張林樸 鄒慧儒

天津市口腔功能重建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市口腔醫(yī)院暨南開大學(xué)附屬口腔醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室 300041

0 引 言

波及牙髓的牙外傷、齲病等牙體硬組織疾病常引起不可逆的牙髓壞死及根尖周病變，導(dǎo)致牙體組織失去營(yíng)養(yǎng)供給，使牙髓組織喪失應(yīng)激防御功能，進(jìn)而導(dǎo)致牙齒遭受更大的破壞。牙髓再生治療可恢復(fù)牙髓活力，促進(jìn)未發(fā)育完成的年輕恒牙牙根繼續(xù)發(fā)育，有助于避免牙齒折裂或其它并發(fā)癥的發(fā)生。全球有超過2/3的人罹患齲病、牙髓病[1]。在牙體牙髓病臨床診療中，牙髓再生需求廣泛。

目前，由于臨床上還沒有確定有效的全牙髓再生治療方法，以牙髓細(xì)胞、支架材料、生長(zhǎng)因子構(gòu)建活體牙髓的組織工程牙髓再生一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。Xuan等[2]報(bào)道了至今世界上病例數(shù)最大的使用脫落乳牙牙髓干細(xì)胞(stem cells from exfoliated deciduous teeth，SHED)移植獲得年輕恒牙牙髓再生和牙根持續(xù)發(fā)育的臨床研究。由于牙本質(zhì)壁包繞牙髓形成的髓腔及根管系統(tǒng)狹小、多變，且牙髓組織內(nèi)含神經(jīng)、血管等結(jié)構(gòu)，組織工程牙髓再生需要綜合考慮血運(yùn)重建、神經(jīng)再生、生長(zhǎng)因子參與和牙髓-牙本質(zhì)復(fù)合體的形成，因而對(duì)支架材料選擇具有特殊要求。除常規(guī)生物相容性、適當(dāng)?shù)牧W(xué)特性和生物降解性、連通孔隙度、促細(xì)胞黏附、增殖和分化能力，以及誘導(dǎo)因子的結(jié)合外，尚需介導(dǎo)牙髓干細(xì)胞（dental pulp stem cells，DPSCs）與牙本質(zhì)壁結(jié)合再生牙本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)牙髓-牙本質(zhì)復(fù)合體再生[3-6]。選擇接近牙髓微環(huán)境構(gòu)成的材料，如天然或天然衍生聚合物材料多糖、蛋白質(zhì)多肽，合成聚合物材料聚酯類多聚體以及功能互補(bǔ)材料結(jié)合的復(fù)合物，特別是適合牙髓多變形態(tài)的可注射水凝膠復(fù)合物成為目前研究關(guān)注的熱點(diǎn)[7]。本文將對(duì)牙髓再生研究中組織工程支架材料的應(yīng)用作簡(jiǎn)要概述。

1 天然和天然衍生聚合物支架材料

1.1 多糖類支架材料

多糖是以糖苷鍵鏈接單糖單位的長(zhǎng)鏈碳水化合物多聚體。天然多糖藻酸鹽、殼聚糖、透明質(zhì)酸支架材料常用于牙髓再生研究。

1.1.1 海藻酸鈉

海藻酸鈉（sodium alginate,Alg）是一種海藻類來(lái)源的多聚糖醛酸鹽，水溶液遇二價(jià)陽(yáng)離子，如Ca2+，發(fā)生離子交聯(lián)形成水凝膠。其凝膠的固化條件溫和，能減小蛋白質(zhì)變性，延長(zhǎng)其活性周期，具有良好的生物相容性和流變可注射性。分子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于細(xì)胞生長(zhǎng)，可形成支持細(xì)胞間大分子物質(zhì)擴(kuò)散及細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)的三維立體微環(huán)境。Fujiwara等[8]將兔牙髓細(xì)胞與海藻酸鈉支架結(jié)合移植到裸鼠背部皮下，6周后移植部位可觀察到X線阻射鈣化結(jié)構(gòu)，并檢測(cè)到Ⅰ型和Ⅲ型膠原和牙本質(zhì)涎蛋白表達(dá)，發(fā)現(xiàn)有成牙本質(zhì)樣細(xì)胞和牙本質(zhì)樣硬組織形成，說明海藻酸鈉可以作為牙髓-牙本質(zhì)復(fù)合體再生的支架材料。

1.1.2 殼聚糖

殼聚糖（Chitosan）是天然多糖甲殼素脫除部分乙?；漠a(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)與細(xì)胞外基質(zhì)中的糖胺聚糖相似。殼聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性、抗菌活性和成骨誘導(dǎo)活性，有利于細(xì)胞黏附，同時(shí)還可結(jié)合生長(zhǎng)因子、葡糖氨基聚糖等；但其水溶性差，在pH低于5.5時(shí)可溶，當(dāng)pH大于6或在二價(jià)、多價(jià)陰離子作用下形成水凝膠。殼聚糖水凝膠強(qiáng)度較低且降解較快。單一組分的殼聚糖攜帶大量正電荷，對(duì)細(xì)胞的吸附力過強(qiáng)，不利于細(xì)胞增殖，需與聚陰離子材料交聯(lián)中和部分電荷，以改善材料表面性能。Zheng等[9]研究證實(shí)結(jié)合堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的三維多孔殼聚糖支架可有效促進(jìn)人牙髓干細(xì)胞黏附和遷移，保持細(xì)胞增殖活性，并有利于向神經(jīng)細(xì)胞方向分化，體現(xiàn)了較好的促細(xì)胞分化特性。Shrestha等[10]將包被或吸附地塞米松的殼聚糖納米顆粒貼附于經(jīng)次氯酸鈉處理的牙本質(zhì)表面，結(jié)果顯示其有助于保持細(xì)胞在牙本質(zhì)表面的黏附活性，消除消毒劑對(duì)細(xì)胞活性的影響，有望用于牙髓-牙本質(zhì)復(fù)合體再生研究。

1.1.3 透明質(zhì)酸

透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA）是由N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸為雙糖單位重復(fù)串聯(lián)而成的直鏈酸性黏多糖。透明質(zhì)酸廣泛存在于皮膚、眼睛、關(guān)節(jié)等組織中，具有滋養(yǎng)和潤(rùn)滑組織、促進(jìn)細(xì)胞附著等作用。有研究顯示HA支架具有良好的促進(jìn)組織再生能力，可直接作用于牙源性干細(xì)胞表面受體，激活相關(guān)信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞遷移[11]。Inuyama等[12]在HA海綿中接種成牙本質(zhì)細(xì)胞，結(jié)果顯示成牙本質(zhì)細(xì)胞可黏附于支架材料，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。Chrepa等[13]發(fā)現(xiàn)HA水凝膠包被牙根尖乳頭干細(xì)胞（stem cells of the apical papilla,SCAP）后可顯著促進(jìn)成牙本質(zhì)細(xì)胞分化和礦化沉積，提示該支架材料具有潛在應(yīng)用前景。

1.2 蛋白質(zhì)多肽

1.2.1 膠原蛋白與明膠

膠原蛋白（Collagen,COL）是哺乳動(dòng)物體內(nèi)含量最多、分布最廣的功能性蛋白，在細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）中含量最豐富，具有連接和支撐細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)的作用。膠原蛋白中I型膠原（COL I）含量最為豐富，約占90%，是組織工程中使用最頻繁的支架材料之一。對(duì)比其它類型膠原蛋白，COL I可以更好地促進(jìn)牙髓細(xì)胞增殖與礦化[14]。Sumita等[15]制備膠原三維支架材料，結(jié)合人牙髓干細(xì)胞（human DPSCs，hDPSCs）和釉基質(zhì)蛋白，觀察到有器官化分化的牙髓組織生成，提示該支架材料性能優(yōu)異。

明膠是一種由動(dòng)物組織提取的膠原蛋白水解的蛋白質(zhì)。其化學(xué)組成非常接近膠原，具有與膠原相近的生物相容性、可降解性和低抗原性等特點(diǎn)，且價(jià)格低廉。明膠通常用作細(xì)胞培養(yǎng)的生物襯底和載藥工具。組織工程應(yīng)用需通過結(jié)合多肽、礦化顆粒、金屬離子等附加修飾以及結(jié)構(gòu)改性達(dá)到調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附和誘導(dǎo)組織功能分化作用。Qu等[16]使用納米纖維明膠添加磷酸鎂仿生構(gòu)建接近牙本質(zhì)基質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)水凝膠支架材料，可促進(jìn)牙髓細(xì)胞增殖、分化和礦化沉積，體外復(fù)合培養(yǎng)和裸鼠體內(nèi)植入實(shí)驗(yàn)均顯示成牙本質(zhì)分化相關(guān)標(biāo)記物有顯著表達(dá)，且出現(xiàn)礦化物沉積。

1.2.2 纖維蛋白

纖維蛋白是血漿纖維蛋白原經(jīng)凝血酶激活后聚合形成的產(chǎn)物。對(duì)比合成的聚合物和膠原凝膠，纖維蛋白在生物相容性、免疫原性、價(jià)格等方面具有很大優(yōu)勢(shì)。自體來(lái)源的纖維蛋白可從血漿離心直接獲取，不引起任何免疫反應(yīng)且可形成各種形態(tài)的三維結(jié)構(gòu)。通過結(jié)合聚氨基甲酸乙酯、聚乙烯、透明質(zhì)酸或磷酸鈣陶瓷等，纖維蛋白支架的結(jié)構(gòu)性能已獲得顯著改善[17]。

1.2.3 絲素蛋白

從蠶絲獲得的絲素蛋白是一種能形成纖維的天然蛋白質(zhì)，被用于醫(yī)用縫線已近一個(gè)世紀(jì)。絲素蛋白的蛋白質(zhì)纖維由絲心蛋白和絲膠蛋白組成。富含甘氨酸、丙氨酸和絲氨酸等多種氨基酸，具有強(qiáng)度高、彈性好、機(jī)械性能穩(wěn)定和降解率低等特點(diǎn)[18]。絲素蛋白能夠通過碳二亞胺偶合成含RGD片段的多肽，通過結(jié)合生長(zhǎng)和黏附因子增強(qiáng)細(xì)胞黏附和增殖能力[19]。Pecci-Lloret等[20]將hDPSCs直接接種在三維多孔絲素蛋白支架上，掃描電鏡觀察可見24 h內(nèi)細(xì)胞在支架表面黏附伸展，之后逐漸生長(zhǎng)至完全覆蓋多孔支架表面，提示該支架材料能夠支持細(xì)胞黏附和增殖。

1.2.4 多肽與自組裝多肽

多肽是氨基酸以肽鍵連接形成的短片段，其組成氨基酸分子中的各基團(tuán)組裝形成特定空間結(jié)構(gòu)，因而具有特殊的生物學(xué)活性。多肽水凝膠可模擬細(xì)胞外基質(zhì)，為細(xì)胞生長(zhǎng)提供理想的生活環(huán)境，在組織工程應(yīng)用中也更具可操作性。多肽分子通過自組裝，形成功能性多肽，通過與細(xì)胞表面分子序列黏附、作用于酶解位點(diǎn)或與生長(zhǎng)因子受體結(jié)合誘導(dǎo)細(xì)胞響應(yīng)。Galler等[21]報(bào)道自組裝含RGD序列的親水性多肽（GTAGLIGQERGDS），并將氨基端乙?；?，其水溶液與含CaCl2的人牙髓細(xì)胞或脫落乳牙牙髓干細(xì)胞懸液混合形成多肽水凝膠，可顯著促進(jìn)細(xì)胞增殖，并誘導(dǎo)鈣化沉積形成。

2 人工合成聚合物材料

合成聚酯類多聚體如聚乳酸（Polylactide,PLA）、聚乙醇酸（Polyglycolic acid,PGA）和聚乳酸-羥基乙酸共聚物（poly lactide-co-glycolide acid,PLGA）、聚左旋乳酸（poly-L-lactic acid，PLLA）、聚乙酸內(nèi)酯（polycaprolactone，PCL），具有良好的生物相容性、生物降解性且價(jià)格低廉；另外，其力學(xué)性能、黏稠度、顆粒度或多孔纖維網(wǎng)形態(tài)、生物大分子的結(jié)合與釋放性能等可進(jìn)行特定設(shè)置，對(duì)細(xì)胞黏附和組織分化誘導(dǎo)具有明確作用[22-24]。Gangolli等[25]分別使用質(zhì)量濃度為12%和20%的PLGA（75:25）構(gòu)建整體厚度為（277±15）μm復(fù)合雙層膜支架材料，孔徑分別為（30～45）μm和（5～10）μm，接種hDPSCs后發(fā)現(xiàn)細(xì)胞可在大孔徑膜內(nèi)黏附伸展至接近支架全層，而小孔徑膜組細(xì)胞只能黏附在膜表面或僅伸展至支架表層。

截至目前，有多項(xiàng)以PLA或PLGA為支架材料承載牙源性干細(xì)胞的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)該策略可獲得牙髓組織再生。其中有El-Backly[26]等使用兔源牙髓細(xì)胞；Cordeiro等[27]和Sakai等[28]使用人SHEDs；Huang等[29]使用人SCAPs接種到PLA或PLGA多孔纖維網(wǎng)絡(luò)支架中，然后分別植入到實(shí)驗(yàn)兔或裸鼠體內(nèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果均發(fā)現(xiàn)可形成與生理性牙髓組織細(xì)胞成分和結(jié)構(gòu)非常接近的組織，在髓腔及牙本質(zhì)表面有類似于管狀雙層結(jié)構(gòu)的礦化牙本質(zhì)形成。

3 復(fù)合支架材料

細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）是存在于哺乳動(dòng)物體內(nèi)的包繞細(xì)胞的復(fù)雜實(shí)體結(jié)構(gòu)。主要包括結(jié)構(gòu)蛋白（膠原和彈力蛋白）、特殊蛋白（原纖蛋白、纖連蛋白和層黏連蛋白）、葡糖氨基聚糖類（透明質(zhì)酸）等。ECM不僅可提供結(jié)構(gòu)支撐，還提供細(xì)胞代謝環(huán)境，細(xì)胞通過該介質(zhì)以完成代謝和信息傳遞。因此，任何單一組分的組織工程支架材料均無(wú)法代替ECM的作用，均需不同組分進(jìn)行組合，以實(shí)現(xiàn)功能互補(bǔ)；或需要活性基團(tuán)修飾或生長(zhǎng)因子參與，才能更好地發(fā)揮支架材料作用。在牙髓組織工程應(yīng)用中，將ECM成分通過親水性介質(zhì)或親水基團(tuán)與水分子構(gòu)成水凝膠，更便于多變狹窄形態(tài)髓腔內(nèi)的操作使用[30]。

3.1 多糖類復(fù)合材料

HA具有良好的細(xì)胞滋養(yǎng)作用。Lee等[17]報(bào)道一種由HA酪胺（HA-Tyr）和纖維蛋白組成的互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠，能顯著促進(jìn)細(xì)胞增殖和毛細(xì)血管形成。但HA力學(xué)性能差、體內(nèi)降解快，因而需結(jié)合性能互補(bǔ)材料進(jìn)行修飾。Jones等[31]以聚乙二醇二醋酸鹽（polye thylene glycol diacrylate，PEGD A）為介質(zhì)，將HA與膠原交聯(lián)，構(gòu)成可注射水凝膠支架，具有良好的臨床可操作性，可顯著增強(qiáng)hDPSCs細(xì)胞的增殖、遷移、分化活性。黃健萍等[32]研究鈣黏蛋白多肽修飾的HA水凝膠，將其結(jié)合hDPSCs，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)牙髓細(xì)胞可以向神經(jīng)細(xì)胞分化誘導(dǎo)，裸鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)觀察到有鈣化沉積形成。曹春玲等[33]使用羥乙基殼聚糖，借助苯甲醛修飾的聚乙二醇（OHC-PEO-CH O）共價(jià)交聯(lián)，形成水凝膠，可顯著提高牙髓細(xì)胞增殖活性。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)將海藻酸鈉和氯化鈣溶液混入前二者組分中，可形成羥乙基殼聚糖和海藻酸鈉雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，從而顯著提高凝膠網(wǎng)絡(luò)的抗壓縮力學(xué)性能和成牙本質(zhì)分化性能。

3.2 蛋白質(zhì)多肽類復(fù)合材料

3.2.1 膠原、明膠基質(zhì)復(fù)合材料

由于膠原是細(xì)胞外基質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)蛋白，有膠原蛋白（COL）包被或修飾的特異性功能增強(qiáng)型材料可使其獲得更接近細(xì)胞外基質(zhì)的屬性，并克服自身機(jī)械性能差、易吸收等缺點(diǎn)。Nosrat等[34]使用含有牛COL I和羥基磷灰石顆粒的膏體作為根管內(nèi)支架材料，用于未成熟前磨牙治療，結(jié)合根尖誘導(dǎo)出血形成根管內(nèi)血凝塊。組織學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，COL I支架結(jié)合來(lái)自于根尖的干細(xì)胞，在根管壁表面形成新生牙本質(zhì)，并出現(xiàn)礦化；而單純誘導(dǎo)根管內(nèi)血凝塊的根管壁僅有新生纖維結(jié)締組織和不定型礦化物形成。Zou等[35]制備一種經(jīng)COL I表面修飾的PLGA纖維網(wǎng)絡(luò)支架，接種hDPSCs，發(fā)現(xiàn)其可顯著促進(jìn)細(xì)胞增殖與成牙本質(zhì)細(xì)胞分化以及牙本質(zhì)鈣化沉積，形成緊密結(jié)合的三維復(fù)合體。研究證實(shí)COL I表面修飾增強(qiáng)了細(xì)胞在PLGA纖維網(wǎng)絡(luò)支架表面的黏附伸展。Kim等[36]將微孔生物活性玻璃納米顆粒結(jié)合在聚乙酸內(nèi)酯明膠納米纖維基質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)其能通過整合素、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號(hào)通路促進(jìn)hDPSCs的成牙本質(zhì)分化。Nakashima等[37]使用粒細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor,G-CSF）動(dòng)員的自體牙髓干細(xì)胞，將其加入含有G-CSF的去端肽膠原溶液中，植入根管預(yù)備后的根管內(nèi)，膠原海綿封閉髓腔后，玻璃離子水門汀墊底，復(fù)合樹脂充填。通過5例臨床探索性研究確定再生的牙髓組織具有活力，并觀察到功能性牙本質(zhì)形成。

3.2.2 絲素蛋白復(fù)合材料

絲素蛋白的特性有利于體外制備形成三維纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，添加特異性誘導(dǎo)分化材料或生長(zhǎng)因子，可促進(jìn)細(xì)胞完成功能分化。Zhang等[38]在六氟二丙醇基（hexafluoro-2-propanol,HFIP）絲素蛋白和水合絲素蛋白多孔支架上接種新生4 d大鼠牙囊細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)這些絲素支架不僅可誘導(dǎo)骨性牙本質(zhì)形成，還對(duì)骨性牙本質(zhì)形態(tài)與大小具有調(diào)控作用。接種hDPSCs也觀察到鈣化結(jié)節(jié)的形成以及牙髓組織形成。此后，該課題組制備絲素蛋白/羥基磷灰石支架結(jié)合hDPSCs放置在牙根管中植入裸鼠皮下，通過在該支架材料中混合超順磁性氧化鐵微粒，MRI成像觀察發(fā)現(xiàn)支架材料性能穩(wěn)定，細(xì)胞毒性小，組織再生與材料降解相適應(yīng)。免疫組化分析顯示有成牙本質(zhì)分化相關(guān)蛋白陽(yáng)性表達(dá)，HE和茜素紅染色顯示根管內(nèi)有再血管化和礦化組織形成[39]。Yang等[40]在結(jié)合有堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（basic fibroblast growth factor,bFGF）的絲素蛋白多孔支架中接種hDPSCs，放置在牙根段的髓腔中，然后異位植入裸鼠體內(nèi)，4周后取出，結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)合bFGF的支架材料hDPSCs復(fù)合體形成具有良好脈管結(jié)構(gòu)的牙髓樣組織，并且有新基質(zhì)沉積和牙本質(zhì)樣組織形成。說明添加特殊生長(zhǎng)因子的絲素蛋白支架材料能夠支持hDPSCs的功能性分化。上述研究均提示絲素蛋白作為一種性能優(yōu)良的支架材料，在牙髓再生應(yīng)用研究中將發(fā)揮重要作用。

3.2.3 多肽類復(fù)合材料

多肽容易合成，且比較穩(wěn)定，多種氨基酸片段有寬泛的組裝剪切選擇，可以形成納米纖維結(jié)構(gòu)，因此越來(lái)越多地應(yīng)用于牙髓再生研究中。Chan等[41]將hDPSCs包裹于自組裝多肽納米纖維水凝膠中，細(xì)胞凝膠復(fù)合體經(jīng)體外礦化誘導(dǎo)培養(yǎng)后，植入裸鼠皮下，4周后取出。可見鈣化組織和毛細(xì)血管形成，且檢測(cè)到多種成骨標(biāo)記物陽(yáng)性表達(dá)，X線阻射影達(dá)到78%。體現(xiàn)了自組裝多肽納米纖維支架支持hDPSCs特異性分化的作用。Galler等[42]以具有細(xì)胞黏附性的自組裝多肽納米纖維水凝膠包裹hDPSCs，添加成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（fibroblast growth factor,FGF）、轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子β1（transforming growth factor-β1,TGF-β1）以及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）。結(jié)合細(xì)胞和生長(zhǎng)因子的水凝膠復(fù)合物放置在牙根段髓腔內(nèi)，植入裸鼠皮下，形成血管化類牙髓組織。Xia等[43]制備含RGD片段和模擬VEGF肽段表位的自組裝多肽水凝膠，接種DPSCs和臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞，觀察到該支架材料可以促進(jìn)細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)微血管形成，有望用于牙髓-牙本質(zhì)復(fù)合體再生。

工程化設(shè)計(jì)的功能基團(tuán)及可注射水凝膠系統(tǒng)使多肽支架具有商品化應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。Dissanayaka等[44]使用PuraMatrix多肽水凝膠，評(píng)價(jià)其在體內(nèi)形成血管化牙髓再生的潛力。他們將人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞和hDPSCs包裹在PuraMatrix多肽水凝膠中，在沒有外源性生長(zhǎng)因子作用下，多肽納米纖維微環(huán)境支持細(xì)胞增殖、遷移和毛細(xì)血管網(wǎng)形成。將單純hDPSCs或復(fù)合細(xì)胞水凝膠植入實(shí)驗(yàn)大鼠體內(nèi)，均觀察到有鈣化牙本質(zhì)斑塊的牙髓樣組織形成。復(fù)合細(xì)胞水凝膠組顯示有更多細(xì)胞外基質(zhì)、血管和鈣化組織形成。此外，一種商業(yè)化應(yīng)用的多肽鏈——Dentonin，其含有整聯(lián)蛋白結(jié)合域（RGD）和磷酸糖蛋白糖胺聚糖結(jié)合域（SGDG），而細(xì)胞外基質(zhì)磷酸糖蛋白（m atrix extracellular phosphoglycoprotein，MEP E）是激活DPSCs增殖和成牙本質(zhì)分化的關(guān)鍵起始活性基團(tuán)。因此Nguyen等[45]利用Dentonin結(jié)合一種水溶性自組裝多肽根鏈，改性形成可注射納米纖維多肽水凝膠，混合細(xì)胞后體外培養(yǎng)。結(jié)果顯示，對(duì)比單純多肽根鏈組和以類似Dentonin肽鏈替代修飾組，功能性多肽水凝膠對(duì)混合的成纖維細(xì)胞或DPSCs具有顯著促進(jìn)增殖作用，并能形成正常牙本質(zhì)鈣化沉積。

3.3 生物基質(zhì)提取物復(fù)合材料

生物基質(zhì)提取物是從動(dòng)物或人體血漿或特定組織中提取的含部分細(xì)胞或無(wú)細(xì)胞成分，含有組織基質(zhì)多種組成成分和特定組織細(xì)胞功能分化信息，可直接作為支架材料用于組織工程。

3.3.1 富血小板濃縮物

富血小板血漿（platelet-rich plasma,PRP）是一種來(lái)源于血漿成分通過特定離心方式得到的含高濃度血小板的血漿提取物，自20世紀(jì)90年代中期開始用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可顯著促進(jìn)創(chuàng)口愈合。通過改進(jìn)離心方法，目前已發(fā)展形成第2代血漿制品的富血小板纖維蛋白（platelet-rich fibrin,PRF）和第3代的濃縮生長(zhǎng)因子（concentrated growth factor,CGF）。PRP、PRF、CGF作為血漿提取物研究的3個(gè)階段的產(chǎn)物，在血小板濃縮量、白細(xì)胞含量、纖維蛋白凝塊形成和結(jié)構(gòu)特征等方面有明顯不同，因而有著不同的臨床應(yīng)用價(jià)值。

PRP、PRF、CGF和其相關(guān)的組成成分（生長(zhǎng)因子和纖維蛋白）可顯著促進(jìn)牙源性干細(xì)胞增殖、遷移與功能分化，對(duì)牙本質(zhì)再生和血管新生具有明顯促進(jìn)作用[46-48]。有研究顯示PRF的作用優(yōu)于PRP，并能在炎癥微環(huán)境中保持對(duì)DPSCs的促增殖、遷移與分化作用[47]。研究還顯示DPSCs可緊密結(jié)合在富含血小板和白細(xì)胞的密集纖維蛋白網(wǎng)絡(luò)的CGF支架表面，細(xì)胞突觸伸展到CGF的微孔中，細(xì)胞之間借偽足突觸形成緊密連接，形成良好三維空間結(jié)構(gòu)[48]。因而血小板濃縮物具有支架以及釋放生長(zhǎng)因子的雙重作用，可用于牙髓再生研究。

由于來(lái)源于自身的血漿成分獲取方便，無(wú)免疫原性，含有天然生長(zhǎng)因子和纖維蛋白網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，已有研究將其作為無(wú)細(xì)胞支架，結(jié)合刺激根尖周出血直接應(yīng)用于臨床牙髓再生治療。由于研究背景的差異，有個(gè)別研究認(rèn)為結(jié)合使用PRP、PRF、CGF和目前臨床單純使用刺激根尖周出血引流到根管內(nèi)的血凝塊充盈法治療效果無(wú)顯著差異[49]，但是多數(shù)研究報(bào)告認(rèn)為結(jié)合PRP、PRF或CGF的治療方法可趨化誘導(dǎo)根尖組織來(lái)源干細(xì)胞，獲得根管壁增厚、牙根延長(zhǎng)、根尖孔縮窄的效果，而且根尖孔閉合程度、牙根增長(zhǎng)長(zhǎng)度、牙髓感覺功能恢復(fù)程度和根管壁新生牙本質(zhì)沉積量等中、遠(yuǎn)期效果尤其顯著，優(yōu)于目前臨床常規(guī)采用的血凝塊充盈法[50-52]。其內(nèi)在機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究。

3.3.2 牙本質(zhì)基質(zhì)提取物

Athirasala等[53]研究認(rèn)為包繞牙髓腔的牙本質(zhì)基質(zhì)中含有大量促牙髓生成信號(hào)分子。其中有機(jī)基質(zhì)可以分為兩種主要組分：①不溶于酸性條件并在組織中占比最高的有機(jī)成分I型膠原。②小分子非膠原蛋白，如附加糖胺聚糖（Glycosarninoglycans,GAGs）的蛋白聚糖（Proteoglycans,PGs）和生長(zhǎng)因子。而牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白保有對(duì)細(xì)胞存活、增殖和分化有重要作用的正常細(xì)胞黏附位點(diǎn)（RGD）和基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloprotein,MMP）結(jié)合位點(diǎn)。利用海藻酸鈉具有的強(qiáng)成膠能力，將二者以不同比例組合，制備海藻酸鈉-牙本質(zhì)基質(zhì)（Al g-Dent）復(fù)合溶液；然后接種人SCAPs或hDPSCs，構(gòu)成3D打印母液，打印時(shí)以CaCl2共價(jià)交聯(lián)形成凝膠。結(jié)果顯示適當(dāng)比例的Alg-Dent在體外復(fù)合細(xì)胞，能持續(xù)保持細(xì)胞活性。這無(wú)疑是一種保持高度牙髓細(xì)胞增殖與分化活力和更具可操作性的支架材料的選擇。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，組織工程牙髓再生支架材料相關(guān)體外實(shí)驗(yàn)研究已在細(xì)胞增殖、分化以及與支架結(jié)合機(jī)制方面取得較大進(jìn)展，體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已獲得接近正常牙髓組織各組分和成牙本質(zhì)細(xì)胞貼附根管壁、具有牙本質(zhì)小管形態(tài)的新生牙本質(zhì)沉積等牙髓-牙本質(zhì)復(fù)合體再生證據(jù)，同時(shí)也有為數(shù)不多的獲得成功的牙髓再生臨床研究報(bào)告。然而，牙髓-牙本質(zhì)復(fù)合體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組織工程再生策略臨床應(yīng)用還受到相當(dāng)多的條件限制，有待進(jìn)一步深入探討。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突