Для замещения зубов в настоящее время используются искусственные имплантаты, которые, помимо выполнения своей дентозамещающей роли, могут уменьшать качество жизни пациентов из-за ограниченной физиологичности. Целью тканеинженерных подходов является восстановление структуры и функций утраченного зуба.
Существуют два основных направления создания тканеинженерных зубов. Первое, отрабатываемое наиболее активно, состоит в культивировании клеток на различных видах носителей, например, на полилактид-ко-гликолиде (сополимер молочной и гликолиевой кислоты) с трикальцийфосфатом в соотношении 1:1, кальций-фосфатном цементе с хитозаном или без него, стеклокерамике, обогащенном дентинном матриксе, поликапролактон/полигликолиевой кислоте и др.
Дентин часто рассматривают как специализированную костную ткань. Поэтому, основываясь на успешном применении какого-либо клеточного носителя в травматологии и ортопедии, исследователи тот же носитель применяют для инженеринга зубов. В пользу такого решения говорит и тот факт, что дентинобласты периферического слоя пульпы по своей функции сходны с остеобластами кости, а по химическому составу дентин близок к экстрацеллюлярному матриксу кости.
Известно также, что в зубе имеются компартменты, являющиеся тканевыми нишами для мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) - в пульпе и периодонтальной связке. Некоторые исследователи утверждают, что ММСК зубов могут быть использованы для лечения некоторых системных заболеваний. Фенотип с возможностями дифференцировки (остео/одонто-, хондро-, адипо-, мио-, нейрогенная) этих клеток аналогичны ММСК костного мозга.
Установлено, что после травмы ММСК костного мозга могут становится тканеспецифичными прогениторными клетками (зубными ММСК), поддерживающими гомеостаз зуба.
Для одонтоиндукции иногда применяют костный морфогенетический белок-2 (BMP-2), костный сиалопротеин. Масштабирование и дифференцировка зубных стволовых клеток может быть достигнута также путём одонтопрограммирования прогениторных стволовых клеток при помощи материалов, из которых состоят носители клеток.
Одонтобластическая дифференцировка возможна только при взаимодействии клеток экто- и мезодермальной природы, поэтому учёными проводятся исследования микс-культуры клеток пульпы зуба и эпителиальных клеток зубного зачатка. Показано, что эпителий ротовой полости мышей может использоваться в микс-культуре вместо зубного эпителия. В работе установлено, что in vitro из всех исследуемых концентраций (1:10, 1:3, 1:1, 3:1, 10:1) только средние три приводили к достоверному увеличению количества одонтогенных маркеров у культивируемых клеток.
Маркеры одонтодифференцировки:
- увеличение активности щелочной фосфатазы;
- положительная окраска на ионы кальция;
- экспрессия зубного сиалофосфопротеина;
- экспрессия амелобластина;
- остеонектин;
- остеопонтин;
- костный сиалопротеин;
- зубной матриксный белок-1;
- экстрацеллюлярный фосфогликопротеин.
ММСК жировой ткани после обработки кондиционированной средой клеток зубного фолликула приобретали характерные черты цементобластов. Предположительно, из-за индуктивного действия зубных неколлагеновых белков, содержащихся в среде [23].
Маркеры цементодифференцировки:
- активность щелочной фосфатазы;
- цементный белок адгезии;
- костный сиалопротеин;
- остеокальцин;
- остеопонтин;
- остеонектин;
- зубной сиалофосфопротеин (-);
- зубной сиалопротеин (-).
Главной проблемой дентального инженеринга является сложность зубной организации, а основные недостатки при использовании подхода с носителями могут состоять в том, что, во-первых, без наличия нерва и кровеносных сосудов трансплантация тканеинженерного зуба будет неэффективной, во-вторых, видится невозможным получение эмали зуба in vitro.
Но существуют и другие пути конструирования зуба. Так, в подходе тканеинженерный орган развивается из биоинженерного зубного зачатка. При этом зубной зачаток мыши разделяют на отдельные клетки каждой ткани (эпителия и мезенхимы), получают так называемый «восстановленный зубной зачаток» в коллагеновом геле, культивируют от пяти до семи дней, производят трансплантацию и наблюдают постепенное образование тканеинженерной зубной единицы. Проблемы при этом состоят в том, что ткане инженерный зуб формируется по размерам меньше нормального примерно наполовину и отличается по цвету эмали (характеризуется жёлтой, а не белой окраской).
Таким образом, можно сделать вывод, что методы тканевой инженерии на данном этапе развития науки не могут обеспечить полноценную замену утраченному зубу.
Источник: celltranspl.ru
