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牙齿有望像指甲一样再生?科学家们再造牙齿的细胞竟然来源于....

时间:2018-03-13  热:0℃  分享:淳风

一想到补牙就头皮发麻……是的,不止是你这样,科学家也怕看牙,所以他们也想让牙齿像指甲一样再生,而且已经在研究很多办法。

文/记者 李鹏 编辑/孙燕燕

新媒体编辑/陈炫之

相信很多人都有过补牙的经历……吱吱吱吱钻头的声音让人想到就头皮发麻。没错!当牙医发现龋齿时,他们一般的操作方式就是钻出腐烂的部分,并用填充材料填充牙洞。

但即使你忍受了补牙的痛苦,时间长了,牙齿的填充材料也可能会失效脱落,很多人不得不再去看牙医。难道就没有能够让牙齿像指甲一样再生的技术?人家真的不想再去钻牙了呢……

牙齿有望像指甲一样再生?科学家们再造牙齿的细胞竟然来源于....

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牙齿再生技术已经成为可能

好消息来啦!近些年,的确有科学家们在深入研究牙齿再生的问题,并且还在技术上取得了很大的突破。

根据英国《每日电讯报》网站1月9日报道,伦敦大学国王学院的研究人员在研究中发现阿尔茨海默症患者正在使用的一种叫做Tideglusib的药物可以促进牙齿再生并修复龋洞,因为这种药物可以刺激牙髓中的干细胞,长出新的牙本质,即牙釉质以下的矿化物质。

实际上,牙齿能够再生也不是最近几年的发现。空军军医大学(第四军医大学)口腔医院赵铱民教授及其团队长期致力于口腔颌面部缺损修复的研究,再生医学也是他和其团队研究的重要方向。他介绍,自2000年首次发现牙髓干细胞以来,每年都有新的与口腔颌面组织相关的干细胞被发现,有很多研究机构认为,组织工程牙齿有可能成为人类第一个再生器官。

目前,美国国家牙科及颅面研究所已将牙组织工程列入其3个主要研究方向之一,并成立了相关研究机构。

赵铱民表示,目前已发现50多种基因、分子参与了牙胚发育的过程,并且科学家们已经在牙髓与牙根组织工程相关研究取得了一些突破性进展和成果,这些研究为牙髓、牙周膜、牙根再生及临床残根的保存治疗奠定了基础。

例如上文中提到的,Tideglusib药物能够刺激牙髓干细胞被发现以后,研究人员们随后研究发现,在牙髓因创伤或感染而暴露的情况下,牙本质原本就具有再生能力,但是其修复能力只局限于很小的区域,对于大的龋洞,还无可奈何,这是因为牙齿中一种名为GSK-3的酶会阻止牙本质持续生长。但Tideglusib却是这种酶的克星,能够对其起到抑制作,牙本质就可以更好更多地生长了。

科学家们已经证实,用一小块可生物降解的海绵浸透Tideglusib再置入龋洞,就可促进牙本质生长,并在6周内修复损伤。由于这种海绵是用胶原蛋白制成,它们可以逐渐溶解,也不会留在牙齿里。想想看……这是不是比补牙要好太多了呢。

与此同时,在对阿尔茨海默症患者的临床试验中,Tideglusib已被证实是安全的。因此,科学家认为,这种治疗方法或许很快就能用于牙科实践。但是目前,这项实验还仅在老鼠的牙齿上进行过,要被推广应用到广大口腔患者身上,还需要较长的时间。

另外,伦理道和和法律方面的障碍也是一个问题。因为该项技术必须要创造一种叫做牙原基(在生长最早阶段的牙齿)的东西,并将其植入到缺牙处,而要创造牙原基,就必须从人类胚胎中获取干细胞,但是这当前在伦理道德和法律方面都还是一个很大的问题。

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从尿液中提取干细胞培育出牙齿组织

牙齿有望像指甲一样再生?科学家们再造牙齿的细胞竟然来源于....

近些年,中国科学院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿也在带领研究团队进行再生牙齿的科研攻关。作为我国多功能干细胞与再生医学领域专家,多年来裴端卿和他的研究团队已经在利用人诱导多能干细胞获得成型器官领域获得了一些突破性的进展,2011年,他们决定利用尿液里的细胞再造一颗人类的牙齿,是不是有些不可思议?

但是,利用尿液的想法绝对不是空穴来风。此前科学家已经可以从尿液中获得稳定的诱导多能干细胞,并将其进一步分化成神经元、心肌细胞等不同的细胞类型,只是当时还不能利用诱导多能干细胞获得再生器官。

尿液再造牙齿属于成型组织的再造,比先前的细胞类型培养难度显然要大得多。但是裴端卿决定挑战一下,萌发这一想法的初衷是当时他刚好掉了一颗牙齿。

在经过不断的打击和失败以后,裴端卿团队终于找到了一个可行的办法。他们先把尿源来的多能干细胞先分化成比较重要的上皮细胞,而后让这个上皮细胞再结合,实际上这种办法也正是模拟了正常的牙齿发生发育过程中的上皮-间充质两种组织细胞间的相互作用,即首先通过将诱导多能干细胞分化为上皮样的膜状结构,再与小鼠牙胚间充质重组,所获得的重组样品在移植到免疫缺陷鼠体内后形成牙样结构。

实验3周以后,就成功在小鼠体内培育出了人类的成牙样组织。这些牙样结构具有人牙齿的正常结构,包括由上皮部分衍生获得的成釉细胞和牙釉质,以及由间充质部分发育而来的成牙本质细胞、牙本质、牙髓、牙骨质等结构。此外,这些牙样结构与正常人牙有相似的理化性质,包括硬度、弹性和化学组成成分。2013年7月30日,他们的相关成果在线发表于学术期刊《细胞再生》上,2015年5月18日,《自然·细胞生物学》杂志又在线发表了他们的新研究成果。

裴端卿认为,虽然该牙齿再生方法还存在一些问题,但未来可以通过人源间充质细胞的取代和培养体系的优化解决这些问题。这为今后实现再生牙齿临床个性化治疗奠定了重要基础。

十分重要的是,裴端卿使用的是诱导多能干细胞(iPS)技术,它具有胚胎干细胞的多能性,但是不涉及人类伦理问题,这为其未来的发展减少了很多伦理道德和法律方面的风险与麻烦。

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牙齿再生技术为患者服务还需要时日

牙齿有望像指甲一样再生?科学家们再造牙齿的细胞竟然来源于....

近些年,其他一些方式的牙齿再生技术也在探索之中。

比如,2003年,日本东京大学医学研究所的上田实教授等人从狗的腭骨中取出牙胚,然后从狗牙胚中提取了干细胞,他们将干细胞和胶原纤维一起培养之后,再植入狗的腭骨。20周以后,狗长出有釉质、象牙质、齿髓等组织的完整牙齿,经过检查确认,牙齿内部还存在血管和神经。

现在,纽约布法罗大学的科学家们还在探索一种更为激进的方式来实现牙齿再生。由该大学口腔生物学助理教授普拉文·奥洛尼领导的一个研究团队,正在测试使用低功率激光来刺激牙齿再生。

奥洛尼发现,直接在剩余的牙髓上照射激光,可以刺激牙髓中的干细胞产生新的牙本质。牙本质长出以后,尽管仍然需要加上盖子,但它可能要比填充物坚韧得多。

不过北京积水潭医院口腔科副主任医师徐小川博士对北京科技报 | 科学加客户端记者表示,目前口腔医学领域中的牙齿再生技术,还完全属于基础科学的范畴,真正应用到临床为广大口腔患者服务,还需要漫长的时日和过程

近些年,不时就可以看到部分口腔诊疗机构打出牙齿再生技术招揽顾客,实际上,多是一些宣传上的噱头,广大口腔患者在就诊时要小心上当受骗。

原广东省口腔医院副院长、拜博口腔IDDC(种植联合体)主席周磊多年来一直都活跃在我国口腔种植的一线,在未来相当长的时间里,种植义齿依旧是龋齿、缺牙这类口腔疾病最为重要的治疗方式。但是他也表示,口腔种植也不是万能的,并且当前还面临着一些难题。

比如有很多患者由于长期失牙,牙槽嵴萎缩严重,或者由于牙脱落前长期的慢性炎症导致了骨的吸收,而人工牙根需要位于骨内,就像一棵树需要足够的土壤才能稳固一样,需要足够的骨才能保证其稳固和承受咀嚼功能。虽然目前在牙种植前进行骨增量的方法和手段已经有了很大的进步,但治疗所需的时间较长,如何尽量加快骨再生的进程是目前的一个难点。

另外,人工牙根在植入骨内后,需要等待3~6个月的骨结合期,这也就是人工牙根在植入牙槽骨后的创伤愈合过程及新生骨与人工牙根结合的过程。虽然完成这个过程后再完成牙冠的修复并行使功能是一种可靠的治疗流程,但这对于多个牙缺失甚至是无牙颌患者来说,这么长的时间内没有牙齿,常常是难以耐受和接受的,这也常是影响到患者对种植修复接受程度的一个重要因素。

在未来有一天,如果牙齿再生技术进一步成熟完善,并真正进入到临床使用,则会彻底解决现在牙齿种植所存在的一些麻烦。这也是很多患者及牙医期待牙齿再生技术的重要原因。


tips:儿童换牙不是牙齿再生

在很多人的意识里,恒牙是儿童成长过程中后来再生出来的牙齿。但是徐小川表示,这是一个很大的错误。

牙齿有望像指甲一样再生?科学家们再造牙齿的细胞竟然来源于....

▲小孩换牙前的颅骨图(图片来源于网络)

实际上,儿童后来长出来的恒牙是随着乳牙一起长成的。研究已经发现,在生物进化过程中,人类只形成了一副乳牙胚和一副恒牙胚,一生中只换一次牙,故称为双牙列,也就是牙齿有根只能长出两次牙齿。科学家们发现,儿童后来长出来的牙齿也不是“再生”,其先前是乳牙和恒牙同时存在,换牙时乳牙脱落,那些原先藏在骨头里的恒牙就长了出来。并且不仅仅人类如此,其他哺乳动物也是如此。

有些中老年人还长新牙是怎么回事?

这些年,成年人牙齿不可再生的说法也让一些人感到疑惑,因为各种媒介平台上时不时就会出现一些中老年人长出新牙的说法。这又是怎么回事呢?北京积水潭医院口腔科副主任医师徐小川博士认为,在绝大多数情况下,中老年人冒出来的并不是新牙,它们依旧只是以前的牙齿而已。

一般而言,中老年人冒出来的牙齿主要有两种情况:

第一种是埋藏牙及阻生牙,这也就是被人们称之为“智齿”的第三磨牙及尖牙(虎牙),由于其萌出较晚,一般被其它牙齿占据了位置,不能顺利长出,埋藏于骨内,有的人直到老年牙齿部分或全部脱落后,这种牙齿的阻力被解除,才得以萌出。这种情况很容易被误认为又长出了新牙。实际上,这种“智齿”常常给很多人带来很大的麻烦,它的生长往往会导致牙痛和面部肿胀等,因此很多人不得不去医院进行拔牙处理。

第二种情况是多生牙。这种额外牙是指多于正常人牙齿数目的牙齿,它的形态常类似其发生所在的一组牙,只是略小而已,额外牙一般在正常时间内萌出,但也可能埋藏于颌骨内,直到老年时期待牙脱落后才萌出。



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