Microsoft Word 路博闻6.0W.DOC

Size: px

Start display at page:

Download "Microsoft Word 路博闻6.0W.DOC"

远慈谷
5 years ago
Views:

1 中国组织工程研究第 18 卷第 24 期出版 Chinese Journal of Tissue Engineering Research June 11, 2014 Vol.18, No.24 牙周组织工程研究进展 : 问题与应用路博闻, 徐璐璐, 张洋, 韩光 ( 解放军总医院口腔正畸科, 北京市 ) 文章亮点 : 1 此问题的已知信息 : 牙周疾病传统的牙周基础治疗等方法只能去除病因, 不能完全恢复已丧失的牙周组织, 随着组织工程技术的发展, 研究者们将种子细胞与支架材料的复合物移植到牙周组织缺损部位, 并在相关因子的作用下, 实现牙周组织的再生 2 文章增加的新信息 : 文章分别就牙周组织工程三大基本要素的相关研究以及新进展作一简要综述研究证实牙周膜干细胞在牙周组织再生领域是具有良好的应用前景, 骨髓基质干细胞是修复牙周组织缺损的一种较为理想的种子细胞, 牙囊细胞具有多向分化潜能, 可以形成牙周组织多种生物活性分子已被证实有较强的牙周组织修复功能, 目前应用于牙周组织工程的支架材料主要分为天然生物材料和人工合成材料如何选择最佳的种子细胞细胞因子以及支架材料的复合物, 其研究还需进一步完善 3 临床应用的意义 : 组织工程作为重建缺失组织产生新生组织的技术, 不仅为牙周组织恢复开拓了新的方向提供了新的思路, 而且使已破坏的牙周组织实现再生成为一种可能关键词 : 组织构建 ; 组织工程 ; 牙周 ; 牙周膜干细胞 ; 骨髓基质干细胞 ; 牙囊细胞 ; 血小板衍化生长因子 ; 骨形态发生蛋白 ; 碱性成纤维细胞生长因子 ; 胶原 ; 壳聚糖 ; 聚乳酸 - 聚羟基乙酸 ; 国家自然科学基金主题词 : 牙 ; 间充质干细胞 ; 牙周膜 ; 牙囊 ; 骨形态发生蛋白基金资助 : 国家自然科学基金 ( 青年科学基金项目 ); 全军医学科研十二五计划课题 (CWS11J118); 解放军总医院临床科研扶持基金项目 (2013FC-TSYS-2007) 路博闻, 男,1988 年生, 河北省张家口市人, 汉族, 解放军总医院口腔正畸科在读硕士, 主要从事牙周组织工程研究通讯作者 : 徐璐璐, 博士, 副主任医师, 副教授, 硕士生导师, 解放军总医院口腔正畸科, 北京市 doi: /j.issn [ 中图分类号 :R318 文献标识码 :A 文章编号 : (2014) 稿件接受 : 摘要背景 : 组织工程技术的出现为实现牙周组织完全再生提供了全新的思路和方法目的 : 就近年来牙周组织工程种子细胞生长因子和支架材料三大基本要素的最新研究及相关进展进行简要综述方法 : 由第一作者检索 PubMed 数据库关于牙周组织工程研究方面的文章, 检索词为 periodontal tissue engineering, 限定文献语言种类为 English; 同时检索 CBM 数据库 2009 年 1 月至 2013 年 12 月相关牙周组织工程方面的文献, 检索词为牙周组织工程排除重复性研究, 最终纳入 30 篇文献进行综述结果与结论 : 研究证实牙周膜干细胞在牙周组织再生领域是具有良好的应用前景, 骨髓基质干细胞是修复牙周组织缺损的一种较为理想的种子细胞, 牙囊细胞具有多向分化潜能, 可以形成牙周组织多种生物活性分子已被证实有较强的牙周组织修复功能, 与牙周组织工程相关的主要生长因子有血小板衍化生长因子骨形态发生蛋白转化生长因子 β 胰岛素样生长因子碱性成纤维细胞生长因子釉基质衍生物等目前应用于牙周组织工程的支架材料主要分为天然生物材料和人工合成材料如何选择最佳的种子细胞细胞因子以及支架材料的复合物, 其研究还需进一步完善路博闻, 徐璐璐, 张洋, 韩光. 牙周组织工程研究进展 : 问题与应用 [J]. 中国组织工程研究,2014,18(24): New progress of periodontal tissue engineering: problems and applications Lu Bo-wen, Xu Lu-lu, Zhang Yang, Han Guang (Department of Orthodontics, General Hospital of Chinese PLA, Beijing , China) Abstract BACKGROUND: Tissue engineering technology provides novel methods for the regeneration of periodontal tissue. OBJECTIVE: To summarize the recent progress of periodontal tissue engineering seed cells, growth factor and scaffold materials. METHODS: The first author searched the PubMed database ( on periodontal tissue engineering study, using the key words of periodontal tissue engineering in English; at the same time CBM database from January 2009 to December 2013 was also retrieved for periodontal tissue engineering literature, using the key words of periodontal tissue engineering in Chinese. Repetitive studies were excluded, and finally 30 articles were included to review. RESULTS AND CONCLUSION: Study showed that, periodontal ligament stem cells have good application Lu Bo-wen, Studying for master s degree, Department of Orthodontics, General Hospital of Chinese PLA, Beijing , China Corresponding author: Xu Lu-lu, M.D., Associate chief physician, Associate professor, Master s supervisor, Department of Orthodontics, General Hospital of Chinese PLA, Beijing , China Accepted: P.O. Box 10002, Shenyang

2 prospect in periodontal tissue regeneration; bone marrow stromal stem cells is the ideal seed cells for the repair of periodontal tissue defects; dental follicle cells have pluripotent differentiation potentials and they can form periodontal tissue. A variety of biologically active molecules have been shown to have a strong function of repairing periodontal tissue, the growth factors associated with periodontal tissue engineering are mainly platelet-derived growth factor, bone morphogenetic protein, transforming growth factor β, insulin-like growth factor, basic fibroblast growth factor, and enamel matrix derivative. Currently the scaffold materials used in periodontal tissue engineering can be divided into natural biological materials and artificially synthetic materials. How to choose the best seed cells, cytokines and scaffold complexes needs to be further improved. Subject headings: tooth; mesenchymal stem cells; periodontal ligament; dental sac; bone morphogenetic protein Funding: the National Natural Science Foundation of China, No ; Military Medical Science Research during the Twelfth Five-Year Plan, No. CWS11J118; Clinical Scientific Research Program of General Hospital of Chinese PLA, No. 2013FC-TSYS-2007 Lu BW, Xu LL, Zhang Y, Han G. New progress of periodontal tissue engineering: problems and applications. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2014;18(24): 引言 Introduction 牙周疾病是引起牙周组织缺损, 最终导致牙齿缺失的常见病因牙周病治疗的目的不仅在于控制炎症, 更在于使已破坏的牙周组织再生以形成新附着牙周组织的再生即牙周膜牙骨质牙槽骨以及牙龈的再生组织工程学理论和技术的飞速发展, 为牙周组织再生研究提供了新的思路牙周组织工程中的三大基本要素有种子细胞生长因子和支架材料种子细胞问题是进行牙周组织工程首要问题, 一直是众多学者研究的热点牙周组织工程中经常用到的种子细胞有 : 牙周膜干细胞骨髓基质干细胞牙囊细胞等生长因子是一类生物活性因子, 能够调节细胞生长伤口愈合及组织再生由于其可以调节影响不同类型细胞的增殖分化趋化移行代谢及免疫等, 故在组织修复中发挥重要作用与牙周组织再生相关的生长因子主要有 : 骨诱导形成蛋白碱性成纤维细胞因子釉基质蛋白等合适支架材料的选择也是牙周组织工程中非常重要的内容支架材料分为天然衍生类和人工合成类近年, 随着纳米材料的应用和发展, 纳米材料在组织工程上的应用也逐渐增多文章就牙周组织工程的相关内容以及研究进展作一简要综述 1 资料和方法 Data and methods 1.1 资料来源由第一作者于 2013 年 11 月至 12 月进行检索检索数据库为 Pubmed 数据库 ( nih.gov/pubmed) CBM 数据库 ( cn/) 资料的检索时间范围为 2009 年 1 月至 2013 年 12 月英文检索词为 periodontal tissue engineering 中文检索词为牙周组织工程, 并手工检索相关书籍 1.2 检索方法纳入标准 : 关于牙周组织工程种子细胞生长因子及支架材料的研究现状, 对具体研究的回顾调查排除标准 : 重复性研究质量评估 : 计算机初检得到 109 篇文献, 包括中文 34 篇, 英文 75 篇通过阅读标题和摘要进行初筛, 排除因研究目的与本文无关及重复的文献 79 篇, 最终保留 30 篇进一步分析, 其中基础理论研究及动物实验研究为 27 篇, 临床研究 3 篇 2 结果 Results 2.1 种子细胞理想的种子细胞应该具备以下特点 : 便于取材, 尽可能降低对机体的损伤 ; 细胞增殖能力强 ; 可塑性强 ; 低免疫源性, 无排斥反应 ; 回植体内, 对机体无毒性作用和致瘤性牙周膜干细胞牙周膜干细胞是一组具有多向分化潜能的异质性多能干细胞, 能向成纤维细胞成骨细胞成牙骨质细胞分化, 进而形成牙周膜牙槽骨和牙骨质, [1] 从而形成新的牙周附着结构 Gay 等将牙周膜干细胞和作为对照的骨髓基质干细胞在相同标准的条件下进行培养, 通过向骨组织软骨组织和脂肪组织分化的监测, 结果表明, 牙周膜干细胞和骨髓基质干细胞相比, 具有明显分化为成骨细胞软骨细胞和脂肪细胞的潜能并且也证明了成熟的牙周膜干细胞群可以作为牙周组织再生的种子细胞另外, 也有大量的相关临床研究均证实牙周膜干细胞在牙周组织再生领域是非常具有应用前景的种子细胞之一 [2-5] [6] 近期,Ji 等通过有限元稀释法将人的乳牙牙周膜干细胞分离提纯, 并在体内外培养下和人的恒牙牙周膜干细胞进行比较后发现, 体外培养下的人的乳牙牙周膜干细胞比人的恒牙牙周膜干细胞有更高的增殖率和更强的形成细胞群落的能力而且, 人的恒牙牙周膜干细胞和人的乳牙牙周膜干细胞相比, 在碱性磷酸酶活性矿化基质形成以及矿化相关基因表达包括 RUNX2 碱性磷酸酶 Ⅰ 型胶原骨钙素等方面均有显著增强由此表明乳牙牙周膜干细胞可以作为牙周组织工程的一种有希望的候选种子细胞然而, 牙周膜干细胞增殖分化再生的细胞数量少自体获得困难等缺点尚不能满足临床的需要, 还需深入的研究 ISSN CN /R CODEN: ZLKHAH 3901

3 A B 碱性磷酸酶 mrna 相对表达 [11] 图 1 牙囊细胞碱性磷酸酶表达图注 : 图中 A 为成骨培养基培养第 10 天组织化学染色显示碱性磷酸酶表达 (n=3);b 为实时 PCR 分析表明 : 在成骨培养基第 10,17 天培养, 碱性磷酸酶 mrna 表达增加至倍骨髓基质干细胞骨髓基质干细胞来源丰富, 取材简便, 对机体的损伤小, 具有较强的增殖能力和分化能力, 这些多重优越性使其在临床上有较好的应用前景最 [7] 近,Li 等在 5 只比格犬口腔内手术形成骨缺损模型, 然后分别将已转染人骨形态发生蛋白 7 基因的骨髓基质干细胞和未转染人骨形态发生蛋白 7 基因的骨髓基质干细胞在胶原蛋白膜培养后植入到骨缺损的模型中, 术后 12 周观察结果显示, 试验组在新骨形成上明显高于对照组, 且已转染人骨形态发生蛋白 7 基因的骨髓基质干细胞比未转染人骨形态发生蛋白 7 基因的骨髓基质干细胞在新骨形成上也显著增强, 表明骨髓基质干细胞可以用作修复牙周缺损的种 [8] 子细胞 Zhou 等首先将骨保护素基因转染至骨髓基质干细胞, 并用倒置相差显微镜和扫描电子显微镜观察在聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物表面培养的经修饰的骨髓基质干细胞的细胞形态和增殖情况, 结果显示, 经骨保护素基因修饰过的骨髓基质干细胞能够在支架材料上大量增殖, 且 6 周后新骨和牙骨质的形成量也明显的多于对照组, 由此证明骨髓基质干细胞是修复牙周组织缺损的一种较为理想的种子细胞牙囊细胞牙囊起源于神经嵴间叶细胞, 是包绕于成釉器和牙乳头外周的疏松结缔组织牙囊参与牙胚发育主要体现在其对于牙齿萌出牙周组织形成及牙根形成具有重要作用牙囊细胞是牙周组织的前体细胞, 可以分化为成纤维细胞成骨细胞和成牙骨质细胞, 在牙发育后期可形成牙周膜牙槽骨和牙本质, 并已有学者成功分离和培养出具有多向分化潜能的牙囊细胞 (dental follicle stem cells,dfscs), 同时证明可以形成牙周组织 [9-11], 牙囊细胞碱性磷酸酶表达及矿化结节形成见图 1,2 [12] 据 Yang 等将携带 SV40Tag 基因的反转录病毒转染至 SD 大鼠的牙囊细胞中, 通过对细胞形态活性的观察图 2 牙囊细胞在成骨培养基中培养 30 天 Von Kossa 染色显示矿化结节的形成 (n=3) [11] 以及对端粒酶活性新骨生成及牙囊细胞扩增的分析, 显示转染 SV40Tag 基因的牙囊细胞在体外可以稳定的培养 60 代左右且仍保持较好的生物学特性, 说明牙囊细胞可以具备作为牙周组织工程种子细胞的条件 [13] Felthaus 等对信号分子和牙囊细胞迁徙之间的关系进行了研究, 发现经骨形态发生蛋白 2 和转化生长因子 β1 处理过的牙囊细胞比经表皮生长因子处理过的细胞迁徙速度快, 证明了骨形态发生蛋白 2 和转化生长因子 β1 是较好的细胞因子, 进而对种子细胞成骨分化中最佳信号分子的选择具有提示作用最新研究显示,TRPM4 在大鼠的牙囊细胞分化过程中对钙离子信号通道产生一定影响 [14], 表现在矿化作用和碱性磷酸酶活性均增强, 由此说明了牙囊细胞在分化及成骨过程中信号传导的分子机制, 特别是钙离子信号通道受到明显影响, 从而对今后的种子细胞分化的分子机制研究具有一定指导意义脂肪干细胞脂肪干细胞容易获取, 增殖能力强, 体外培养可以保持良好的增殖活性和生存能力, 其具有向成骨细胞软骨细胞和脂肪细胞等多向分化的潜能, 故也被视作种子细胞的选择对象牙周组织再生的关键要素除了要有良好的种子细胞以外, 还要有利于细胞生长增殖 [15] 的基质环境 Tobita 等则将脂肪干细胞培养在富含血小板的血浆中, 由于脂肪干细胞具有多向分化的潜能, 而且还可以分泌多种生长因子, 一段时间后显示, 脂肪干细胞的增殖分化和生存率均得到明显改善和增强从而印证了脂肪干细胞和富含血小板的血浆共同培养的方法在牙周组织再生领域具有一定应用前景人胚胎干细胞人胚胎干细胞具有多向分化潜能, 可分化为多种细胞, 是近年种子细胞研究的热点 [16] Inanç 等通过研究, 分析了人胚胎干细胞的分化和牙根表面的关系, 证实了人胚胎干细胞可以作为牙周组织工程合适的种子细胞 3902 P.O. Box 10002, Shenyang

4 2.2 生长因子多种生物活性分子已被证实有较强的牙周组织修复功能, 与牙周组织工程相关的主要生长因子有血小板衍化生长因子骨形态发生蛋白转化生长因子 β 胰岛素样生长因子碱性成纤维细胞生长因子釉基质衍生物等血小板衍化生长因子随着分子生物学技术的飞速发展, 对血小板衍化生长因子的理化性质生物学效应作用机制及在创伤修复中的重要作用有了深入的了解 [17] Chang 等使用同轴电场下的雾化技术将血小板衍化生长因子和辛伐他汀封装在双层聚 (d l- 丙交酯 ) 和聚 (d l- 丙乙交酯 ) 微球中, 并对术后 14 d 和 28 d 进行观察, 得出血小板衍化生长因子和辛伐他汀的混合物促进牙周组 [18] 织再生的结论另 Gruber 等在探究肾上腺素受体激动剂 β2(beta 2-adrenergic receptor agonists) 对牙周成纤维细胞增殖和蛋白合成的影响时, 选择血小板衍化生长因子作为刺激因子, 说明了血小板衍化生长因子在细胞代谢分化和增殖过程的重要性骨形成蛋白骨形态发生蛋白属于转化生长因子 β 超家族成员, 具有很强的诱导成骨能力由于骨形成蛋白在骨修复中的重要作用, 现已成为组织工程用于牙周组织缺损修复的一个研究热点有研究发现, 牙囊细胞迁徙时, 在不同生长因子处理下, 骨形态发生蛋白 2 组和转化生长因子 β1 组细胞迁徙速度明显快于表皮生长因子组, 且仅有骨形态发生蛋白 2 组有成骨分化现象 [19] Soran 等分别将小鼠的间充质干细胞放在壳聚糖支架包含骨形态发生蛋白 6 藻酸盐微球的壳聚糖支架以及仅含有骨形态发生蛋白 6 的壳聚糖支架三组培养基中进行培养, 结果显示骨形态发生蛋白 6 控制下的藻酸盐微球组对成骨分化有明显的促进作用骨形态发生蛋白 2 骨形态发生蛋白 6 和骨形态发生蛋白 7 在人牙周膜干细胞成骨分化作用有何不同,Hakki [20] 等进行了研究, 他们将来源于人埋伏第 3 磨牙的牙周膜干细胞作为种子细胞, 用实时细胞监测仪分别对不同浓度的骨形态发生蛋白 2 骨形态发生蛋白 6 和骨形态发生蛋白 7 调控的影响给予监测, 数据结果显示一定浓度的骨形态发生蛋白对牙周膜干细胞的增殖分化矿化结节的形成以及成骨过程中 mrna 的表达都有一定促进作用而其中骨形态发生蛋白 6 的诱导成骨分化作用最为明显随着研究的深入, 骨形态发生蛋白作为重要的信号分子, 相信在未来牙周组织工程中体现的价值将会更大转化生长因子 β 转化生长因子 β 在机体内具有多种调节功能, 通过刺激牙周膜细胞的增殖分化, 促进牙周软组织的再生和牙周硬组织的形成, 因此在牙周组织损伤修复中发挥着重要的调节作用特别是转化生长因子 β1 在牙周组织完整性的保持以及再生上具有较好的应用前景 [21] 转化生长因子 β1 在调控成骨分化时除了有促进作 [22] 用还有一定的抑制作用 Ochiai 等发现, 高剂量转化生长因子 β1 或者多次给予转化生长因子 β1 处理的人牙周膜细胞,mRNA 的表达和胰岛素样生长因子 1 蛋白质水平会显著下降, 而胰岛素样生长因子 1 的抑制又会使 RUNX2 碱性磷酸酶 BSP 等基因的 mrna 表达受到抑制, 由此表明持续给予转化生长因子 β1 或者高剂量转化生长因子 β1 会抑制成骨细胞分化, 同时也会对 PI3K/Akt 信号通路产生抑制作用该研究对转化生长因子 β1 在组织工程的具体应用具有一定的指导意义碱性成纤维细胞生长因子碱性成纤维细胞生长因子是具有多种功能的多肽生长因子, 在正常生理和病理过程中参与生长发育和组织损伤的修复过程 Shirakata [23] 等将已经形成一壁骨内缺损的实验狗分为 4 组 : 分别是 μ- 磷酸三钙处理组 ; 釉基质衍生物和 μ- 磷酸三钙处理组 ; 碱性成纤维细胞生长因子和 μ- 磷酸三钙处理组 ; 釉基质衍生物碱性成纤维细胞生长因子和 μ- 磷酸三钙处理组结果显示, 所有实验组新骨形成量并不是很明显, 但是釉基质衍生物碱性成纤维细胞生长因子和 μ- 磷酸三钙处理组在牙骨质形成量上要比 μ- 磷酸三钙处理组以及碱性成纤维细胞生长因子和 μ- 磷酸三钙处理组多, 这些结果表明釉基质衍生物碱性成纤维细胞生长因子和 μ- 磷酸三钙在牙骨质再生上将会是一种有效的治疗方法 2.3 支架材料随着牙周组织工程学的发展, 如何选取理想的支架材料已成为这一领域的关键作为组织工程化牙周组织的物质基础, 支架材料应该具备以下特性 :1 要有良好的组织相容性生物可降解性且降解速率可控 2 要有一定的机械强度 3 要有多孔性适应的孔隙率 4 要有适宜的表面化学特性以利于细胞的附着增殖和分化目前应用于牙周组织工程的支架材料主要分为天然生物材料和人工合成材料天然生物材料从 20 世纪 80 年代起, 胶原就开始应用于牙周领域, 作为细胞外基质的重要组成部分, 它以胶原纤维形式存在于体内, 不仅利于组织培养中细胞的黏附生长繁殖, 而且具有生物相容性好无毒性促进组织愈合等优点如今, 已被视作具有良好应用前景的牙周再生材料胶原可以来源于哺乳类动物也可以来源于非 [24] 哺乳类动物,Santosh Kumar 等的实验则对来源于鱼类生物的胶原屏障膜对牙周骨内缺损治疗效果进行了评估他们将 10 位伴有下颌后牙骨缺损的慢性牙周炎患者进行随机分组接受胶原膜 ( 实验组 ) 或开放皮瓣清创术 ( 对照组 ), 分别记录 3,6 和 9 个月的临床指标 ( 菌斑指数牙龈出血指数牙周探诊深度以及牙周附着的形成和退缩 ), 同时, 用 CAD 2007 软件对牙槽嵴顶的变化和 6,9 个月各组缺损填充比例进行影像学监测比较结果显示, 两组之间差异无显著性意义 ( 评估参数 P > 0.05), 但在各组内, 从基线水平到 9 个月监测的临床指标对比看具有统计学意义, 即差异有显著性意义 (P < 0.05) 由此推断, 在对牙 ISSN CN /R CODEN: ZLKHAH 3903

5 周骨内缺损的治疗上, 使用源于鱼的胶原屏障膜和开放皮瓣清创术没有显著不同壳聚糖是从甲壳类动物外壳提取出来的由 N- 乙酰基氨基葡萄糖和 N- 氨基葡萄糖随机共聚形成直链纯天然多 [25] 糖, 具有良好的生物相容性, 塑形性 Shalumon 等在静电纺丝纳米纤维支架内制备一种仿生支架, 可以较好的模仿骨细胞外基质, 例如纳米生物活性玻璃和纳米羟基磷灰石并对纳米羟基磷灰石复合聚己内酯 - 壳聚糖和纳米生物活性玻璃复合聚己内酯 - 壳聚糖在牙周组织工程中的应用进行了可行性研究, 其中蛋白质吸附研究显示, 聚己内酯 - 壳聚糖复合质量分数 3% 纳米羟基磷灰石和质量分数 3% 纳米生物活性玻璃组在其表面吸附蛋白质量均比其他组多 [26] Ge 等将人牙周膜干细胞分别植入纳米羟基磷灰石复合壳聚糖和壳聚糖支架结构中, 在不同时间间隔用扫描电子显微镜共焦激光扫描显微镜观察和 MTT 监测, 对碱性磷酸酶活性即时定量聚合酶连锁反应进行观察, 再将细胞材料的复合物植入大鼠颅骨缺损模型, 术后 12 周, 苏木精 - 伊红染色评估新骨形成结果显示, 人牙周膜干细胞植入纳米羟基磷灰石复合壳聚糖与植入壳聚糖框架中相比, 表现出更好的生存能力更高的碱性磷酸酶活性, 且骨相关标记的表达也明显升高, 骨涎蛋白骨桥蛋白和骨钙素也表达升高, 从而显示出利于新骨形成的特点人工合成材料聚乳酸 - 聚羟基乙酸属于脂肪族聚酯, 是一种具有一定机械强度和良好成型性能的生物可降解材料, 在体内无毒, 不聚积, 且有良好的生物相容性 [27] Mekala 等对在聚乳酸 - 聚羟基乙酸支架材料上源于脐带血的间充质干细胞的成骨分化进行了研究, 他们将聚乳酸和聚羟基酸以不同的百分比混合, 分为 80 20, 和三组, 同时将复合物放置在熔融的 NaCl 盐晶体基质中以增加支架材料孔隙率和孔隙的直径经观察分析显示, 在 3 组的支架材料复合物中,75 25 组具有最佳的吸水能力且经噻唑蓝试验 (MTT) 分析,75 25 组的聚合物由于具有更佳的内部分子结构, 故可以更好促进细胞的增殖分化另外, 通过用 RT-PCR 技术对碱性磷酸酶和 I 型胶原蛋白基因表达的研究对以上结果给予了进一步证实羟基磷灰石具有良好的化学稳定性和生物相容性随着纳米技术的飞速发展, 对纳米羟基磷灰石的研究方兴未艾作为一种新型纳米羟基磷灰石材料, 它仿照天然骨结构将胶原与羟基磷灰石复合, 并用聚乳酸修饰, 从而在纳米结构上与天然骨极为接近, 具有良好的孔隙率和生物相容性有研究将人牙周膜干细胞植入复合脱细胞猪真皮基质的纳米羟基磷灰石三维支架材料上 [28], 观察材料对细胞形态细胞结构细胞生存以及细胞成骨分化的影响结果发现, 脱细胞猪真皮基质的纳米羟基磷灰石可以明显的增加细胞生存能力和碱性磷酸酶活性且即时定量聚合酶连锁反应显示, 骨相关 Runx2 因子骨桥蛋白骨钙素在脱细胞猪真皮基质的纳米羟基磷灰石支架材料中均表达升高并最终证实了人牙周膜干细胞在脱细胞猪真皮基质的纳米羟基磷灰石中成骨分化得到增强该研究说明纳米双层三维立体的脱细胞猪真皮基质的纳米羟基磷灰石将会成为理想的牙周组织工程支架材料磷酸三钙具有良好的生物相容性生物活性以及生物降解性, 是理想的人体硬组织修复和替代材料, 也是骨组织工程常用的支架材料, 因此在生物医学工程学领域一直受到人们的密切关注其中, 多孔 β- 磷酸三钙陶瓷材料在骨缺损区允许骨组织长入, 具有骨引导性, 所以将它作为组织工程骨支架材料有较大的潜力 [29] 有试验对碱性成纤维生长因子 2 和 β- 磷酸三钙对牙周组织再生的影响进行了研究 [30] [30],Saito 等在已有 Ⅲ 度根分叉病变缺损犬的下颌骨前磨牙处植入不同复合形式的碱性成纤维细胞生长因子 2 和 β- 磷酸三钙, 并分为 3 组 : 1 0.3% 碱性成纤维细胞生长因子 2 复合 β- 磷酸三钙组 2 0.3% 碱性成纤维细胞生长因子 2 组 3 对照组 8 周后将狗处死, 组织学分析观察显示, 碱性成纤维细胞生长因子 2/β- 磷酸三钙组在新骨形成量上明显多于碱性成纤维细胞生长因子 2 组和对照组 (P < 0.01), 新牙骨质的形成量碱性成纤维细胞生长因子 2/β- 磷酸三钙组和碱性成纤维细胞生长因子 2 组要明显高于对照组 (P < 0.01), 而且, 这种复合物还可以增强 Ⅲ 度根分叉病变缺损区穹窿处的新骨形成 3 问题与展望 Problems and prospect 牙周组织工程技术治疗牙周缺损的修复再生有着巨大的潜力和广阔的应用前景, 同时也存在着支架材料种子细胞和生长因子三方面的问题, 而今后组织工程的研究也将围绕这三个问题展开探寻最佳的种子细胞及培养扩增的条件, 选择最佳的生长因子或生长因子组合, 制备适宜的支架材料并构建理想的支架材料 - 种子细胞复合体, 建立和完善牙周组织工程动物实验模型, 将是未来研究的方向相信在不久的将来, 可以真正实现牙周组织结构和功能的恢复重建作者贡献 : 第一作者检索分析文献, 并完成本综述, 第一作者对本人负责, 其他作者参与资料搜集和文献筛选, 通讯作者指导论文构架及审校论文利益冲突 : 文章及内容不涉及相关利益冲突伦理要求 : 没有与相关伦理道德冲突的内容学术术语 : 牙周膜 - 牙周膜 ( 牙周韧带牙周间隙 ) 由致密结缔组织所构成多数纤维排列成束, 纤维的一端埋于牙骨质内, 另一端则埋于牙槽窝骨壁里, 使牙齿固位于牙槽窝内牙周膜内有神经血管淋巴和上皮细胞作者声明 : 文章为原创作品, 无抄袭剽窃, 无泄密及署名和专利争议, 内容及数据真实, 文责自负 3904 P.O. Box 10002, Shenyang

6 4 参考文献 References [1] Gay IC,Chen S,MacDougall M, et al.isolation and characterization of multipotent human periodontal ligament stem cells. Orthod Craniofac Res. 2007;10(3): [2] Wu C, Zhou Y, Lin C, et al.strontium-containing mesoporous bioactive glass scaffolds with improved osteogenic/ cementogenic differentiation of periodontal ligament cells for periodontal tissue engineering. Acta Biomater. 2012;8(10): [3] Liu Y, Zheng Y, Ding G, et al. Periodontal ligament stem cell-mediated treatment for periodontitis in miniature swine. Stem Cells. 2008;26(4): [4] Ding G, Liu Y, Wang W, et al. Allogeneic periodontal ligament stem cell therapy for periodontitis in swine. Stem Cells. 2010; 28(10): [5] Song DS, Park JC, Jung IH, et al. Enhanced adipogenic differentiation and reduced collagen synthesis induced by human periodontal ligament stem cells might underlie the negative effect of recombinant human bone morphogenetic protein-2 on periodontal regeneration. J Periodontal Res. 2011;46(2): [6] Ji K, Liu Y, Lu W, et al. Periodontal tissue engineering with stem cells from the periodontal ligament of human retained deciduous teeth. J Periodontal Res. 2013;48(1): [7] Li YF, Yan FH, Zhong Q, et al. Effect of hbmp-7 gene modified bone marrow stromal cells on periodontal tissue regeneration. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2010;90(20): [8] Zhou W, Zhao CH, Mei LX, et al. Effect of the compound of poly lactic-co-glycolic acid and bone marrow stromal cells modified by osteoprotegerin gene on the periodontal regeneration in Beagle dog periodontal defect. Hua Xi Kou Qiang Yi Xue Za Zhi. 2010;28(3): [9] Morsczeck CO, Dress J, Gosau M, et al. Lipopolysaccharide from Escherichia coli but not from Porphyromonas gingivalis induce pro-inflammatory cytokines and alkaline phosphatase in dental follicle cells. Arch Oral Biol. 2012;57(12): [10] Li C, Yang X, He Y, et al.bone Morphogenetic Protein-9 Induces Osteogenic Differentiation of Rat Dental Follicle Stem Cells in P38 and ERK1/2 MAPK Dependent Manner. Int J Med Sci. 2012;9(10): [11] Mori G, Ballini A, Carbone C, et al. Osteogenic differentiation of dental follicle stem cells. Int J Med Sci. 2012;9(6): [12] Yang Z, Liu T, Zheng H, et al. The preliminary study on biological characteristics of the SD rat dental follicle cells infected with SV40Tag. Hua Xi Kou Qiang Yi Xue Za Zhi. 2013;31(1):4-7,12. [13] Felthaus O, Gosau M, Ettl T, et al. Migration of human dental follicle cells in vitro.j Periodontal Res. 2014;49(2): [14] Nelson P, Ngoc-Tran T-D, et al. Transient receptor potential melastatin 4 channel controls calcium signals and dental follicle stem cell differentiation. Stem Cells. 2013;31(1): [15] Tobita M, Mizuno H. Adipose-derived stem cells and platelet-rich plasma: the keys to functional periodontal tissue engineering. Curr Stem Cell Res Ther. 2013;8(5): [16] Inanç B, Elçin AE, Elçin YM, et al. In vitro differentiation and attachment of human embryonic stem cells on periodontal tooth root surfaces. Tissue Eng Part A. 2009;15(11): [17] Chang PC, Dovban AS, Lim LP, et al. Dual delivery of PDGF and simvastatin to accelerate periodontal regeneration in vivo. Biomaterials. 2013;34(38): [18] Gruber R, Leimer M, Fischer MB, et al. Beta2-adrenergic receptor agonists reduce proliferation but not protein synthesis of periodontal fibroblasts stimulated with platelet-derived growth factor-bb. Arch Oral Biol. 2013;58(12): [19] Soran Z. Chitosan scaffolds with BMP-6 loaded alginate microspheres for periodontal tissue engineering. J Microencapsul. 2012;29(8): [20] Hakki SS, Bozkurt B, Hakki EE, et al. Bone morphogenetic protein-2, -6, and -7 differently regulate osteogenic differentiation of human periodontal ligament stem cells. Acta Odontol Scand.2013;13(10): [21] Maeda H, Wada N, Tomokiyo A, et al. Prospective potency of TGF-β1 on maintenance and regeneration of periodontal tissue. Int Rev Cell Mol Biol. 2013;30(4): [22] Ochiai H, Okada S, Saito A,et al. Inhibition of insulin-like growth factor-1 (IGF-1) expression by prolonged transforming growth factor-β1 (TGF-β1) administration suppresses osteoblast differentiation. J Biol Chem. 2012;287(27): [23] Shirakata Y, Takeuchi N. Effects of enamel matrix derivative and basic fibroblast growth factor with μ-tricalcium phosphate on periodontal regeneration in one-wall intrabony defects:an experimental study in dogs. Int J Periodontics Restorative Dent. 2013;33(5): [24] Santosh Kumar BB, Aruna DR, Gowda VS, et al. Clinical and radiographical evaluation of a bioresorbable collagen membrane of fish origin in the treatment of periodontal intrabony defects: A preliminary study. J Indian Soc Periodontol. 2013;17(5): [25] Shalumon KT, Sowmya S. Effect of incorporation of nanoscale bioactive glass and hydroxyapatite in PCL/chitosan nanofibers for bone and periodontal tissue engineering. J Biomed Nanotechnol. 2013;9(3): [26] Ge S, Zhao N, Wang L, et al. Bone repair by periodontal ligament stem cellseeded nanohydroxyapatite-chitosan scaffold. Int J Nanomedicine. 2012;7(5) [27] Mekala NK, Baadhe RR, Parcha SR, et al. Study on osteoblast like behavior of umbilical cord blood cells on various combinations of PLGA scaffolds prepared by salt fusion. Curr Stem Cell Res Ther. 2013;8(3): [28] Ge S, Zhao N, Wang L, et al. Effects of hydroxyapatite nanostructure on channel surface of porcine acellular dermal matrix scaffold on cell viability and osteogenic differentiation of human periodontal ligament stem cells. Int J Nanomedicine. 2013;8: [29] Stavropoulos A, Windisch P. Clinical and histologic evaluation of granular Beta-tricalcium phosphate for the treatment of human intrabony periodontal defects: a report on five cases. J Periodontol. 2010;81(2): [30] Saito A, Saito E, Kuboki Y, et al. Periodontal regeneration following application of basic fibroblast growth factor-2 in combination with beta tricalcium phosphate in class III furcation defects in dogs. Dent Mater J. 2013;32(2): ISSN CN /R CODEN: ZLKHAH 3905

一申报人选情况 1.1 基本信息姓名中文外文魏福兰性别女出生日期 1976-04-06 民族汉族国籍中国政治面貌群众专业技术职务副主任医师申报领域医学五官领域专业领域口腔

一申报人选情况 1.1 基本信息姓名中文外文魏福兰性别女出生日期 1976-04-06 民族汉族国籍中国政治面貌群众专业技术职务副主任医师申报领域医学五官领域专业领域口腔 2016 年泰山学者青年专家计划申报书申报单位申报人选申报领域选聘方式山东省口腔医院魏福兰医学五官领域全职选聘联系人魏福兰办公电话 0531-88382070 电子邮箱 weifl@sdu.edu.cn 移动电话 13969169965 山东省人才工作领导