作者：宋戈，姜力銘，陳旭，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·附屬口腔醫(yī)院兒童口腔科

全脫出牙齒再植后理想的愈合方式為牙周膜愈合，但大多數(shù)全脫出牙由于保存方式不當(dāng)、體外暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等原因極易造成牙周膜的廣泛損傷甚至壞死，再植后可能出現(xiàn)牙齒固連、炎癥性吸收或替代性吸收等并發(fā)癥。再生或重建牙周膜是實(shí)現(xiàn)全脫出牙齒牙周膜愈合的必要條件。

隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，以干細(xì)胞為基礎(chǔ)的組織工程技術(shù)為全脫出牙齒的治療提供了新的方向和思路。組織工程技術(shù)包括3個(gè)要素，即種子細(xì)胞、生長(zhǎng)因子和支架材料，其作用方式主要分為無(wú)細(xì)胞性組織再生和細(xì)胞性組織再生。本文將對(duì)2種作用方式在全脫出牙齒牙周膜再生中的研究與應(yīng)用進(jìn)展做一綜述。

1.無(wú)細(xì)胞性組織再生

無(wú)細(xì)胞性組織再生是指通過(guò)生物信號(hào)分子，調(diào)節(jié)體內(nèi)固有干細(xì)胞的活性、增殖、遷移、分化，進(jìn)而誘導(dǎo)內(nèi)源性修復(fù)，或通過(guò)細(xì)胞歸巢募集內(nèi)源性干細(xì)胞到達(dá)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行組織再生。牙齒全脫出時(shí)，損傷的牙槽窩內(nèi)壁、牙根表面余留部分干細(xì)胞，在體內(nèi)微環(huán)境及多種細(xì)胞因子的調(diào)控下，可經(jīng)細(xì)胞歸巢作用聚集于牙周缺損區(qū)域參與組織再生與修復(fù)。細(xì)胞因子可以通過(guò)改變干細(xì)胞活性及增殖分化遷移特性來(lái)控制其功能進(jìn)而引導(dǎo)組織再生，支架材料為干細(xì)胞提供了黏附、遷移、增殖分化的表面和空間，進(jìn)而促進(jìn)新組織形成。

1.1細(xì)胞因子的應(yīng)用

1.1.1成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2

成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2（fibroblastgrowthfactor-2，F(xiàn)GF-2）又稱堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（basicfibroblastgrowthfactor，bFGF），是一種主要由成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞分泌并具備多種生理功能的肝素結(jié)合蛋白，能促進(jìn)未分化外胚層細(xì)胞的遷移和增殖，并對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞具有促血管形成和促有絲分裂作用。研究發(fā)現(xiàn)，在牙周膜再生的起始階段，F(xiàn)GF-2為牙周膜細(xì)胞（periodontalligamentcells，PDLCs）的增殖提供理想的環(huán)境，顯著促進(jìn)PDLCs遷移至損傷區(qū)域并增殖分化。

Yu等建立犬的牙齒全脫出動(dòng)物模型，組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)再植牙牙根表面應(yīng)用FGF-2能再生牙周膜樣和牙骨質(zhì)樣組織，對(duì)照組則出現(xiàn)了不同程度的牙齒固連，表明FGF-2能有效促進(jìn)全脫出牙的牙周膜及牙骨質(zhì)的再生。Tuna等將bFGF或釉基質(zhì)蛋白衍生物應(yīng)用于比格犬牙再植的研究，發(fā)現(xiàn)bFGF能在牙周膜間隙內(nèi)形成結(jié)締組織并阻止牙根吸收，而釉基質(zhì)蛋白衍生物雖能改變牙根表面局部環(huán)境但對(duì)PDLCs的誘導(dǎo)作用有限，未形成結(jié)締組織卻表現(xiàn)出替代性吸收。

1.1.2間充質(zhì)細(xì)胞衍生因子和骨形態(tài)發(fā)生蛋白7

間充質(zhì)細(xì)胞衍生因子（stromalcell-derivedfactor-1，SDF1）是一種CXC類趨化因子，能結(jié)合間充質(zhì)干細(xì)胞表面的G蛋白受體CXCR4，在組織損傷中募集體內(nèi)間充質(zhì)干細(xì)胞到達(dá)損傷區(qū)域進(jìn)行組織或器官修復(fù)。骨形態(tài)發(fā)生蛋白7（bonemorphogeneticprotein-7，BMP-7）是一類具有異位成骨能力的細(xì)胞因子，能夠在成骨分化和成磷酸化中誘導(dǎo)成骨/成牙本質(zhì)基因表達(dá)從而再生骨及牙骨質(zhì)，對(duì)牙髓細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞的礦化均有重要作用。

Kim等將攜帶SDF1和BMP-7的膠原注入牙齒模型內(nèi)，再植入鼠牙槽窩，研究無(wú)細(xì)胞移植中SDF1和BMP-7對(duì)內(nèi)源性細(xì)胞的作用，9周后發(fā)現(xiàn)新生骨和牙周膜樣組織長(zhǎng)入牙根表面和框架內(nèi)部，新生骨組織內(nèi)可觀察到骨小梁和成骨細(xì)胞，新生牙周膜樣組織內(nèi)可見(jiàn)成纖維樣細(xì)胞和膠原樣結(jié)構(gòu)。另有學(xué)者報(bào)道，在犬的全脫出牙齒模型上，將攜帶SDF1和BMP-7的膠原植入牙槽窩中，6個(gè)月后形成了牙周膜樣組織，包含梭形細(xì)胞、毛細(xì)血管和膠原纖維，并且嵌入牙骨質(zhì)和牙槽骨表面。表明SDF1和BMP7可募集內(nèi)源性細(xì)胞遷移至牙周區(qū)域進(jìn)而重建牙周膜樣組織。

1.1.3血小板源生長(zhǎng)因子

血小板源生長(zhǎng)因子（plateletderivedgrowthfactor，PDGF）是血小板α顆粒中的堿性蛋白質(zhì)，由血小板趨化到受損部位的巨噬細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞分泌。體外實(shí)驗(yàn)表明，PDGF在牙周膜細(xì)胞增殖、趨化和膠原蛋白形成中有重要作用。Noda等將PDGF應(yīng)用于比格犬牙再植的研究，發(fā)現(xiàn)4周后牙根表面有牙周膜樣組織和牙骨質(zhì)形成，8周后膠原纖維嵌入到新生的牙骨質(zhì)和牙槽骨中。

1.1.4骨髓基質(zhì)細(xì)胞條件培養(yǎng)基

骨髓基質(zhì)細(xì)胞條件培養(yǎng)基（bonemarrowstromalcellconditionedmedium，BMSC-CM）內(nèi)含多種細(xì)胞因子，其創(chuàng)造的微環(huán)境能夠誘導(dǎo)牙髓細(xì)胞成骨或成牙本質(zhì)分化，促進(jìn)牙骨質(zhì)形成。Al-Sharabi等建立小鼠全脫出牙齒延遲再植的動(dòng)物模型，將BMSC-CM注入牙槽窩內(nèi)，發(fā)現(xiàn)BMSC-CM能誘導(dǎo)牙周膜細(xì)胞增殖并促進(jìn)血管周干細(xì)胞遷移分化進(jìn)而再生牙骨質(zhì)，同時(shí)降低破骨細(xì)胞活性從而減少牙根吸收。

1.2支架材料的應(yīng)用

1.2.1富血小板纖維蛋白

富血小板纖維蛋白（platelet-richfibrin，PRF）是一種富含細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的自體生物材料。PRF能夠在局部持續(xù)釋放大量生長(zhǎng)因子，誘導(dǎo)內(nèi)源性細(xì)胞遷移到損傷部位，并具備良好的纖維蛋白空間結(jié)構(gòu)，為干細(xì)胞提供理想的細(xì)胞支架和適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，同時(shí)PRF中大量的白細(xì)胞能起到抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用，模擬生理性缺損愈合和組織修復(fù)進(jìn)程。

PRF對(duì)牙周膜干細(xì)胞（periodontalligamentstemcells，PDLSCs）的增殖、黏附和遷移作用明顯。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PRF能持續(xù)釋放可溶性細(xì)胞因子，將PDLSCs接種到PRF表面時(shí)，PDLSCs能夠立即牢固地黏附到纖維表面，共培養(yǎng)1周后形成細(xì)胞骨架，細(xì)胞偽足擴(kuò)展到PRF的表面和三維結(jié)構(gòu)內(nèi)部。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PRF能促進(jìn)PDLSCs成纖維分化。將PRF應(yīng)用于比格犬前牙延遲再植的研究，8周后觀察到有效的牙周愈合。

1.2.2透明質(zhì)酸

透明質(zhì)酸（hyaluronicacid，HA）是一種非硫酸化黏多糖，是牙周膜基質(zhì)的基本成分，在細(xì)胞黏附、遷移和分化中均有重要作用，在牙周膜再生中有巨大潛力。2017年，F(xiàn)ujiokakobayashi等將人牙周膜細(xì)胞接種到HA培養(yǎng)基上，發(fā)現(xiàn)其能保持牙周膜細(xì)胞活性并促進(jìn)其增殖，且不會(huì)引起MMP-2和IL-1等炎癥因子的表達(dá)，HA單獨(dú)作用時(shí)能抑制成骨相關(guān)基因表達(dá)，但與成骨分化培養(yǎng)基共同作用時(shí)其成骨分化顯著提高。

2.細(xì)胞性組織再生

組織工程技術(shù)核心是干細(xì)胞。細(xì)胞性組織再生（cell-basedtissueregeneration）是指應(yīng)用間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行組織再生，包括局部組織內(nèi)殘存的活性干細(xì)胞、自體干細(xì)胞移植、體外培養(yǎng)擴(kuò)增的干細(xì)胞移植等。應(yīng)用組織工程技術(shù)進(jìn)行全脫出牙齒牙周膜再生的細(xì)胞源包括PDLSCs、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bonemarrowmesenchymalstemcells，BMMSCs）、脂肪干細(xì)胞（adiposestemcells，ASCs）和PDLCs等。

2.1牙周膜干細(xì)胞

Dangaria等將牙髓干細(xì)胞、根尖牙乳頭干細(xì)胞和PDLSCs分別接種到羥基磷灰石表面觀察其牙周再生潛能，發(fā)現(xiàn)PDLSCs組骨膜蛋白含量明顯高于其他2組，且成脂和成骨分化潛能也較高，表明PDLSCs在牙周再生中具有明顯優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，有學(xué)者建立犬的全脫出牙齒延遲再植的動(dòng)物模型，將攜帶犬自體PDLSC的PRF與全脫出牙齒再植入牙槽窩內(nèi)，術(shù)后8周組織學(xué)觀察可見(jiàn)牙根-牙周膜-骨復(fù)合體，新形成的牙周膜樣結(jié)構(gòu)嵌入牙槽骨和牙根之間，形成了更有效的牙周膜愈合，并減少了牙齒固連和炎癥。

2016年，Wang等用牙本質(zhì)基質(zhì)和羥基磷灰石/磷酸三鈣組成環(huán)狀結(jié)構(gòu)模擬牙周空間，植入裸鼠背部模擬體內(nèi)環(huán)境，研究PRF結(jié)合PDLSCs和頜骨間充質(zhì)干細(xì)胞（jawbone-derivedmesenchymalstemcells，JBMSCs）對(duì)牙周組織再生的作用，發(fā)現(xiàn)2種類型的種子細(xì)胞具有不同的增殖分化趨勢(shì)，PDLSCs傾向于形成牙周膜樣組織，JBMSCs傾向于形成骨樣組織。

2.2骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞

有學(xué)者將體外擴(kuò)增的GFP陽(yáng)性小鼠的BM-MSCs注入到小鼠牙周缺損區(qū)，術(shù)后3周出現(xiàn)骨、牙骨質(zhì)和牙周膜組織新生，且其新形成的牙周纖維束垂直插入牙骨質(zhì)，表明新生的牙周膜具有一定功能性。最近有文獻(xiàn)報(bào)道將體外培養(yǎng)的JBMSCs和PDLSCs團(tuán)塊接種到鈦表面，再分別異位或原位移植到裸鼠和小型豬體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)再生大量規(guī)律排列的高密度牙周膜樣膠原纖維并沉積礦化基質(zhì)。JBMSCs通過(guò)持續(xù)釋放細(xì)胞因子以非直接接觸的方式誘導(dǎo)PDLSCs黏附到鈦表面，并促進(jìn)其成骨分化，重建再生微環(huán)境進(jìn)而調(diào)控PDLSCs的功能促進(jìn)牙周膜再生。

2.3脂肪干細(xì)胞

ASCs能分泌具有免疫調(diào)節(jié)功能的營(yíng)養(yǎng)因子，刺激內(nèi)源性細(xì)胞增殖從而實(shí)現(xiàn)組織再生，并可通過(guò)IL-6、TNF-α表達(dá)實(shí)現(xiàn)抗炎作用。2016年，Demirel等將ASCs用于大鼠牙再植，發(fā)現(xiàn)ASCs能減少牙齒固連和炎癥性吸收，在牙骨質(zhì)和牙槽骨之間再生新的牙周膜。

2.4牙周膜細(xì)胞

除上述干細(xì)胞之外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)單獨(dú)應(yīng)用PDLCs亦可促進(jìn)牙周膜的再生。Wang等將犬自體PDLCs與藻酸鹽凝膠復(fù)合，1個(gè)月后將PDLC和全脫出牙齒重新植入牙槽窩中，2個(gè)月后組織學(xué)上發(fā)現(xiàn)新生牙骨質(zhì)、牙周膜、牙槽骨樣結(jié)構(gòu)，而單獨(dú)應(yīng)用藻酸鹽凝膠組則出現(xiàn)牙齒固連。有學(xué)者報(bào)道將犬牙周膜細(xì)胞膜片包裹在全脫出牙的牙根表面再植入牙槽窩內(nèi)，8周后組織學(xué)上發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜片組88%形成了理想的牙周膜愈合，牙周膜和牙骨質(zhì)再生，再生的牙周膜膠原纖維濃密并插入骨和牙骨質(zhì)中，高表達(dá)Ⅲ型膠原，Ⅰ型膠原及纖維連接蛋白；而對(duì)照組愈合率僅為5.3%。

3.小結(jié)

關(guān)于全脫出牙齒的牙周膜再生，細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得了很多進(jìn)展，但作用機(jī)制和應(yīng)用方式還需進(jìn)一步研究，尚缺乏相關(guān)臨床試驗(yàn)。盡管如此，利用組織工程技術(shù)促進(jìn)牙周膜再生具有廣闊前景，選擇合適的支架材料、生長(zhǎng)因子以及種子細(xì)胞仍是今后研究的重點(diǎn)。

來(lái)源：宋戈,姜力銘,陳旭.全脫出牙齒牙周膜再生研究進(jìn)展[J].中國(guó)實(shí)用口腔科雜志,2018(03):186-189.