牙髓干细胞在PGA支架上分化能力的研究

摘要

牙周炎是由菌斑生物膜引起的，累及牙周支持组织（牙周韧带、牙槽骨和牙骨质）的炎症性、破坏性疾病,是成年人牙齿缺失的最主要原因，是危害人类口腔和全身健康的主要口腔疾病。治疗牙周炎的最终目标是创造一个在健康牙周组织条件下能行使良好功能的牙列。传统的治疗方法只停留在去除病因、控制炎症的阶段，而临床上常用的手术方法包括引导性组织再生术、骨移植术、各种生长性因子的探索应用等，虽然有一定的疗效，但仍然无法完全恢复牙周组织的功能和生理状态。因此，再生和重建具有功能学意义的牙周韧带、牙骨质和牙槽骨，才是彻底治愈牙周炎的重点。在临床上，获得牙槽骨的再生常较容易，但往往新生的牙槽骨与牙根之间会形成长结合上皮或根骨粘连，而长结合上皮对牙周感染抵抗能力较差，根骨粘连属于病理性愈合，很难形成牙骨质－牙周韧带－牙槽骨间的双向界面，从而导致牙周病复发。因此，如何获得牙周组织功能性的再生关键在于形成牙槽骨－牙周韧带和牙骨质－牙周韧带间有效的结合，这对于恢复牙列的正常生理功能至关重要。
　　近年来，随着组织工程学的诞生和发展，依赖种子细胞、支架材料、生物活性因子三者之间的相互作用，用于牙周组织再生，成为目前牙周病学研究的热点。因此，寻找来源丰富、取材便利、具有增殖分化潜能的种子细胞,良好的细胞移植载体及两者赖以生存的有效微环境是目前牙周再生组织工程研究中的热点领域。有效的微环境对于组织工程来说是非常重要的。干细胞因其独有的自我更新能力和多向分化潜能，可在不同的环境诱导条件下向不同的方向分化，如成骨／成牙本质、成肌腱、成脂等方向分化。因此，本实验利用干细胞的这一特性，以及本课题组前期的干细胞和支架材料相关研究成果，运用聚乙醇酸PGA复合材料结合周期性力学刺激及成骨诱导液联合诱导牙髓干细胞（dental pulp stem cells，DPSCs），从体内和体外两个方面，研究双向（成骨/成牙本质向、成肌腱/韧带向）诱导对人牙髓干细胞分化能力的影响。
　　本研究内容包含：第一部分检测人牙髓组织中肌腱/韧带及牙体硬组织相关蛋白表达情况，发现牙髓组织显著表达肌腱/韧带及牙本质相关蛋白，特别是在成牙本质细胞层；同时，发现牙髓组织表达成骨相关蛋白；第二部分分离培养了人成体牙髓干细胞，并证实其成骨向分化潜能；同时，研究聚乙醇酸（polyglycolic acid，PGA）复合支架及成骨培养液联合诱导牙髓干细胞双向分化，发现双向诱导培养可刺激牙髓干细胞同时向肌腱及骨组织方向分化，且肌腱/韧带及骨组织相关的基因可在不同时间点表达；最后，我们在前两部分的实验结果基础上，进一步研究成骨向诱导的DPSCs-PGA支架在裸鼠模型体内力学刺激的条件下形成相关组织的情况。经组织学染色等方法观察形成的胶原情况，发现形成的组织外侧可观察到波浪状胶原纤维，组织中间部位可形成矮柱状紧密排列的成骨样细胞，且可同时表达肌腱及牙体硬组织相关蛋白，推测可形成肌腱及牙体硬组织样组织。本实验的研究成果和发现为利用干细胞和生物材料修复牙周软硬组织提供了新的理论依据和技术手段。

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