Зубы из стволовых клеток другим манером
В настоящее время проблема восстановления утраченных зубов решается с помощью традиционных зубных протезов либо внутричелюстных зубных имплантатов. По ряду параметров имплантаты превосходят протезы, однако процедура их установки весьма болезненна, продолжительна, требует многократных визитов к различным специалистам и может закончиться неудачей. Более того, имплантаты не способны менять свою форму вслед за неизбежными возрастными изменениями формы костей челюсти и соседних зубов. Разрабатываемые в последние годы методы выращивания новых зубов из стволовых клеток (см., например, статью Etsuko Ikeda et al. Fully functional bioengineered tooth replacement as an organ replacement therapy) основаны на применении зародышевых зубных зачатков, так что внедрение их в клинику наверняка вызовет протесты со стороны блюстителей морали.
Исследователи медицинского центра Колумбийского университета, работающие под руководством профессора Джереми Мао (Jeremy Mao), предлагают принципиально новый метод восстановления утраченных зубов, который в будущем позволит в достаточно короткие сроки выращивать новые зубы анатомически правильной формы непосредственно во рту пациента. Результаты их работы опубликованы в Journal of Dental Research в статье «Anatomically Shaped Tooth and Periodontal Regeneration by Cell Homing».
По предложенной Мао и коллегами технологии в челюстную кость имплантируют каркас, полученный методом трехмерной печати из гибрида биосовместимых полимеров: капролактона и гидроксиапатита. Каркас пронизан канальцами диаметром 200 микрометров, которые предварительно заполняют специфичными факторами роста клеток: стромальным фактором-1 (stromal-derived factor-1, SDF1) и морфогенным белком кости-7 (bone morphogenetic protein-7, BMP7). Эти факторы привлекают в каркас собственные стволовые клетки организма и направляют их дифференцировку в нужном направлении, исключая необходимость выделения стволовых клеток и их культивирования в лабораторных условиях. Формирующаяся в результате структура, имеющая анатомическую форму зуба, интегрируется в окружающие ткани, чего совершенно невозможно добиться при использовании металла или других материалов.
Разработчики протестировали описанный метод на 22 крысах, которым имплантировали каркасы, имеющие форму человеческих коренных зубов и крысиных резцов. При этом каркасы резцов имплантировали на место предварительно удаленных собственных зубов, а каркасы коренных зубов – на тыльной поверхности челюсти. Спустя девять недель после имплантации в месте соприкосновения каркаса и альвеолярной кости формировалась новая костная ткань и периодонтальная связка. Сравнение результатов, полученных при имплантации пустых каркасов и каркасов, заполненных факторами роста, показало, что последние не только привлекали значительно большее количество эндогенных стволовых клеток, но и обеспечивали более выраженный ангиогенез (формирование новых кровеносных сосудов) в зоне имплантации.
Специалисты считают, что разработанная авторами методика имеет огромный потенциал и в будущем позволит выращивать на месте утраченных зубов практически «новые» зубы, не только хорошо выглядящие и выполняющие свои функции, но и, возможно, не изнашивающиеся в течение всей жизни человека.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Columbia University College of Dental Medicine: Body’s Own Stem Cells Can Lead to Tooth Regeneration.
27.05.2010