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当今生命科学发展异常迅猛，干细胞研究又是其中最为引人注目的研究领域，1999年12月Science评选年度世界十大科学成果中，有关干细胞的研究被评定为十大科学成果之首。随着干细胞应用技术不断突破，其在口腔医学领域的应用呈现愈来愈光明的前景，同时也带来了一系列的困惑。
1口腔医学领域有关干细胞研究进展 美国国立卫生研究院（NIH）所属的牙颅颌面研究所（NIDCR）公布的2004年口腔医学项目指南中指出：“干细胞和发育生物学的研究已经进入令人振奋的新时代。近年来，一系列口腔颌面部组织来源的干细胞已经通过鉴定，利用现有技术修复并重建口腔颌面部组织和器官已成为可能。本项目旨在鼓励应用成体干细胞、胚胎干细胞与生物新材料结合重建口腔颌面部的复合结构，以及建立和明确组织微环境中干细胞分化为口腔颌面部组织的确切机制。” 1.1牙髓干细胞的研究进展 Ishzeki等[1]从新生小鼠第一磨牙的牙胚中分离提纯出牙乳头细胞，移植于同基因小鼠的脾脏内，首次发现有牙本质样物质形成。2000年，Couble等[2]从健康人牙髓中分离抽提出牙髓细胞悬液，在含10%～15％胎牛血清的Eag1e's培养基中培养，并加入β-磷酸甘油诱导分化，结果发现，牙髓细胞出现极化，其突起排列成一个方向，且相互间形成连接复合体，胞体内形成牙本质细胞具有的典型细胞器。些牙髓细胞能够分泌富含I型胶原的基质，一些基质后来出现矿化。X射线显微分析和电子衍射证实了Ca、P和羟磷灰石晶体结构存在于这些基质中，同时检测出高表达的a-1-胶原-mRNA。证实了牙髓中存在干细胞（Dental pulp stem cells DPSCs）。牙髓干细胞形态学上比牙髓成纤维细胞小，但形态相似，有不明显的胞浆突，通常位于小血管及毛细血管周围，单从形态学角度难以区分。Gronthos等[3]从成人完好的第3磨牙牙髓中分离培养出快速增殖的克隆单位；利用免疫组化方法检测其细胞表面分子标记与骨髓基质细胞比较，结果显示两者有很大的相似之处；以羟基磷灰石/三磷酸钙（HA/TCP）作载体植入免疫耐受小鼠背侧皮肤下，形成了牙本质/牙髓样结构，并通过偏振光发现胶原基质沉积在成牙本质细胞层样的垂直方向上。这些实验初步显示了牙髓干细胞重建牙齿的能力及其应用前景。 2000年7月NIH在Pharmo1iscensing上公布：体外重建的牙齿种植于颌骨内的技术已获得成功，且取得了专利权。2003年5月Miura等［４］从脱落的乳牙中获得牙髓干细胞，植入免疫耐受鼠体内形成牙本质样组织，他们的研究表明：脱落的乳牙牙髓可以成为牙髓干细胞移植或牙齿组织工程等临床应用研究的种子细胞来源。 牙髓干细胞的研究刚起步，临床应用尚早，可以预测：未来应用牙髓干细胞诱导产生牙髓牙本质样复合体可用于根管治疗或修复重建牙体组织，这将导致牙体牙髓治疗新的革命。但是牙髓干细胞的定性、定位、寻找特异性标记和定向诱导分化仍是需要解决的课题。 1.2牙周干细胞的研究进展 McCulloch[5]的实验表明，牙周前体细胞缓慢但连续不断在血管旁分裂。分裂后的细胞移向牙根的表面、牙槽骨表面，或者进入牙周韧带并分化成特异性细胞(成纤维细胞、成骨细饱和成牙骨质母细胞)，正常情况下这些细胞不断更新。牙周前体细胞位于临近血管的区域，显示出干细胞的-些典型待征：在组织中具有特定的位置，可以不断地自我更新，形态小，对刺激因素反应灵敏，分裂周期长。据2003年12月台湾媒体有关报道：已有牙科医生利用牙周干细胞在体外加上骨粉共同培养后植入牙周骨缺损处，达到了良好的治疗效果，并因此认为这项技术可以减少拔牙的机会，值得推广。 1.3牙胚干细胞的研究进展 2002年10月美国波士顿福赛斯研究所Young等[6]已经成功地使鼠肠长出了猪的牙齿。实验中首先获取了6个月大小猪的牙胚细胞，并将其安放在由可生物降解的聚合物制成的支架上，随后植入鼠肠内，6个月后，鼠肠内形成了原始的猪牙齿结构，包括牙本质、牙釉质、牙髓腔等。这是首次利用动物牙胚细胞培育出既包含牙本质又包含牙釉质的牙齿。 Young等认为如果能够识别、分离并繁殖牙齿干细胞，那么将来也许可以做到通过提取自身的牙齿干细胞，形成所需的牙齿结构来替代患者由于疾病等原因而缺失的牙齿。这将可能给牙科学带来革命性的影响。他们希望5年内能完善有关技术，在实验室中培育出具有特定形状和尺寸的牙齿，如果有可能的话，“10年内可实现人类牙齿的再生”。 2002年Paul Sharpe在New Scientist杂志上发表文章称：他成功地利用鼠的干细胞培育出鼠牙，下一步工作是将培育出的牙齿植入鼠的下颌骨。他认为这些“干细胞牙”内部的神经和血液输送系统会与实验鼠的颌骨完美结合，如将这一成果成功运用在人身上，将解决牙病患者因佩带假牙而产生的各种不适。 据日本《读卖新闻》2003年12月14日报道，东京大学医学研究所上田实教授等人从狗的牙胚中成功提取了干细胞，并将干细胞和胶原纤维一起培养之后植入狗的腭骨。经过20周以后，狗长出有釉质、牙本质、牙髓等组织的完整牙齿，经过检查确认，牙齿内部还存在血管和神经。东京大学教授、日本炎症-再生医学学会会长中龙俊认为：这一技术若用于再生医疗，将给人类带来福音。 1.4骨髓间质干细胞在口腔医学中的应用 刘宏伟、欧龙等[7]用自体骨髓间质干细胞（Bone marrow stem cells BMSCs）移植修复牙周骨缺损，结果表明BMSCs可加快牙槽骨的再生。Kramer等[8]将BMSCs与牙周成纤维细胞共同培养，BMSCs具有体内牙周成纤维细胞特性，骨钙素、骨调节素表达显著增加，骨涎蛋白表达明显减少。这些事实说明：BMSCs具有分化为牙周成纤维细胞修复牙周组织的能力，可以作为牙周组织工程的种子细胞。 1998年，Krebsbach等[9]从携带I型胶原-氯霉素乙酰转移酶报告基因的小鼠骨髓中分离出BMSCs并进行体外培养、扩增，然后用明胶海绵作载体，将BMSCs转移到免疫耐受小鼠的颅面部直径5mm的骨性缺损处，同时用明胶海绵转载脾基质细胞或不转载任何细胞进行治疗对比试验，12周后观察发现，用BMSCs作治疗的小鼠，其修复率超过99.0± 2.20％，而对照组仅在缺损边缘有轻度修复，免疫学检测仅在实验组的新骨中发现带有上述报告基因的BMSCs。这一实验结果证明体外扩增的BMSCs能够用来修复颅面骨性缺损。 2003年12月Alhadlaq等[10]从鼠的骨髓中分离出BMSCs，并用特定化学物质和生长因子对其进行处理，使它们分化成成骨细胞和软骨细胞并与水凝胶聚合物结合，覆盖到根据人体下颌骨关节制成的模子上植入实验鼠皮肤下，8个星期后取出模子，发现它们不仅形成了牢固的结构，而且精确的形成了人体下颌骨关节的三维立体形状和软骨组织结构，这种组织工程技术将有可能用来再生由于疾病而缺损的人体颌面部、膝部或髋部的骨关节，同时他们也承认要实现这个目标还要克服很多困难。 最近对颅面部先天性缺损(如：唇腭裂)与干细胞基因突变有关。1999年，Yang等[11]利用基因敲除技术，证明p63基因(与抑癌基因具高度同源性)是维持上皮干细胞(皮肤、乳腺、涎腺、前列腺细胞的祖细胞)分化、组织重建的重要相关基因，其缺失将直接导致小鼠形成先天性唇腭裂等先天颅面缺损，因此可以期待通过干细胞基因工程技术找到根治颅面部先天性缺损的方法。 1.5胚胎干细胞在口腔医学中的应用 1998年11月Thomson和Michael[12,13]等报道，用不同的方法获得了具有无限增殖和全能分化潜力的人胚胎干细胞（Embryonic stem cells, ES）。从理论上讲，胚胎干细胞比成体干细胞更具有分化潜能，在一定的诱导条件下，即可发育分化为所有组织器官具有特定功能的细胞，这一成就将会给移植治疗、药物的发现与筛选、基因治疗和生物发育等基础研究等带来深远的影响，打开在体外生产人体所有类型可供移植治疗的细胞、组织乃至器官的大门。 据报道，美国约有100万～200万舍格伦综合症患者，每年因放疗导致涎腺严重损害的病人达3万～4万。这一难题目前尚无满意的解决方法。如利用ES的多潜能性，诱导其特异地分化成为涎腺组织，修复、重建受损的涎腺组织是值得一试的方法。此外，还可利用ES多能干细胞特性治疗颞下颌关节障碍,颌骨纤维结构不良等疾病。 2干细胞技术在口腔医学的应用前景 干细胞研究的深入必将推动组织工程技术的快速发展。目前已经从颌面部分离、纯化、培养了多种干细胞，并促使其形成骨、骨髓、牙本质、牙骨质，甚至是牙周韧带。将来利用患者的自体细胞修复颌面部的软硬组织缺损，既能避免免疫排斥反应，又能获得足够的组织量，还能避免供区手术并发症的发生。随着基因技术的发展，还可以在干细胞体外扩增时对其进行基因修饰，使患者的干细胞更适于组织工程的需要，因此可以肯定：利用干细胞进行组织器官的原位修复或体外重建具有十分诱人的吸引力和极其重要的应用前景。 除临床治疗外，在口腔发育学、药学、病理生理等基础研究方面，干细胞也有一定的应用前景。利用干细胞相关研究及基因工程技术，建立病理模型，进行临床试验，可以更好地了解先天性颅面畸形，如唇腭裂等的成因，并通过干预有可能找到更佳的治疗措施。 3干细胞技术应用于口腔医学领域存在的困惑 3.1存在的技术问题 尝试用干细胞技术治疗口腔疾病的研究仅仅才开始。用干细胞技术治疗疾病有三种途径： (1)通过把组织的成体干细胞直接移植到受损伤或病变的组织器官，以期治疗疾病。 (2)如果掌握了干细胞向某种特定的组织细胞分化的条件，就可以在体外对干细胞进行诱导使之定向分化。对于某些遗传性疾病，还可对干细胞进行基因修饰。对经过“定向分化"或“基因修饰"后的干细胞进行筛选后，把“合格"的细胞移植给病人。 (3)干细胞技术的理想阶段就是在体外克隆器官，移植入患者的体内，替代受损或缺失的人体器官。前两种治疗途径属于“细胞替代"或“组织替代"。乐观的估计，大概需要3～5年，这种技术可望用于治疗那些由于某种细胞死亡或功能缺陷而引起的活性因子缺乏的疾病。对于那些器官严重坏死的疾病，则必须进行“器官替代"。虽然“器官克隆"的名词已不再陌生，但真正在体外形成一个具有正常生理结构和功能的人体器官，绝不是短期内就能实现的，目前还不过是一个“美好的愿望"，当然，这个“美好的愿望"最终一定能实现。 用干细胞技术治疗口腔疾病目前还存在很多技术难题： (1)干细胞的来源困难 干细胞来源困难主要表现在：到目前为止并非所有组织都已找到相应的成体干细胞，而且多能干细胞数量少，分离纯化难，且干细胞随年龄增加而减少，如牙周、牙髓、牙胚干细胞均未找到特异性的表面标志，尚未找到确定的分离与鉴别的方法。 (2)如何把干细胞转化成病人所需的功能细胞 虽然胚胎干细胞能分化成各种细胞类型，但目前尚不能控制胚胎干细胞在特定的部位分化成相应的细胞，当前的做法容易导致畸胎瘤。在应用胚胎干细胞治疗前，必须先进行初步的细胞诱导分化，以防止畸胎瘤的发生。应用胚胎干细胞时，也必须确认胚胎干细胞供者没有遗传性疾病。 成体干细胞的横向分化为利用病人自身健康组织的干细胞来修复病损组织提供了可能。但是如何促使成体干细胞横向分化？其分化机制是什么？这些均是重要的研究课题。例如，利用DPSCs重建牙齿的研究，正常情况下牙齿在牙乳头、牙囊、成釉器等相互诱导作用下形成，如何在体内外诱导干细胞形成完全正常的牙体、牙髓和牙周复合结构至今还存在困难。 (3)如何克服免疫排斥 在某些情况下患者的自体干细胞存在缺陷不能作为干细胞的来源，如某些基因缺陷病人，其成体干细胞中同样含有缺陷，或者个体因为日光、病毒等所致的DNA变异可贮存在成体干细胞内，因此治疗组织坏死性疾病时还需要采用异体干细胞，这就使干细胞技术还面临诸如怎样克服异体移植引起的免疫排斥。另外，很多口腔疾病还牵涉到重建修复组织以外的问题。例如对舍格伦综合症所造成的涎腺损伤，其病因是自身免疫性疾病，如果仅仅利用干细胞重建或修复涎腺组织，而不考虑如何避免自身免疫反应，则同样得不到理想的结果。 (4)如何在有限的时间内诱导干细胞形成一个具有正常解剖结构和生理功能的器官 干细胞扩增难度大、周期长，对急性疾病的治疗受到限制。器官的形成是一个非常复杂的三维过程，体内器官如牙齿在正常的发育环境下需要数年至十余年才能发育完成，牙体结构精细、复杂，而且不同位置牙齿的结构形态完全不一样，其分化形成和萌出机制至今不清，要达到及时、有效的治疗临床疾病还存在极大的困难，目前的组织工程、基因工程技术方法要完全解决这一难题尚需要一个漫长的过程。 3.2存在的伦理问题 干细胞技术是一项干预人体过程的高新技术，对社会、甚至人类的影响深远，涉及未知的、不确定的因素较多，现行的成本、效益分析和风险评估已不足以应用，但是评价其有关行为的伦理框架仍然是：不伤害人，尊重人，有益于人，公正对待人以及互助团结人这五项基本原则[14]。因此，干细胞技术在口腔医学领域的应用可能遇到下列伦理问题： (1)人权问题 目前口腔组织成体干细胞分离鉴别技术尚不成熟，成体干细胞的分化增值潜能也很有限，免疫排斥也较胚胎干细胞明显，因此胚胎干细胞仍然是干细胞技术的一个重要的细胞来源，但从1998年在人胚囊内层细胞分离出人的胚胎干细胞到目前通过核移植技术获得的第1例人胚胎干细胞就一直存在着如何解决道德伦理所带来的非议。因为要获得胚胎干细胞就必须破坏人类的胚胎，也就触及了现有伦理体系的禁忌，一系列的问题摆在人们的面前：“人的生命何时开始？"；“什么是胚胎，他（她）们在什么时候享有生命的权利？"这些问题都值得深思！ 但也有学者认为[15]：采用胚胎干细胞不违反人权和医德问题，是一种“废物"利用，与世界各国提倡和鼓励人死后捐献组织和器官以弥补供器官的严重不足一样，是一种十分值得敬仰的人道主义精神。 (2)异体干细胞移植的免疫排斥与传播疾病问题 在利用异体干细胞移植时，会带来不同程度的免疫排斥，同时还有可能导致传播乙型肝炎、艾滋病、疱疹等传染性疾病。但只要严格规范的操作，现有医疗技术在一定程度上能够控制和处理好这些问题。 (3)科学上的不确定性带来的风险 干细胞应用技术可能涉及基因转染、修饰、调控、分化诱导等技术，目前这些技术在医学上尚存在较大的不确定性，必然使患者、家庭甚至社会面临风险，如何评估和控制风险是亟待解决的重要问题。 (4)社会卫生经济问题 干细胞研究的巨大科学价值、社会效益和经济效益引起全社会的关注，但为追求新闻轰动效应，一些违背科学涉及严重生物安全和社会伦理等方面问题研究频频见诸于各种媒体，甚至为了商业炒作而夸大事实，这必将误导技术本身的发展方向，同时可能因追求经济利益而争夺有限的卫生资源。 干细胞技术是一种高费用的医疗技术，可能出现实际只被富人享用的尴尬，如何使这项技术能够被社会各成员公正、公平的分享是值得探讨的又一重要问题。 (5)患者知情同意与程序伦理问题 应用干细胞技术可能遇到的上述问题是客观存在，医技人员所能控制的技术误差十分有限，因此制定任何一种治疗方案前，必须有充分和严密的研究基础依据，必须经过一定的法定程序进行严格审查，执行前必须落实患者知情同意制度，执行过程中和治疗后必须有严格监控和完善的不良事件报告制度，但制定和完善相关的法律、制度仍然需要一个探索的过程。 参考文献： ［１］ISHIZEKI K, NAW T, SUGAWARA M, et al. Calcification capacity of dental papilla mesenchymal cells transplanted in the isogenic mouse spleen[J]. Anat Rec,1990,226 (3) :279-287. ［２］COUBLE M L, FARGES J C, BLEICHER F, et al.Odontoblast differentiation of human dental pulp cells in explant cultures[J]. Calcif Tissue Int,2000,66(2): 129-138. ［３］GRONTHOS S, MANKANI M, BRAHIM J, et al.Postnatal human dental pulp stem cells (DPSCs) in vitro and in vivo[J]. Proc Natl Acad Sci U S A,2000,97: 13 625-13 630. ［４］MIURA M, GRONTHOS S, Zhao M, et al.SHED: stem cells from human exfoliated deciduous teeth[J]. Proc Natl Acad Sci U S A,2003,100:5807-5812. ［５］MCCULLOCH C A. Progenitor cell populations in the periodontal ligament of mice[J]. Anat Rec,1985,211(3):258-262. ［６］YOUNG C S, TERADA S, VACANTI J P, et al.Tissue engineering of complex tooth structures on biodegradable polymer scaffolds[J].J Dent Res,2002,81(10):695-700. ［７］欧龙，刘宏伟，王东胜，等，狗牙周骨缺损处移植自体骨髓干细胞的骨化实验观察[J].中华口腔医学杂志，2002,37:132-134. ［８］KRAMER P R, NARES S, KRAMER S F, et al.Mesenchymal stem cells acquire characteristics of cells in the periodontal ligament in vitro[J]. J Dent Res,2004,83(1):27-34. ［９］KREBSBACH P H, MANKANI M H, SATOMURA K, et al.Repair of craniotomy defects using bone marrow stromal cells[J].Transplantation,1998,66 (10) :1 272-1 278. ［１０］ALHADLAQ A, MAO J J. Tissue-engineered Neogenesis of Human-shaped Mandibular Condyle from Rat Mesenchymal Stem Cells[J]. J Dent Res,2003,82(12):951-956. ［１１］YANG A, SCHWEITZER R, SUN D, et al. P63 is essential for regenerative proliferation in limb, craniofacial and epithelial development[J]. Nature,1999,398(6729): 714-718. ［１２］THOMSON J A, ITSKOVITZ-ELDOR J, SHAPIRO S S, et al, Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts [J]. Science,1998,282(5391):1 145-1 147. ［１３］MICHAEL J S, JOYCE A , SHUNPING W.Derivation of pluripotent stem cells from cultured human primordial germ cells [J]. Proc Natl Acad Sci U S A,1998,95 (23):13 726-13 731. ［１４］邱仁宗.高新生命技术的伦理问题 [J].医学与哲学，2000，21（11）：21-26. ［１５］杨志明，解慧琪，秦廷武.组织工程学的医学伦理分析[J].中国医学伦理学,2001，(3)：39-40. 作者简介：方厂云，(1965-)，2003年级中南大学湘雅校区湘雅医院、颌面整形外科学专业博士生、硕士学历，于1993年毕业于湖南医科大学口腔医学系口腔内科专业。 组织工程骨在口腔颌面部骨缺损中的应用与思考 骨组织工程需要有三个基本的生物学因素参与，即种子细胞、生长和分化因子、细胞外基质材料，这也是当今组织工程研究中的三大课题。骨组织工程构建的基本方法有三种：(1)支架材料+骨髓基质细胞，为最基本的方法；(2)支架材料+骨髓基质细胞+细胞因子；(3)支架材料+细胞因子。许多研究者进行了实验性的研究，其中部分已进入临床实验阶段，效果良好。 Quarto等[1]于2000年报道了3例采用自体骨髓间质干细胞与羟基磷灰石构建的组织工程骨修复四肢骨骨缺损，虽然骨愈合时间较长，但最终均达到了骨性愈合。杨志明等[2]报道1例用自体骨髓间质干细胞与生物衍生骨支架构建的组织工程骨修复3条10cm长的肋骨缺损，术后1年经CT三维重建证实骨愈合良好。然而绝大多数的应用研究均集中在四肢和躯干骨缺损的修复。随着组织工程研究的不断深入，研究者们把目光投向了口腔颌面部骨缺损的修复，也有一些西方国家一开始就从口腔颌面部组织入手进行人体组织工程的研究和临床应用。 1组织工程骨在口腔颌面部骨缺损中的应用 1.1牙槽骨缺损的组织工程骨修复 牙槽骨缺损是颌面骨中最为常见的一种，其中以伴发于先天性唇腭裂的牙槽嵴裂和牙周病晚期所引起的牙槽骨吸收最为多见。牙槽嵴裂的修复是唇腭裂序列治疗的重要组成部分。适当的手术治疗有利于面部形态的修复和尖牙的萌出，又不会影响上颌骨的生长发育。目前使用的方法有自体骨移植，包括髂骨、肋骨移植和下颌骨移植，同种异体骨移植，生物材料替代等。自体骨移植存在植入骨的异常吸收，供骨区有多种并发症等问题；异体骨移植存在排斥反应，异物反应等一系列的问题。生物组织工程技术的飞速发展，为牙槽嵴裂的修复带来了一个新的契机。国内外有许多学者已经在这方面做了尝试，建立了大、小动物的模型，但绝大多数集中在支架材料复合细胞因子或成骨细胞的实验性研究。由于牙槽骨的特殊性，用于牙槽嵴裂的修复的支架材料也应具有相应的特点。目前用于牙槽嵴裂修复的基质材料主要包括天然衍生材料，人工合成材料和复合材料。羟基磷灰石是最早试用于颌面骨缺损修复的合成材料，然而单纯的多孔块状羟基磷灰石用于牙槽嵴的修复却失败率达到100%，不过，可吸收的生物陶瓷的研究却是一个热点，Linton等[3]用磷酸钙等填入拔除beagle狗乳磨牙的牙槽窝内，发现磷酸钙材料不影响颌骨的正常发育和恒牙的萌出，小颗粒状的二磷酸钙和碳酸磷灰石基本上被吸收。高分子材料大都具有良好的生物相容性和生物降解性，可以在体内代谢，最终可以被完全吸收的。引人注目的人工合成高分子材料包括聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）等。PLA的体内降解产物为乳酸,是糖代谢产物。PGA在体内的降解产物为羟基乙酸,易于体内代谢。二者的优点都有水溶性、骨传导性、良好的组织相容性和可吸收性。其缺点是亲水性不足，细胞吸附能力较弱，降解过程中引起无菌性炎症，机械强度不足，不能单独应用于承重部位的骨缺损，降解产物可能有细胞毒作用等。Letic GA等[4]以DLPLG/beta-TCP复合物植入牙槽骨缺损的动物模型中，发现植入体在牙槽嵴裂隙内的成骨与自体髂骨植入后成骨基本一致。 牙周病等引起的牙槽骨吸收是牙缺失的主要原因。如何使用组织工程骨修复被吸收的牙槽骨是另一个热点。研究者们用BMP与可吸收的胶原海绵复合后植入牙槽骨缺损区，诱导牙周组织的牙骨质、牙槽骨新骨形成填充缺损，已经取得了一定的效果，国内外以藻酸钙为载体的组织工程骨修复牙槽骨水平缺损也已经取得了一定的进展。 1.2下颌骨缺损的组织工程骨修复 下颌骨缺损的主要原因是肿瘤和外伤，其修复一直是口腔颌面外科的一个难题，研究合适的骨缺损修复材料对下颌骨的功能以致面部的形态都显得尤为必要。Groger A等［5］在制作小型猪下颌骨缺损模型的基础上，把可吸收的聚合物和成骨细胞的复合物植入缺损区，采用三维模式观察骨组织的生长情况。结果发现新生骨组织均可在此支架上附着，体内成骨良好。国内有人利用骨髓细胞复合支架材料修复下颌骨部分缺损，也取得了良好的效果。 国外的一些研究结果已经成功地将成年干细胞转化为骨和软骨细胞，将其种植于人下颌骨髁状突形态的胶原海绵及葡聚糖层状结构的支架材料中，形成组织复合物，8周后形成了组织工程髁状突[6]。这一突破性进展为下颌骨缺损及颞下颌关节疾病的患者带来希望。但临床应用还有待进一步研究。 1.3上颌骨缺损的组织工程骨修复 上颌骨是一块中间有巨大窦腔的不规则骨，造成其缺损的主要原因有肿瘤、外伤和先天畸形。临床上常用膺复体修复，但效果不理想；带血管蒂的自体骨修复骨质缺损有很多优点，但这种移植材料取材极有限。能否利用组织工程技术来制造这种带蒂的骨-粘骨膜组织瓣也是当今的一大难题。已有学者［7］从下颌骨骨膜分离的成骨细胞种植到高分子聚合物支架上，体外培养2周后，将成骨细胞—聚合物复合体移植到上颌骨的上颌窦底部，以增加该区域骨质的厚度，术后3月形成了足够的新生骨组织，18例病人中12例获得了成功。 1.4展望 组织工程骨在口腔颌面部骨缺损修复的应用刚刚启动，前景十分广阔。由于组织工程解决了组织器官移植的供体有限问题，且可采用自体组织细胞体外扩增技术，为医疗个体化提供了条件，有巨大的发展空间。不过颌面部对美观和功能的要求更高,面临的难题和未知数更多,更需要付出长期艰苦不懈的努力。 2存在的问题 2.1技术问题 尽管国内外在组织工程研究领域已经取得明显进展，但是在大量组织工程产品进入临床应用之前，还面临许多问题： 2.1.1目前主要应用的各种支架材料生物学性能有待进一步提高。国内支架材料研制水平较落后，众多医学研究单位目前还在处于不断筛选细胞支架材料的初级研究阶段。如何将不同种类的支架材料复合，取长补短，并引入细胞因子控释系统是现阶段骨组织工程基质材料研究的研究重点。 2.1.2在种子细胞研究领域，尚有许多问题需要解决。自体来源的细胞用作构建组织工程化组织骨有其不可替代的忧点，不必考虑免疫排斥反应问题。但取自体细胞不可避免要增加创伤，同时，细胞经过培养、纯化、扩增，需要一定时间，某些情况下会延误治疗，这不是现代医疗所期望的。异种细胞进行基因改造或用免疫隔离技术包裹作为组织工程研究的种子细胞，是解决同种细胞或组织来源不足的途径之一，但其安全性和长期效果仍需进一步扩大临床验证。人胚胎来源的细胞，是组织工程研究中应用最广的种子细胞。如何大量地诱导成为成骨细胞并合理保存也还需进一步研究。 2.1.3组织工程产品质量控制和生产标准化的研究，有待进一步深入，目前国际上已经制定部分组织工程产品的生产标准，国内则刚刚起步，只有制定产品的质量标准，才有利于产品的大批量生产的临床应用。 2.2伦理学问题 2.2.1生物衍生骨，作为一类重要的支架材料，主要来源于同种异体或异种骨，经各种技术制作所得。天然骨具有优异的性能，其中动物骨来源丰富、价格低廉；经技术处理后抗原性低，同时保留其特有的天然网状支架结构，有利于细胞粘附、分化和成骨，而且生物相容性好，无致瘤性。不同种属的动物之间的骨组织结构具有高度同源性，使得异种骨植入后，很容易被宿主骨细胞替代而降解,可满足骨组织工程对基质材料生物降解性的要求。但在临床使用过程中必须注意患者的知情权，避免不必要的纠纷。 2.2.2目前用于研究的细胞主要来自异种、同种异体和自体三种。异种细胞来源丰富，与异种器官移植所面临的伦理学问题一样，能否被患者接受，植入体内后，患者的心理状态能否适应；是否传染某些潜在的人畜共患疾病等，都需要在临床应用前让患者知情，并作充分的心理准备。同种异体来源的种子细胞中研究最多的是人胚胎来源的干细胞，优势强，应用广。人胚细胞主要取自自然流产、人工流产的胚胎。但在很多国家视流产为非法，采用胚胎组织或其制品更视为“不道德”的行为。是否允许堕胎在许多国家都是一个长期争论的话题。从生命伦理学角度上讲，胎儿属于人类，但还不是严格意义上的人，因为它们没有杜会行为能力，没有道德权威，它们只是人的生物学产物。妇女可以出于任何理由来寻求堕胎，世界上大多数国家也有相关法律对此有相应的规定。目前骨组织工程采用的胚胎干细胞来源于孕妇自愿引产并捐赠的胚胎，胎龄一般小于12周，现代技术无法保证其存活，因此并不违反人权及医德，是一种“废物利用”。从医学伦理学观点看，与世界各国都在提倡和鼓励人死后捐赠组织和器官以弥补供体器官的严重不足一样，是一种十分值得敬仰的人道主义精神，也是完全符合医学伦理学要求的。自体来源的种子细胞本身不存在伦理道德问题，但需要一定的时间才能应用，对于某些病人可能失去最佳治疗时机。 2.2.3在体外构建组织工程骨的过程中，为了使细胞保持良好的生存环境，和营养条件，需要加入培养液、一定浓度的胎牛血清、细胞因子和青、链霉素等，植入体内有可能导致过敏反应。因此在临床应用还存在安全性的问题，这也是患者和医生共同关心的问题。 3结语 近年来，骨组织工程研究已进入鼎盛时期，在颌面部应用的研究也在不断的深入，相信在不久的将来，组织工程骨会在口腔颌面部的骨缺损的修复过程中得到广泛的应用。同时，随着组织工程医疗产品标准化及医学伦理学研究的深入，相关的法律法规将不断地出台，伦理道德方面的障碍也将不断地减少。 参考文献： [1]QUARTO R,KUTEPV S M,KON E,et al.Repair of large bone defects by autologous human bone marrow stromal cells[J].Tissue Engineering,2000,6(6):669. [2]杨志明.组织工程基础与临床[Ｍ].成都：四川科学技术出版社，2000.1. [3]LINTON J L,SOHN B W,YOOK J I,et al. Effects of calcium phosphate ceramic bone graft materials on permanent teeth eruption in beagles [J].Cleft Palate Cra niofac J,2002,9(2):197-207. [4]Letic-Gavrilovic A, Todorovic L, Abe K. Oral tissue engineering of complex tooth structures on biodegradable DLPLG/beta-TCP scaffolds[J].Adv Exp Med Biol,2004,553:267-281. [5]GROGER A,KLARING S, MERTEN H A, et al. Tissue engineering of bone for mand ibular augmentation in immunocompetent minipigs: preliminary study[J].Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg,2003,37(3):129-133. [6]ALHADLAQ A,MAO J J. Tissue-engineered neogenesis of human-shaped mandibular condyle from rat mesenchymal stem cells[J].J Dent Res,2003,82(12):951-956. [7]SCHIMMING R,SCHMELZEISEN R.Tissue-engineered bone for maxillary sinus augmentation[J].J Oral Maxillofac Surg,2004,62(6):724-729. 作者简介：欧新荣（1966-），男，湖南新田人，医学博士，颌面外科 副主任医师、副教授，研究方向为颌骨缺损的治疗。 |
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