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实验室培养牙齿或改变牙科未来


据美国《大众科学》月刊网站4月15日报道,研究人员正接近于取得一项突破,有朝一日可能改变牙科学中最常见的做法之一:填充。伦敦大学国王学院的一个团队以去年底发表在《美国化学学会·大分子通讯》上的研究成果为基础,正在研究用人类细胞在实验室培养替代牙齿和填料的方法。

自从人类有了牙齿,就一直在忍受蛀牙之苦,但数千年来,基本补救方法基本上保持不变。

至少可追溯至1.3万年前的证据表明,在旧石器时代,人们以沥青、植物纤维甚至毛发的混合物为填料,使之附着在牙齿内壁上。

大约6500年前,在如今的斯洛文尼亚地区,补救措施涉及蜂蜡填料,(古罗马的)老普林尼在其《自然史》中也提到了类似措施。

如今的牙科填料可由合金、汞合金和复合树脂等多种合成材料组成。但说到底,填料就是填料——它们仍可能带来问题。

伦敦大学国王学院的张学晨(音)说:“填充不是修复(牙齿)的最佳方案。随着时间推移,它们会削弱牙齿结构。它们寿命有限,可能导致牙齿蛀得更厉害或更敏感。”更彻底的治疗方法,如植入,也可能导致更多并发症,而且需要将精确制作的假体附着在牙槽骨上。

张学晨及其同伴这些年来一直试图利用类器官在实验室中培养人类牙齿,但在试图引导细胞相互交流时经常遇到无法克服的问题。如果不能“告知”彼此需要形成牙齿细胞,那么类器官根本无法生长。

不过,张学晨的团队在与英国帝国理工学院的专家合作后发现了一个解决方案。

问题在于,他们的目标细胞此前试图同时发出所有信号,就好像它们在同时彼此呼喊。通过将小鼠细胞悬浮在用改性水凝胶专门制成的三维基质中,这些细胞会调整其释放信号的速度,并正确地传达牙齿生成计划。

张学晨解释说:“这种新材料会随着时间推移缓慢释放信号,复制人体中发生的情况。”

现在,在有可能用经生物工程改造的小鼠干细胞制造出牙齿的情况下,研究人员正着手研究把未来的人类版本(人造牙齿)植入口腔的最佳方法。就整牙替换而言,备选方案可能包括将在实验室培养的年轻细胞直接移植到原本牙齿的位置,然后将其培养成一颗全新的牙齿。另一种方案是在实验室中培养出整颗牙齿,待准备就绪就像使用天然植入物一样进行移植。

张学晨说:“实验室培养的牙齿会自然再生,像真牙一样与颌骨结合。它们更坚固、更持久,不受排异风险影响,提供了比填充或植入更持久、更具生物兼容性的解决方案。”(编译/裘芳)