甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质生物活性支架的制备及性能

背景:牙髓-牙本质再生一直是近几年研究的热点及难点,构建复合生物支架材料为牙髓-牙本质再生提供了新的思路与方法。目的:观察甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质支架对人牙髓干细胞增殖、迁移与成骨分化的影响。方法:将不同质量的经处理牙本质基质分散至甲基丙烯酸酐改性明胶溶液中,使甲基丙烯酸酐改性明胶与经处理牙本质基质的质量比分别为2∶1、1∶1、1∶2,采用冷冻干燥法制备甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质支架,检测支架的微观形貌、吸水率及机械性能。采用不同质量比的支架浸提液、DMEM培养基(对照组)分别培养人牙髓干细胞,检测细胞增殖与迁移情况。采用不同质量比的支架浸提液+成骨诱导液、DMEM培养基+成骨诱导液(对照组)分别培养人牙髓干细胞,碱性磷酸酶染色分析成骨能力。结果与结论:①扫描电镜下可见3组支架均具有多孔结构,随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,支架的孔隙率升高,组间两两比较差异有显著性意义(P<0.05);随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,支架的吸水率升高,组间两两比较差异有显著性意义(P<0.05);随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,支架的抗压强度、剪切强度增大。②CCK-8检测显示培养3,5,7 d,2∶1、1∶1、1∶2支架组细胞增殖吸光度值均高于对照组(P<0.05),并且随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,细胞增殖吸光度值升高(P<0.05);细胞划痕实验显示2∶1、1∶1、1∶2支架组细胞迁移率均大于对照组(P<0.05),并且随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,细胞迁移率增大(P<0.05)。③碱性磷酸酶染色显示,2∶1、1∶1、1∶2支架组细胞成骨分化能力均强于对照组,并且随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,细胞成骨能力增强。④结果表明,甲基丙烯酸酐改性明胶与经处理牙本质基质质量比为1∶2的支架最适合牙髓干细胞的增殖与分化。

负载骨形态发生蛋白2水凝胶诱导牙髓干细胞的成骨分化

背景:前期研究证明,甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质复合水凝胶支架可促进人牙髓干细胞的增殖及分化。水凝胶负载骨形态发生蛋白2被认为是骨修复中有前景的材料。目的:观察负载不同质量浓度骨形态发生蛋白2的甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质复合水凝胶对人牙髓干细胞成骨向分化的诱导作用。方法:制备含0,50,100,200μg/mL骨形态发生蛋白2的甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质复合水凝胶,分别记为GelMA/TDM、BMP-2(50 ng/mL)GelMA/TDM、BMP-2(100 ng/mL)GelMA/TDM、BMP-2(200 ng/mL)GelMA/TDM,检测复合水凝胶对骨形态发生蛋白2的体外缓释性能。采用改良组织块酶消化法提取人牙髓干细胞,分别接种于4种水凝胶表面,采用CCK-8法检测细胞增殖,DAPI染色检测细胞黏附;对各组水凝胶表面的人牙髓干细胞进行成骨诱导,进行碱性磷酸酶染色、碱性磷酸酶活性检测与茜素红染色,采用RT-PCR法检测相关成骨基因(Runx2、骨形态发生蛋白2、骨桥蛋白、骨钙素、Ⅰ型胶原)表达。结果与结论:①甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质复合水凝胶可持续释放骨形态发生蛋白2长达21 d,在第3-6天释放较快,第6天之后释放趋于平稳;②4种水凝胶均可促进人牙髓干细胞的增殖,其中以BMP-2(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶的作用最明显;相较于GelMA/TDM复合水凝胶,BMP-2-GelMA/TDM复合水凝胶可促进人牙髓干细胞的黏附,其中以BMP-2(200 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶的作用最明显;③相较于GelMA/TDM复合水凝胶,BMP-2-GelMA/TDM复合水凝胶可提升碱性磷酸酶活性、钙结节含量与相关成骨基因表达,综合分析显示BMP-2(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶的作用更明显;④结果表明,BMP-2(100 ng/mL)-GelMA/TDM复合水凝胶促进牙髓干细胞成骨向分化的能力更明显。

牙髓-牙本质复合体再生的影响因素及其生物学策略

再生性牙髓治疗利用组织工程方法修复缺损牙本质和牙髓组织,再生具有正常生理功能的牙髓-牙本质复合体,以期恢复牙髓的血管神经化和免疫功能并重建管样牙本质。显著影响再生性牙髓治疗效能的因素包括干细胞、生物信号分子和生物支架材料。根据是否来自牙源性组织,干细胞可分为牙源性干细胞(如牙髓干细胞)和非牙源性干细胞(如骨髓间充质干细胞)。鉴于干细胞具有倾向分化为其原始来源组织的特性,牙源性干细胞在再生性牙髓治疗中展现出一定优势。联合应用多种信号分子并通过激活信号转导通路如Wnt/β-catenin、BMP/Smad,对改善干细胞迁移、增殖、成牙本质细胞分化和血管神经再生潜能发挥关键作用。适用于再生性牙髓治疗的生物支架材料包括自然来源材料和人工合成材料,人工合成材料应模仿天然组织进行生物仿生修饰,以营造适宜的再生微环境并实现对信号转导通路的时空调控。牙髓-牙本质复合体再生的真正实现有赖于干细胞移植和干细胞归巢两大策略。干细胞归巢策略因可避免干细胞的体外分离和培养而在临床操作上更具优势,但如何提高干细胞归巢成功率并促进其增殖和分化以实现牙髓-牙本质复合体真正再生仍有待解决。本文介绍了诱导牙髓-牙本质复合体再生的影响因素,探讨其科学、可行的生物学策略,并展望再生性牙髓治疗未来的研究方向,以期为再生性牙髓治疗临床转化和推广应用提供参考。

壳聚糖基水凝胶在口腔组织工程中的应用

牙髓炎、牙周炎、颌骨缺损及颞下颌关节损害是临床常见的口腔颌面部疾病,然而传统治疗手段无法有效恢复受损组织的结构和功能。因具有良好的生物相容性、生物降解性、抗氧化性、抗炎活性和广谱抗菌性,壳聚糖基水凝胶在口腔组织工程领域展现出广阔的应用前景。季铵化、羧甲基化、磺化是改善壳聚糖基水凝胶理化性质及生物学功能常见的化学修饰策略,通过携载多孔性微球或纳米颗粒构建水凝胶复合体系能实现多种药物或生物活性因子的局部序贯递送,为实现缺损组织有序再生奠定坚实基础。化学交联法常用于制备不可逆永久性壳聚糖凝胶,而物理交联法有助于形成可逆性凝胶网络。作为适宜的生物支架材料,目前多种壳聚糖基水凝胶协同干细胞、生长因子或胞外体移植已应用于口腔软硬组织缺损再生修复的探索中,并在促进牙髓-牙本质复合体、牙骨质-牙周膜-牙槽骨复合体、颌骨再生和软骨再生方面获得显著进展。然而,壳聚糖基水凝胶的临床转化应用仍面临诸多挑战。未来可致力于开展基于口腔内复杂微环境的体内研究,并将壳聚糖基水凝胶与多种不同的活性因子、生物材料和先进生物制造技术相结合以实现多层次全面口腔组织再生。

原发性牙根纵裂的诊疗研究进展

原发性牙根纵裂是指非根管治疗相关的牙齿发生的牙根垂直向折裂。原发性牙根纵裂可表现出不典型的牙髓病或牙周病症状体征,临床上易误诊漏诊,错过正确的治疗时机有时会造成严重的局部骨质缺损,为后期修复增加难度和风险。而使患者接受了一些非必要的治疗,可能还会引起一些本可避免的医疗纠纷。本文查阅近年来的相关研究,总结归纳原发性牙根纵裂的病因机制、诊断及治疗方法,以期为早期诊断和治疗提供参考。