When children lose their baby teeth, there is an adult set already growing beneath the gums, ready to emerge. But if we lose our permanent teeth, there aren't any more waiting in the wings. Right now, the options for replacing these lost teeth are either
当孩子们失去乳牙时，牙龈下已经长出了一组成人牙齿，准备长出来。但如果我们失去了恒牙，就没有更多的等待了。目前，替代这些缺失牙齿的选择要么是假牙，要么是钛植入物，两者都不能提供与真实活牙相同的功能和反馈。塔夫茨大学牙科医学院教授Pamela Yelick，AG89，希望能够长出新的活牙来代替我们失去的牙齿。在2024年底发表在《干细胞转化医学》上的一篇论文中，Yelick和她的同事们表明，他们可以使用人和猪的牙齿细胞组合在猪身上生长出类似人类的牙齿。这项工作是朝着用生物工程活牙取代牙科植入物迈出的重要一步。
牙科植入物通常有一个钛基，钛基固定在颚骨中。钛与骨骼结合良好，但它没有围绕天然牙根的软组织来缓冲咀嚼力并促进健康的骨骼更新，也没有神经来提供感觉反馈。
如果植入物没有完全对齐，或者一个人咀嚼得太用力，植入物周围的骨头可能会开始分解并被吸收回体内。这为细菌到达植入物创造了机会，这会加速骨吸收，最终导致植入物失败。
Yelick说：“即使是制作一个牙根，你可以在中间放置一个活牙髓，用牙周韧带固定，而不是拧入颌骨，也可以极大地改善一个人的口腔健康，进而改善系统健康。”Yelick也在生物医学科学研究生院和工程学院任职。
促使身体长出新牙齿并不容易。我们的牙齿最初是一个牙芽——颌骨内的一个小细胞球——它生长并分化为构成牙齿并将其连接到颌骨的所有硬组织和软组织。研究人员需要用正确的细胞类型和指令创造自己的生物工程牙芽，使其能够自行生长成牙齿。
牙芽由两种类型的细胞组成：产生牙釉质的牙上皮细胞和最终形成牙齿其余部分的牙间充质细胞，包括牙髓、牙本质、牙骨质和牙周韧带组织。
Yelick和她的团队能够从提取的人类智齿和其他因正畸原因拔除的健康牙齿的牙髓中收集牙间充质细胞，但牙上皮细胞仅存在于牙齿发育的早期阶段。一旦我们的牙齿形成，就不能从人身上收集它们。然而，它们可以从猪颌骨中未萌出的牙齿中采集。
与人类不同，猪可以长出多组成年牙齿，因此它们的成年颌骨含有额外的牙芽。研究人员获得了原本会从屠宰场丢弃的猪颌骨，并能够从中提取出牙芽。他们在实验室中培养了这些牙齿细胞以及人类牙齿细胞，然后将它们添加到生物工程支架中，这有助于为开始牙齿发育提供必要的线索。然后，他们将这些生物工程牙齿植入成年猪的颌骨，并对动物进行了几个月的监测。
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研究人员发现，生物工程牙齿的发育速度与天然猪牙相似，与人类牙齿相当接近。由于实验只计划了三个月，牙齿没有机会穿过牙龈，但它们经历了与天然牙齿相同的发育阶段。Yelick说：“我们发现我们可以制作出这些漂亮的小牙齿。”。Yelick和她的同事们希望在未来的实验中更长时间地追踪牙齿发育。他们还在研究指导细胞行为的信号分子，寻找从颌骨内启动牙齿生长的方法，而不需要在实验室中单独提取和培养细胞。他们的最终目标是能够促使人颌骨内的细胞生长出新的、完全人类的牙齿——不需要猪细胞。在研究人员能够培育出人类牙齿的活体替代品之前，还有更多的工作要做，但Yelick认为这在未来十年是可以实现的。Yelick说：“理想情况下，你尽可能长时间地保持牙齿。这是最好的情况。”。“但如果发生了什么，我们希望有生物牙齿替代品。”