)生物工程牙
生物工程牙 ，也叫克隆牙或者牙组织工程(Tooth Tissue Engineering)系指利用体外和体内培养的手段从单细胞获得整个牙的组织工程手段。由于支持组织构造相似，“生物工程牙”应可以更方便地与牙列中剩余的其它自然牙共同支持固定修复体。
提问 编辑摘要
放置在小鼠上颌中的一个生物工程牙胚生物工程牙 ，也叫克隆牙或者牙组织工程(Tooth Tissue Engineering)系指利用体外和体内培养的手段从单细胞获得整个牙的组织工程手段。近年来，有关牙组织工程的研究取得了许多阶段性的成果，并显示出潜在的应用前景。
“生物工程牙”在受体内的发育萌出过程应尽量加快，萌出方向和高度应能很好的控制。萌出后应处于较稳定的位置状态，并应具备自然牙的代谢活力和感觉功能。由于支持组织构造相似，“生物工程牙”应可以更方便地与牙列中剩余的其它自然牙共同支持固定修复体。
如果“生物工程牙”能达到这些要求，则口腔修复专家可以利用现有修复材料、技术达到功能和美观方面的更好效果。“生物工程牙”将为口腔修复专业提供新的更广阔的舞台。作为口腔修复专科医师，有责任密切地关注“生物工程牙”技术的发展并积极地表达自己一的期望。
基因工程学基因工程学的发展，使人们设想构造“生物工程牙”以修复牙齿缺失。理论上，这并不是不可实现的梦想。干细胞的研究，生殖性克隆的成功，均使人们看到了希望。中国学者报告在裸鼠背上培育出“人造耳”，2002年10月，美国学者报告将接种有猪牙胚组织细胞，并具有牙齿形状的生物降解聚合物框架植于鼠颌骨中，20周以后观察到有具备了牙釉质、牙本质组织结构的牙胚的生成。美国学者预测，这项技术有可能在今后5-10年内得到应用。但在复习了相关的文献，并根据临床实际判断，要达到将“生物工程牙”应用于临床，还有许多实际问题有待解决。
美国国家牙科及颅面研究所（National Institute of Dental and Craniofacial Research，NIDCR）已将牙的组织工程列入2003—2008 5年计划中的3个主要方向之一。依托研究所建立的公司如Dentigenix(已被义或嘉一伟瓦登特公司收购)和Odontis的出现，能为相关的研究提供更多的支持。日本的日立公司(Hitachi)宣布主要投资建设在日本东京大学的研究所从事牙干细胞研究，目标是在2007年前生产出市场化的牙干细胞供临床医师使用。这些动态表明越来越多的学者从事此领域的研究及巨大的商业潜力。
大鼠牙胚组织发育过程中2002年10月的Journal of Dental Research发表了哈佛大学C.S.Young等的最新成果：在可生物降解聚合物框架上以组织工程学方法构筑复合牙体结构（Tissue engineering of complex tooth structures on biodegradable polymer scaffolds）。该研究小组将猪第三磨牙牙胚碎解为细胞团块（最大为100~200ul含有20~30个细胞的小碎块）悬液，接种至牙齿形状的可生物降解聚合物框架上。将此框架植入宿主鼠20~30周之后，进行组织学、免疫组织学、激光捕获微分切和反转录（Laser—capture Microdissection and Reverse—transcription）/聚合酶链反应（Polymerase Chain—reaction）观察分析。结果表明，该研究成功地建造了可分辨的牙齿结构， 显示了与自然牙相类似的细胞构造和适当的蛋白质结构。此“生物工程牙”具有清晰的冠、根、髓腔形态，牙尖和根尖可以辨认。观察到具明确组织特征的成牙本质细胞、前期牙本质和牙本质，并包含有形态正确的，由星网状结构、层状中间体、成釉细胞和牙釉质组成的成釉器。此外，还显现了可认为是Hertwig氏根鞘上皮的组织结构。
尽管牙本质和骨在组成物质上相似（70%羟基磷灰石和30%有机物），在组织学方面却表现出细胞和形态学的明显区别。单个的骨细胞在骨模板中分泌并作为骨细胞而存在着，显示为小柱状。与此相应，成牙本质细胞始终处于髓腔周缘而形成牙本质，向牙本质模板伸出细胞突。在20周、25周和30周龄的生物工程建造的牙组织中，清晰地见证了牙本质小管和未骨化的骨组织结构。此外柱状排列的成牙本质样细胞在形成中的牙本质附近出现，这些细胞具有特征性的突起辐射到并且穿过牙本质组织。这些形态特征，以及同时出现的蛋白质标记的骨胶元I型免疫学阳性反应，骨涎蛋白（BSP）、涎磷蛋白（DSPP）表达等，有力地支持了成牙本质细胞和牙本质在生物工程合成牙齿中的出现。
牙齿胚胎牙齿胚胎发育，是有关的各种生长因素信号作用的累积结果。初始的分子信号作用于牙上皮，诱导其附近的牙间充质基因表达。在牙齿发育的全过程中，在上皮和间充质之间有交互的信号作用，依牙齿在颌弓中的位置而形成特定的大小和形状。在此发育进程中牙间充质分化为牙髓和牙本质，同时上皮釉器官形成牙釉质。
生物工程合成牙齿的努力已经进行了数十年，早期的工作包括在机体内异位和机体外实现移植牙胚的生长，较近期的工作则致力于从分化中的牙髓干细胞重建牙齿。以往研究表明，可以从牙髓细胞衍生建造包含牙本质和延髓的类似牙体组织。但这些研究工作，未能建造由上皮组织衍生的牙釉质。
在25周龄和30周龄生物工程未钙化牙组织出现的釉质结构和免疫抗体反应，与对照组的猪牙釉质很接近。在30周龄的生物工程合成牙组织，可见釉质覆盖于牙尖部位，有如在自然牙冠所见，这些釉质是成熟的，不含蛋白质。
组织学，免疫组织化学和分子学的证据表明，该研究成功地合成了近似于自然发育中牙齿的生物工程合成牙冠，代表了组织工程学方法生成牙齿结构的最前言成果。但值得注意的是，此生物工程合成牙齿的尺寸相当小（2mm×2mm），并未达到框架的形状和尺寸。为此，C.S.Young等的研究小组目前正在研究牙上皮一间充质细胞和细胞—框架之间在生物工程牙结构中的作用是优先进行的课题。
健康牙齿终极目标—重建完整自然牙 除了前述基因工程技术安全性和伦理方面的普遍考虑外，理想的“生物合成牙”应该具备已被人们普遍接受的外观形态，也具备咀嚼功能负荷所要求的组织学、解剖学特征，还需要与口腔中尚存在的其它自然牙相协调，并且具备自然牙的感觉功能。牙齿的发育过程，受到复杂的基因调空，其解剖组织结构适宜于承受很大的功能负荷。高度钙化的牙釉质非常耐磨，釉小柱的排列方向使其能抵抗功能性外力而不易折断。牙本质、牙骨质在一生中持续不断地沉积以补偿磨损磨耗。
牙周组织以特殊的“悬吊结构”使牙齿的受力大多转化为有利于成骨的牵拉作用力。牙周组织中的感受器敏感地获知牙齿的受力情况并向中枢发放传入冲动，引发相应的肌肉反馈收缩活动以调空力度和运动防线。牙齿在一生中持续不断的萌出及移动，以适应口腔各方向条件的变化。牙齿的咬合关系有可能对颅颌系统甚至全身的生理、心理状况产生影响。在一定程度上牙齿的形态、色泽、排列、唇齿关系成为一个人外观和自我形象的标识，口腔修复专家希望自然牙的这些特质都能够在是生物工程牙得到实现。
自然牙齿从牙胚发育萌出，成为完整牙齿所需的时间过程长达数年。人们很难接受这样漫长的修复治疗过程，口腔修复专家希望生物工程牙能很快完成“发育萌出”，其循环带和组织形态改变应始终得到高度控制。
阶段性目标—构建修复的基础 设计可生物降解聚合物框架，其根方形态应适应颌骨解剖结构，其冠方形态应方便作进一步修饰以满足功能和容貌的需要。接种有关细胞后的框架植入颌骨适当部位，创伤应比现有的种植体植入手术小，且在生长过程中能与受体牙槽骨的互动改建，从而减少植骨、上颌窦提升等复杂创伤大的外科手术。
培养12d后的牙胚英国《新科学家》杂志报道：伦敦皇家学院教授保罗·夏普在实验室已成功地把干细胞培养出了发育未全的老鼠牙。他说：下一步目标是将牙齿的芽体植入动物口内，让其生长中的牙齿的神经和供血系统自行附着，在牙龈上生根发育，牢固生长。夏普教授对这项研究的前景非常乐观，他甚至计划成立一个公司，把这项技术研究成果推向市场。他说：首先要从牙病患者身上取出干细胞进行培养，然后按照具体要求植入口腔，牙齿就会自行生长。
该项研究成果仍处于初级阶段，但只要不断发展，再过十年牙科医生就有可能为病人植入新牙。牙齿是由多种组织组成的，其中包括坚硬的牙质和又薄又硬的珐琅质，因此用干细胞生成新牙可能非常不容易，另外，干细胞又是一种“未编程序的母细胞”，可植入各种不同组织，它们也可在实验室里生成新牙。从这个角度讲，研究人员认为用生物工程手段在实验室获得“货真价实”的真牙将会为时不远。
牙科疾病如果你因衰老或外伤掉了一颗牙齿，或许再也用不着让牙医为你制作假牙或植牙了。日前日本科学家发明了一种方法，能够利用生物工程使成年人长出新的牙齿。迄今为止，这项技术仅仅对于小鼠适用，但是专家预测，有朝一日人类将因此而获益。
所有的迹象都表明，这些牙齿的功能与真的牙齿没有什么区别。研究人员报告说，它们具有牙根、牙髓，以及普通牙齿的外部珐琅质，并且很硬。除此之外，与植入的牙齿不同的是，再生的牙齿发育出了牙周的韧带，从而与普通的牙齿一道连接在支撑的骨骼上，并与神经纤维连接在一起，这样便能够感知咀嚼的压力以及其他压力。Tsuji表示：“我们毫无疑问地证明了对组织胚种细胞进行生物工程处理能够培育出功能健全的组织。”
2．英国国王大学：该大学GKT牙科研究所Paul Sharpe教授领导的研究小组在2004年利用小鼠胚胎牙上皮和不同来源的间充质及骨髓干细胞重组，并再植入小鼠体内获得了牙结构；
3．法国路易巴斯德大学和中国首都医科大学口腔医学院：由Herve Lesot高级研究员和王松灵教授领导的法中联合研究小组于2004年利用小鼠胚胎牙上皮和间充质细胞，于体外重组培养获得了牙结构。
以上3个研究小组使用的都是动物模型，而对于人体的牙体组织工程，NIDCR的华人学Songtao Shi领导的研究小组先后发现了牙髓和牙周干细胞。虽然这些细胞的细胞学行为还有待于进一步的分析解释和证明，其发现仍为利用成体干细胞进行人体牙组织工程提供了很好的基础。
