作者：宋戈，姜力銘，陳旭，中國醫科大學(xué)口腔醫學(xué)院·附屬口腔醫院兒童口腔科

全脫出牙齒再植后理想的愈合方式為牙周膜愈合，但大多數全脫出牙由于保存方式不當、體外暴露時(shí)間過(guò)長(cháng)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)現全脫出牙齒牙周膜愈合的必要條件。

隨著(zhù)組織工程技術(shù)的發(fā)展，以干細胞為基礎的組織工程技術(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，即種子細胞、生長(cháng)因子和支架材料，其作用方式主要分為無(wú)細胞性組織再生和細胞性組織再生。本文將對2種作用方式在全脫出牙齒牙周膜再生中的研究與應用進(jìn)展做一綜述。

1.無(wú)細胞性組織再生

無(wú)細胞性組織再生是指通過(guò)生物信號分子，調節體內固有干細胞的活性、增殖、遷移、分化，進(jìn)而誘導內源性修復，或通過(guò)細胞歸巢募集內源性干細胞到達目標區域進(jìn)行組織再生。牙齒全脫出時(shí)，損傷的牙槽窩內壁、牙根表面余留部分干細胞，在體內微環(huán)境及多種細胞因子的調控下，可經(jīng)細胞歸巢作用聚集于牙周缺損區域參與組織再生與修復。細胞因子可以通過(guò)改變干細胞活性及增殖分化遷移特性來(lái)控制其功能進(jìn)而引導組織再生，支架材料為干細胞提供了黏附、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細胞因子的應用

1.1.1成纖維細胞生長(cháng)因子-2

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

Yu等建立犬的牙齒全脫出動(dòng)物模型，組織學(xué)觀(guān)察發(fā)現再植牙牙根表面應用FGF-2能再生牙周膜樣和牙骨質(zhì)樣組織，對照組則出現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)蛋白衍生物應用于比格犬牙再植的研究，發(fā)現bFGF能在牙周膜間隙內形成結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PDLCs的誘導作用有限，未形成結締組織卻表現出替代性吸收。

1.1.2間充質(zhì)細胞衍生因子和骨形態(tài)發(fā)生蛋白7

間充質(zhì)細胞衍生因子（stromalcell-derivedfactor-1，SDF1）是一種CXC類(lèi)趨化因子，能結合間充質(zhì)干細胞表面的G蛋白受體CXCR4，在組織損傷中募集體內間充質(zhì)干細胞到達損傷區域進(jìn)行組織或器官修復。骨形態(tài)發(fā)生蛋白7（bonemorphogeneticprotein-7，BMP-7）是一類(lèi)具有異位成骨能力的細胞因子，能夠在成骨分化和成磷酸化中誘導成骨/成牙本質(zhì)基因表達從而再生骨及牙骨質(zhì)，對牙髓細胞、成纖維細胞和成骨細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，再植入鼠牙槽窩，研究無(wú)細胞移植中SDF1和BMP-7對內源性細胞的作用，9周后發(fā)現新生骨和牙周膜樣組織長(cháng)入牙根表面和框架內部，新生骨組織內可觀(guān)察到骨小梁和成骨細胞，新生牙周膜樣組織內可見(jiàn)成纖維樣細胞和膠原樣結構。另有學(xué)者報道，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，包含梭形細胞、毛細血管和膠原纖維，并且嵌入牙骨質(zhì)和牙槽骨表面。表明SDF1和BMP7可募集內源性細胞遷移至牙周區域進(jìn)而重建牙周膜樣組織。

1.1.3血小板源生長(cháng)因子

血小板源生長(cháng)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胞及內皮細胞分泌。體外實(shí)驗表明，PDGF在牙周膜細胞增殖、趨化和膠原蛋白形成中有重要作用。Noda等將PDGF應用于比格犬牙再植的研究，發(fā)現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)細胞條件培養基

骨髓基質(zhì)細胞條件培養基（bonemarrowstromalcellconditionedmedium，BMSC-CM）內含多種細胞因子，其創(chuàng )造的微環(huán)境能夠誘導牙髓細胞成骨或成牙本質(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，發(fā)現BMSC-CM能誘導牙周膜細胞增殖并促進(jìn)血管周干細胞遷移分化進(jìn)而再生牙骨質(zhì)，同時(shí)降低破骨細胞活性從而減少牙根吸收。

1.2支架材料的應用

1.2.1富血小板纖維蛋白

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

PRF對牙周膜干細胞（periodontalligamentstemcells，PDLSCs）的增殖、黏附和遷移作用明顯。體外實(shí)驗發(fā)現PRF能持續釋放可溶性細胞因子，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1周后形成細胞骨架，細胞偽足擴展到PRF的表面和三維結構內部。進(jìn)一步研究發(fā)現，PRF能促進(jìn)PDLSCs成纖維分化。將PRF應用于比格犬前牙延遲再植的研究，8周后觀(guān)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，Fujiokakobayashi等將人牙周膜細胞接種到HA培養基上，發(fā)現其能保持牙周膜細胞活性并促進(jìn)其增殖，且不會(huì )引起MMP-2和IL-1等炎癥因子的表達，HA單獨作用時(shí)能抑制成骨相關(guān)基因表達，但與成骨分化培養基共同作用時(shí)其成骨分化顯著(zhù)提高。

2.細胞性組織再生

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

2.1牙周膜干細胞

Dangaria等將牙髓干細胞、根尖牙乳頭干細胞和PDLSCs分別接種到羥基磷灰石表面觀(guān)察其牙周再生潛能，發(fā)現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。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，術(shù)后8周組織學(xué)觀(guān)察可見(jiàn)牙根-牙周膜-骨復合體，新形成的牙周膜樣結構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)狀結構模擬牙周空間，植入裸鼠背部模擬體內環(huán)境，研究PRF結合PDLSCs和頜骨間充質(zhì)干細胞（jawbone-derivedmesenchymalstemcells，JBMSCs）對牙周組織再生的作用，發(fā)現2種類(lèi)型的種子細胞具有不同的增殖分化趨勢，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)干細胞

有學(xué)者將體外擴增的GFP陽(yáng)性小鼠的BM-MSCs注入到小鼠牙周缺損區，術(shù)后3周出現骨、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。最近有文獻報道將體外培養的JBMSCs和PDLSCs團塊接種到鈦表面，再分別異位或原位移植到裸鼠和小型豬體內，發(fā)現再生大量規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)持續釋放細胞因子以非直接接觸的方式誘導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)而調控PDLSCs的功能促進(jìn)牙周膜再生。

2.3脂肪干細胞

ASCs能分泌具有免疫調節功能的營(yíng)養因子，刺激內源性細胞增殖從而實(shí)現組織再生，并可通過(guò)IL-6、TNF-α表達實(shí)現抗炎作用。2016年，Demirel等將ASCs用于大鼠牙再植，發(fā)現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牙周膜細胞

除上述干細胞之外，有學(xué)者發(fā)現單獨應用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)現新生牙骨質(zhì)、牙周膜、牙槽骨樣結構，而單獨應用藻酸鹽凝膠組則出現牙齒固連。有學(xué)者報道將犬牙周膜細胞膜片包裹在全脫出牙的牙根表面再植入牙槽窩內，8周后組織學(xué)上發(fā)現細胞膜片組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Ⅲ型膠原，Ⅰ型膠原及纖維連接蛋白；而對照組愈合率僅為5.3%。

3.小結

關(guān)于全脫出牙齒的牙周膜再生，細胞和動(dòng)物實(shí)驗已經(jīng)取得了很多進(jìn)展，但作用機制和應用方式還需進(jìn)一步研究，尚缺乏相關(guān)臨床試驗。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(cháng)因子以及種子細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].中國實(shí)用口腔科雜志,2018(03):186-189.