牙齿和组织再生

从遗传学角度看，人类注定要在儿童时期换牙。这种换牙过程是一个动态过程包括脱落乳牙牙根的吸收以及恒牙的萌出。成人的牙齿一旦脱落，就不可能修复和再生。对牙齿再生方法的探求将为临床上开拓崭新的方向。然而，尽管在理论上我们可以构想将干细胞单独或将其种植在支架材料直接移植来临时修复牙缺损，但是牙齿的复杂结构严重限制了牙齿的再生治疗。牙组织包括硬组织（牙本质、牙釉质、牙骨质、牙槽骨）和软组织（牙髓、牙周组织、牙龈）。因此牙齿的发育受牙上皮及牙间质的相互作用加以调节。所以人们在操作过程中必须要考虑到两种类型的干细胞：表皮干细胞和间充质干细胞。2004年，Ozahama等将体外培养的一个新型基质与胚胎的口腔上皮细胞相结合后植入成年动物的肾囊中，结果发现有牙齿和骨组织的形成。同样在2004年，Duailibi应用从大鼠牙蕾中分离出的细胞种植在聚乙交酯/聚丙交酯（PGA/PLAA）支架上，产生具有牙髓、牙本质、牙釉质的生物工程牙齿。Nakao等应用一种新的方法，即将间充质细胞、上皮细胞和胶原混合植入小鼠下颌骨缺损组织周围，后者可形成由包括牙釉质、牙本质、牙根、牙髓腔、骨质和血管、神经纤维等构成的组织工程牙齿结构。Duailibi在2008年的研究也取得了振奋人心的结果，他们将牙蕾细胞移植到成年大鼠的下腭骨上。Yamada最近也强调了骨髓来源干细胞分化为牙釉质样细胞的潜能。然而，人们仍然将牙髓腔干细胞看作是可以再生完整牙齿结构的最重要的细胞。

由于牙周韧带细胞可分化成牙周组织并可促进矿化的牙骨质样组织及骨组织形成，因此在牙周组织学和口腔种植学中牙周韧带的再生最富有挑战性。实际上，间充质干细胞存在于牙周韧带中，它们可能是牙周组织再生的主要细胞来源。然而，在许多研究中都强调联合使用多种干细胞的重要性。某些细胞可以作为引导干细胞精确分化的发动机，而另外一些细胞可以作为新生组织再生的能量来源。Inanc等率先证实了这一理念。他们将胚胎干细胞和人牙周组织成纤维细胞联合培养，21天后可见胚胎干细胞分化成牙周组织成纤维细胞祖细胞。Yang等先后应用单分散的人牙周组织干细胞进行了体内和体外试验。在体外试验中，他们应用了抗坏血酸和特定的培养液将细胞进行条件化培养，从而取得具有成牙骨质细胞系特点的细胞，这些特点包括碱性磷酸酶的活性上调、骨质矿物化的加速、骨唾液酸及骨钙蛋白的表达；在活体试验中，他们将牙周组织干细胞集结体种植在免疫缺陷小鼠上后，得到了排列整形的牙周组织-牙骨质样复合体。

牙本质似乎在骨髓间充质干细胞分化成牙周组织的过程中起着关键性作用。Li等的实验证明，牙周韧带细胞和牙骨质细胞联合植入裸鼠后可形成具有生理组织结构的牙周组织和牙根牙骨质。这些数据表明，虽然目前人们还只能做到单一的牙组织再生，但是在不久的将来，应用组织工程技术有望实现整个牙的再生。

Corderiro等证实了牙髓腔干细胞和人脱落乳牙干细胞在适当的生化刺激条件下可生成牙髓和牙本质。尤其是当将人脱落乳牙干细胞移植在牙本质薄片上再植入免疫缺陷小鼠后，可形成与生理牙髓特征结构非常相似的组织。牙髓腔干细胞的另一个重要特征是它能诱导新生组织的血管形成。El Backly等将种植在多聚有机多孔支架上的牙髓腔干细胞移植在兔皮下后，得到了具有典型管状结构的骨齿质组织。