關鍵詞:牙齒 組織工程
近年來，隨着發育生物學、分子生物學、細胞生物學、幹細胞以及生物材料學等領域的新進展組織工程學也取得了長足的發展。所謂的牙齒組織工程學是運用生命科學和工程學的方法、原理和技術，在體外構建有生物活性的組織，植入體內，修復缺損組織，重建功能的一門新興學科。衆所周知，牙齒的發生發育經歷有初始發生期、蕾狀期、帽狀期、鍾狀期、分化期、分泌期以及牙根的形成等階段，由上皮和間充質的相互作用完成。即便使用單細胞進行培養，牙齒結構的發生和發育也要經歷這些必然階段。這爲牙齒組織工程學的研究奠定了基礎。然而組織工程學並不是一項簡單的工程，需要各個方面的工作相互協調，相互配合。
一、牙齒組織工程與幹細胞
幹細胞是一類具有自我更新能力的細胞，能夠產生至少一種類型的、高度分化的子代細胞。其可在體外分離、擴增和冷凍儲存，在一定的條件下可被誘導分化爲不同的細胞或組織。根據發生學來源的不同可將幹細胞分爲胚胎幹細胞和成體幹細胞。
隨着生物技術及組織工程學的發展，可透過幹細胞定向分化技術，培育出特定的組織或器官。其原理是人爲干預幹細胞的分化方向，使這些細胞按照我們的需要分化成單一的組織或器官。組織工程牙齒的研究常以幹細胞、信號分子及生物支架爲基礎[1-2]，在體外透過組織重組技術及器官培養等方法研究牙齒的再生。Sharpe等[3]利用小鼠胚胎牙上皮和不同來源的間充質幹細胞（胚胎幹細胞和神經幹細胞）及成人骨髓幹細胞重組後再植入小鼠體內可獲得牙齒結構，Young等[4]也透過組織工程的方法制備了齒/骨雜交體，即用豬第三磨牙的牙蕾細胞種植到生物可降解的支架PGA或PLGA上，在成年大鼠的視網膜上生長4周後即得牙移植塊；同樣從豬的骨髓中分離誘導成骨細胞，並種植到PLGA支架上，在透氧的生物反應器系統中培養10天后即得骨移植塊；將以上的.牙移植塊和骨移植塊組合在一起重新植入大鼠的視網膜上生長8周後，經過組織學和免疫組化的方法分析發現齒/骨雜交體不僅能產生牙本質、修復牙本質及釉質組織，還能表達骨鈣蛋白、骨涎蛋白以及Ⅲ型膠原。Kramer等[5]將骨髓間充質幹細胞與牙周韌帶細胞共培養，發現共培養的骨髓間充質幹細胞骨鈣蛋白和骨橋蛋白的表達量明顯增加，而骨涎蛋白的表達量明顯降低，體現了共培養的骨髓間充質幹細胞能夠獲得牙周韌帶細胞的特性，可用於進行牙周組織的修復。這在一定程度上說明了，利用組織工程的方法在體外再生牙齒是可能的[6-7]。且在一定條件下不僅牙髓幹細胞能夠再生牙齒結構，其他來源的間充質幹細胞也能夠產生類似牙齒硬組織的結構。
二、牙齒組織工程與生物支架
組織工程將培養細胞種植於外源性細胞外基質（ECMs）以構築細胞/支架材料複合物。這種外源性ECMs就是由生物相容性良好和可降解的生物材料製備的三維多孔支架。組織工程支架的設計和選擇對於組織工程來說是非常關鍵的一步。組織工程支架材料的目的是爲構建組織的細胞提供一個三維支架，有利於細胞的粘附、增殖乃至分化，爲細胞生長提供合適的外環境。理想的生物支架材料需要滿足如下要求：（1）具備良好的生物相容性，不會因鄰近組織的排異反應而影響新組織的功能；（2）具有可降解性及適宜的降解速率，當移植的細胞或組織在受體內存活時，支架材料可自行降解；（3）具有符合細胞、組織器官要求的生物力學強度；（4）具有良好的細胞介面關係，能相互作用以儲存和促進細胞功能；（5）便於加工成理想的二維或三維結構，而且移植到體內後能保持原有形狀。