牙槽骨修复再生技术的研究进展

牙槽骨修复再生技术的研究进展

侯雪1 雷飞（通讯作者）2 李舒萍1 郝慧宸1 史佳楠1 徐诗源1

1.西安医学院，临床医学院，陕西西安，710021

2.西安医学院第二附属医院，口腔科，陕西西安，710038

摘要：牙槽骨缺损严重影响着人们的生活，选择什么样的修复方法，才能到达口腔形态、功能、美观的修复，这是牙槽骨修复的一大难题，本文就近年来牙槽骨缺损修复再生的方法和研究进展加以论述。

牙槽骨指上下颌骨包绕、支持牙根的部分，作用为营养、保护牙根，牙槽骨缺损可造成牙齿松动、脱落、咬合错乱、脸部外形改变。因此牙槽骨的缺损给人们的生活带来了很严重的影响。为了解决这一问题，临床上采用异体骨组织移植、人工合成骨组织移植修复骨缺损，但是其存在操作复杂、舒适性差、免疫排斥性、生物相容性差、力学性能不良等问题。随着细胞生物学、材料科学、口腔医学的发展，出现了许多新兴技术，如干细胞诱导成骨、生长因子、水凝胶、3D打印技术引导骨再生、骨组织工程等。

1.干细胞

干细胞具有多项分化、高度增值、自我更新，能够产生某种特定类型的细胞并发育成机体各种复杂器官和组织的功能。牙源性干细胞为一类具有多分化潜能、自我更新能力、高度增殖特性的间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSC)，是最常用的的一类多能干细胞[1]。

牙髓干细胞（DPSCs)， DPSCs具有体外诱导向成骨分化能力和自我更新作用，可用于促进牙槽骨缺损的修复[2]。牙周膜干细胞（PDLSCs），周静[3]等将hPDLSCs+BMP-2-PSH植入进人工制造的兔牙槽骨缺损内，并与空白组做对比，结果显示：hPDLSCs/PSH复合膜能够有效促进牙槽骨缺损修复再生,有利于修复兔牙周缺损。

干细胞在牙槽骨再生中具有广泛的应用前景，但需要进一步深入研究其调控机制、优化移植方法和降低并发症等方面的问题。

2.富血小板衍生物

血小板衍生物是一类体外提取血小板经特殊工艺制成活性生物制剂后，用于组织再生修复的医疗技术产品，在牙槽骨的再生与修复中起到积极作用。制备方法尚未形成统一的标准，目前普遍采用二次离心法。富血小板衍生物制备简单，发生免疫排斥反应以及交叉感染的风险大大降低。

3.水凝胶

水凝胶因具备一定的机械韧性、流变性、可降解性与良好的生物相容性等特点，被广泛应用于牙髓再生研究之中，在调控干细胞的生长、调节生长因子的释放、装载抗菌消炎药物等方面均发挥着重要作用。种类有：胶原基水凝胶、透明质酸基水凝胶、壳聚糖基水凝胶、纤维素基水凝胶纤、藻酸盐基水凝胶、脱细胞基质水凝胶等等 [4]。

近年来，水凝胶支架材料用于牙髓再生取得了许多成果，但还需要组织工程学、生物医学、材料学等多学科的资源整合与协同联动。

4.3D打印技术

3D打印技术于20世纪80年代初产生后，进入快速发展时期，其打印原理即以数字模型组为基础，通过应用所需打印物体的可粘合材料通逐层打印的方式层层叠加，最终生成三维立体实物[5]，涉及多个领域。基本原理是通过口腔椎体束CT扫描患者牙槽骨缺损的二维CT图像，包括形状、大小和位置等得到医学三维图像重建，再通过3D打印的方式逐层叠加，最终生成三维立体实物。

主要材料有：β-磷酸三钙（β-TCP），由于它的脆性和延展性太低，可再加上合适的胶原中和 [6]。3D打印个性化钛网引导骨组织再生：引导骨再生(guided bone regeneration, GBR)技术已经成功应用于种植区水平和垂直骨增量，获得了较为满意的临床效果。3D打印技术打印个性钛网，可以大大减少并发症的发生[7-8]。

总的来说，3D打印技术的应用方式是通过对患者牙槽骨缺损部位的精确测量和个性化定制的人工骨修复材料的制造，实现牙槽骨的精准再生。

5.组织工程

组织工程是将细胞生物学和材料科学相结合，在各种诱导因子的作用下，使粘附在有良好生物相容性、可降解性和可吸收的生物材料（支架）上的种子细胞不断增殖，逐渐达到骨组织修复目的的技术，其关键要素为种子细胞、支架、诱导因子。

5.1.种子细胞

在组织工程中，种子细胞为研究的重点之一。种子细胞不仅要具有良好的增殖和分化能力，还要不断的分泌细胞外基质取代逐渐降解的支架材料，其来源有牙周膜干细胞（PDLSCs）、骨髓间充质细胞（BMSCs）、胚胎干细胞（ESCs）、脂肪干细胞（ADSCs）。

5.2.支架

支架是为种子细胞提供适宜的生长环境并有利于其发挥生物学功能的生物学材料，且组织工程的核心在于构建细胞和生物材料复合体，所以支架也是细胞工程的研究重点。蔡详春[9]等通过体内构建大鼠胫骨骨缺损模型为组织工程修复牙槽骨的生物支架的选取提供了有效的方向和实验基础。

5.3.诱导因子

诱导因子是一类调节细胞生长和繁殖的多肽类组织，通过诱导成骨细胞、参与骨形成细胞的生长、增殖来促进骨的形成，缩短骨愈合所需时间、提高骨缺损修复速度。目前应用于骨组织工程的诱导因子有骨形态发生蛋白（BMP2）、富血小板血浆（PRP）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）等。

组织工程作为一门新兴技术，其应用范围相当广泛，包括组织结构的修补、器官移植、人工器官替换、药物传递、细胞治疗等方面。种子细胞和生物支架作为骨组织工程的核心，我们要花费更大的时间、精力、财力寻找新型种子细胞和支架，攻克合适的支架材料、种子细胞及诱导因子浓度的选择、干细胞的获取这一难题，将为推进组织工程进步做出巨大贡献。 

引用文献

[1] 吴道敏,鲍济波,朱秋艳,谢志刚. 脱矿牙本质基质作为牙源性干细胞支架材料的研究进展[J]. 中国口腔种植学杂志,2023,28(05):358-363.

[2] 吴中明.TGF-β3与牙髓干细胞在动物兔骨缺损修复疗效中的CBCT的评价[C]//第十四次中国口腔颌面外科学术会议论文汇编.2018.

[3] 周静,熊萍,刘超峰,等.牙周膜干细胞BMP-2-PSH复合膜修复新西兰兔牙槽骨缺损[J].昆明医科大学学报, 2021, 42(5):6.

[4] 徐雨情,杨文,侯梦丽等.胶原水凝胶的制备、性质评价与应用[J].食品工业,2019,40(03):212-215.

[5] 孙开瑜.面向牙槽骨修复的3D打印技术研究[D].杭州电子科技大学,2018.

[6] Xie Y,Li S,Zhang T,et al.Titanium mesh for bone augmentation in oral implantology:current application and progress [J].Int J Oral Sci,2020,12(1):37.

[7] Tallarico M,Park CJ,Lumbau AI,et al.Customized 3D-printed titanium mesh developed to regenerate a complex bone defect in the aesthetic zone:a case report approached with a fully digital workflow [J].Materials (Basel),2020,13(17):3874.

[8] 俞媛媛. 3D打印牙槽骨缺损模型联合APRF/IPRF引导牙周组织再生的临床应用[D].浙江大学,2020.

[9] 蔡祥春. 海藻酸钠-壳聚糖-单宁酸复合水凝胶微球促进成骨分化的体内外实验研究[D].南昌大学,2024.作者简介：雷飞（1985-）西安医学院第二附属医院，口腔科，副主任医师，研究方向：口腔医学与口腔医学教学，邮箱：89199062@qq.com

基金：陕西省大学生创新创业训练计划项目（S202211840065）