細胞（胚胎干細胞和神經(jīng)干細胞）及成人骨髓干細胞重組后再植入小鼠體內可獲得牙齒結構，Young等[4]也通過(guò)組織工程的方法制備了齒/骨雜交體，即用豬第三磨牙的牙蕾細胞種植到生物可降解的支架PGA或PLGA上，在成年大鼠的視網(wǎng)膜上生長(cháng)4周后即得牙移植塊；同樣從豬的骨髓中分離誘導成骨細胞，并種植到PLGA支架上，在透氧的生物反應器系統中培養10天后即得骨移植塊；將以上的牙移植塊和骨移植塊組合在一起重新植入大鼠的視網(wǎng)膜上生長(cháng)8周后，經(jīng)過(guò)組織學(xué)和免疫組化的方法分析發(fā)現齒/骨雜交體不僅能產(chǎn)生牙本質(zhì)、修復牙本質(zhì)及釉質(zhì)組織，還能表達骨鈣蛋白、骨涎蛋白以及Ⅲ型膠原。Kramer等[5]將骨髓間充質(zhì)干細胞與牙周韌帶細胞共培養，發(fā)現共培養的骨髓間充質(zhì)干細胞骨鈣蛋白和骨橋蛋白的表達量明顯增加，而骨涎蛋白的表達量明顯降低，體現了共培養的骨髓間充質(zhì)干細胞能夠獲得牙周韌帶細胞的特性，可用于進(jìn)行牙周組織的修復。這在一定程度上說(shuō)明了，利用組織工程的方法在體外再生牙齒是可能的[6-7]。且在一定條件下不僅牙髓干細胞能夠再生牙齒結構，其他來(lái)源的間充質(zhì)干細胞也能夠產(chǎn)生類(lèi)似牙齒硬組織的結構。
二、牙齒組織工程與生物支架
組織工程將培養細胞種植于外源性細胞外基質(zhì)（ECMs）以構筑細胞/支架材料復合物。這種外源性ECMs就是由生物相容性良好和可降解的生物材料制備的三維多孔支架。組織工程支架的設計和選擇對于組織工程來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的一步。組織工程支架材料的目的是為構建組織的細胞提供一個(gè)三維支架，有利于細胞的粘附、增殖乃至分化，為細胞生長(cháng)提供合適的外環(huán)境。理想的生物支架材料需要滿(mǎn)足如下要求：
�。�1）具備良好的生物相容性，不會(huì )因鄰近組織的排異反應而影響新組織的功能；
�。�2）具有可降解性及適宜的降解速率，當移植的'細胞或組織在受體內存活時(shí)，支架材料可自行降解；
�。�3）具有符合細胞、組織器官要求的生物力學(xué)強度；（4）具有良好的細胞界面關(guān)系，能相互作用以保存和促進(jìn)細胞功能；
�。�5）便于加工成理想的二維或三維結構，而且移植到體內后能保持原有形狀。
Gronthos等[8]以HA/TCP為支架，將體外擴增的牙髓干細胞(DPSCs)植入裸鼠背側皮膚下，可獲得牙本質(zhì)/牙髓樣結構。此外，在由組織工程支架材料PLGA或PGA/PLLA構成的牙型支架中，植入打散豬胚磨牙牙胚或大鼠的磨牙牙胚，均能形成一個(gè)包含牙本質(zhì)、成牙本質(zhì)細胞、界限清晰的牙髓腔、Hertwig氏上皮根鞘(HERS)和成釉器的結構[9-10]。07年，Kazuhisa Nakao等人將打散的小鼠胚胎14.5天的上皮和間充質(zhì)添加到用膠原做成的支架上，在體內和體外均培養出了完整的并富含有血管和神經(jīng)纖維的牙齒結構[11]。
傳統的牙齒組織工程是在體內構建細胞支架復合體。體內構建是將細胞——支架復合體植入體內，修復組織缺損。這種方法的明顯優(yōu)點(diǎn)就是能夠利用體內獨特的生長(cháng)環(huán)境為牙齒的再生提供條件適宜并無(wú)菌的環(huán)境。但隨著(zhù)組織工程的進(jìn)一步發(fā)展，體內重建已經(jīng)不能滿(mǎn)足實(shí)際工作的需要。必須能夠實(shí)現在體外重建的模式。體外構建是通過(guò)體外組織培養的方法將種子細胞接種到支架材料上，在體外進(jìn)行組織構建。體外重建具有一些較體內構建容易控制條件、利于實(shí)驗觀(guān)察等優(yōu)點(diǎn)，然而在傳統的靜態(tài)培養條件下體外重建卻很難達到真正的組織重建，但隨著(zhù)生物反應器和灌注培養系統的先后出現，體外構建條件也有了明顯改善[12]。
三、展望
隨著(zhù)干細胞研究的飛速發(fā)展和生物材料的不斷改進(jìn)，運用實(shí)驗胚胎學(xué)、發(fā)育和分子生物學(xué)的研究結果，科學(xué)家預測在不久的將來(lái)實(shí)現牙齒的再生是完全可能的。比較理想的方法是:體外培養種子細胞，形成牙胚后植入患者先天無(wú)牙頜區或缺失牙區，使長(cháng)出具有良好形態(tài)并能行使其生物功能的組織工程化牙齒，從而取代傳統的人工種植牙。
隨著(zhù)Dentigenix和Odontis等牙齒組織工程公司的出現以及日立等大型企業(yè)的介入可能會(huì )大大加速有關(guān)的研究進(jìn)程以及商業(yè)化產(chǎn)品的推出，但也可能同時(shí)會(huì )阻礙相關(guān)研究結果的透明度。但不管怎樣，組織工程化牙齒將走入臨床應用，這將是現代組織工程學(xué)向口腔疾病治療的傳統觀(guān)念和方法發(fā)起的最具革命的性挑戰，必將在口腔醫學(xué)領(lǐng)域引起一場(chǎng)劃時(shí)代的變革。
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[11]Kazuhisa Nakao. Nature methods， 2007， DOI:10.1038.
[12]楊維東、毛天球，口腔頜面骨替代材料與骨組織工程[J].實(shí)用口腔醫學(xué)雜志.1999.15.
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