Как говорилось в одной поговорке, зубы дело наживное. Но для пациента значительно лучше вставить в клинике не искусственные зубные импланты, а настоящие «живые» зубы (и при этом собственные).
Технология, разрабатываемая ещё с 2002 года, позволяет взращивать зуб непосредственно в челюсти, вместо утраченного и создавать полную копию родного зуба — с такой же структурой и «привязкой» к нервной и кровеносной системам. Проблема утрата зубов решается простым клонированием собственных зубов пациента. Единственное, что для этого нужно — это стволовые клетки.
Да, в это непросто поверить, но первые зубы из стволовых клеток вырастили еще в 2002 году. Далее в 2013 году у китайских ученых получилось уже вырастить зубы, полностью идентичные человеческим. Опять же исходным материалом послужили стволовые клетки, способные трансформироваться в ткань любого типа.
Как это работает?
Исследователи собирают человеческие стоматологические стволовые клетки в лаборатории. Чтобы заставить их сформировать трехмерную тканевую структуру, исследователи берут образцы стволовых клеток и помещают их в пробирку на специальный объёмный каркас, на котором они растут.
После того, как стволовые клетки посеяны на каркасе, исследователи добавляют факторы роста, чтобы сообщить стволовым клеткам, какому типу ткани следует расти.
Комбинация зубных стволовых клеток, специальных каркасов и факторов роста позволяет исследователям создавать новые ткани зубов.
Стоматологи разработали терапию стволовыми клетками для выращивания новых зубов после лечения корневых каналов, а также для реплантации зубов, выбитых изо рта.
Стволовые клетки для выращивания зуба
Спустя какое-то время идея о реконструкции собственных зубов получила отклик и в США – там была разработана технология, в которой стволовые клетки «из пробирки» не были задействованы, а организм сам выращивал новый зуб.
Происходит это с помощью специального каркаса из полимеров и гидроксиапатита (кальцийсодержащего минерала) с закрепленными на нем молекулами факторов роста и белков BMP7, напечатанного на 3-D принтере. Такая технология, способна задействовать стволовые клетки напрямую из организма и привести к формированию нового зуба на месте удаленного.
Организм сам способен вырастить новый зуб
Стволовые клетки обладают замечательным потенциалом превращаться во многие различные типы клеток в организме в ранние годы жизни и роста.
Кроме того, во многих тканях они служат своего рода внутренней системой восстановления, делясь практически без ограничений для пополнения запасов других клеток, пока человек или животное еще живы.
Когда стволовая клетка делится, каждая новая клетка может либо остаться стволовой клеткой, либо стать клеткой другого типа с более специализированной функцией, такой как мышечная клетка, клетка крови или клетка мозга.
Подведем итог: существует уже несколько способов для «клонирования» зуба
Первый способ – заселить определенными клетками каркас зуба, специально для этого изготовленный. Далее необходимо поместить все это в биореактор, который крутится вокруг своей оси, а также наполнен специальной жидкостью, богатой всеми необходимыми микроэлементами. Дело лишь в том, что такой способ не позволяет полностью повторить все особенности настоящего зуба. То есть, как итог мы имеем нечто схожее по структуре, но цвет и форма могут отличаться, что может способствовать отторжению при дальнейшей имплантации.
Есть и второй способ:
Зуб формируется из биоинженерного зачатка, то есть путем воспроизведения естественного процесса развития. Это решает проблему строения и интеграции биоинженерного образца.
Клонирование зубов очень сложный и высотехнологичный процесс. И все же мы живем с вами в удивительное время, когда прогресс зашел так далеко, что клонирование зубов уже не кажется чем-то нереальным!
Руководство по выращиванию зубов • Библиотека
Шок и трепет перед посещением дантиста знакомы нам с детства. Да и у многих взрослых душа уходит в пятки от позвякивания инструментов, а порой — от одного только вида стоматологической клиники. В итоге, несмотря на все успехи современной медицины, надежды на будущее без кариеса практически не осталось. А ведь именно он вместе с пародонтитом является основной причиной потери зубов у людей всех возрастов. Проблема стимулирует поиски новых методов лечения, в том числе и в области биоинженерии. Методов, которые позволят забыть о пломбах и коронках и просто вырастить новые здоровые зубы вместо поврежденных.
Тканевую инженерию в стоматологии применяли еще в эпоху фараонов: древнейшие известные зубные имплантаты найдены археологами именно в Египте.
Среди них есть и зубы, которые были реимплантированы женщине на место утерянных и частично интегрировались с живой тканью. В мужской челюсти обнаружился искусственный зуб, мастерски вырезанный из раковины моллюска еще 5500 лет назад.
Но несмотря на внушительный срок, полноценного лечения пациента с адентией, то есть полной или частичной потерей зубов, не существует до сих пор.
Свои или искусственные
Ортопедические конструкции и имплантаты до некоторой степени компенсируют функции утраченного зуба, однако у этих искусственных заменителей отсутствуют сосуды, нервные окончания и рецепторы.
Кроме того, они не образуют периодонтальную связку — слой соединительной ткани между корнем зуба и костью, формирующей стенку лунки.
Периодонт способствует закреплению зуба в альвеоле и обеспечивает его механическую устойчивость: сила жевательных мышц человека составляет целых 390 кг, и связка распределяет это давление между зубами.
В отличие от зуба, имплантат неподвижен, а развитие вокруг него соединительной ткани часто заканчивается воспалением (периимплантитом) и требует удаления искусственного зуба.
Кроме того, имплантат не может быть соединен в одну конструкцию с зубами пациента как раз из-за неспособности адекватного распределения давления ввиду отсутствия периодонта.
Наконец, имплантированный заменитель требует куда более внимательного отношения к гигиене полости рта, что снова возвращает нас к основному источнику наших проблем, «человеческому фактору». Очевидно, идеальным решением была бы технология выращивания настоящих живых зубов, а не пересадка искусственных. Так давайте перейдем к делу.
Самый ранний признак развития зубов — образование дентальной пластинки, подковообразного утолщения эпителия, которое тянется вдоль верхней и нижней челюстей эмбриона. Пройдя через несколько этапов, она образует корни отдельных зубов. Координацию этого процесса обеспечивают как минимум четыре эпителиальных сигнальных центра, клетки которых выделяют вещества, регулирующие формирование зуба.
Все перечисленное выше пригодится нам и для создания новых зубов методами тканевой инженерии.
«Рецептура» выращивания любой биологической ткани требует трех базовых компонентов: стволовых клеток, внеклеточного матрикса (скаффолда, который предоставляет опору для развивающихся клеточных структур) и, наконец, факторов роста, объединенных в необходимые для развития зуба сигнальные пути. Пойдем по порядку и начнем с главных героев — стволовых клеток, обладающих одонтогенной компетентностью и способных развиться в ткани зубов.
Дентальные стволовые клетки
В отличие от большинства зрелых клеток, стволовые клетки способны проходить через множество делений и понемногу специализироваться, формируя клетки разных типов.
Эмбриональные стволовые клетки тотипотентны и могут превратиться в любой из более чем 200 видов клеток взрослого организма. Постнатальные стволовые клетки сохраняются и в тканях взрослого организма.
Они мультипотентны, то есть способны дать начало лишь определенным типам клеток, и локализуются в соответствующих тканях, будь то костный мозг, кровеносные сосуды, печень, кожа или дентальные ткани.
В зависимости от локализации дентальные стволовые клетки (ДСК) подразделяются на стволовые клетки пульпы, удаленных молочных зубов, периодонтальной связки, десны, клетки предшественников зубного фолликула и т. д. Это дает нам немало возможностей их заполучить.
Стволовые клетки пульпы можно выделить прямо из удаленных зубов — это удобный и перспективный источник ДСК, подходящих для восстановления как дентина, пульпы и цемента, так и костной ткани.
Помимо этого, они проявляют выраженную нейрорегенеративную активность, ингибируя гибель нейронов, астроцитов и олигодендроцитов после травмы, ускоряя восстановление поврежденных аксонов.
Популяция стволовых клеток удаленных молочных зубов может дифференцироваться в клетки костной и нервной тканей, а ДСК десны подходят для восстановления пародонта, мышц и даже сухожилий.
Механизмы развития одонтогенных стволовых клеток окончательно не выяснены, однако идентифицировано уже более 200 работающих в них генов. Понятно, что каждый тип ДСК имеет свои особенности, которые обещают им применение не только в стоматологии, но и в других областях медицины.
Другим ресурсом стволовых клеток для выращивания зубов остаются индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), полученные «перепрограммированием» взрослых дифференцированных клеток за счет обработки специальным коктейлем сигнальных молекул.
Ученые продолжают развивать безопасные методы создания ИПСК и их использования.
Межклеточный матрикс
Но ресурс стволовых клеток для выращивания зубов еще даже не полдела. Для развития и образования сложной структуры зрелой ткани требуется опора, скаффолд из молекул межклеточного матрикса: именно он поддерживает прикрепление, миграцию и пространственную организацию клеток.
Просветы и поры в нем обеспечивают движение клеток, ростовых факторов и обмен веществ. Искусственный скаффолд должен быть прост в использовании, обладать биосовместимостью, способностью к деградации в организме и низкой иммуногенностью, хорошими механическими свойствами и т. п.
Среди синтетических материалов для формирования скаффолда стоит упомянуть «биоактивное» стекло, которое может срастаться с биологическими тканями, полимолочную кислоту и композиты на основе металла, керамики или полимеров.
Все они позволяют изготовлять скаффолды необходимой формы, хотя их применение остается весьма ограниченным из-за низкой биосовместимости и токсичности.
В противоположность им натуральные биоматериалы для скаффолдов — такие как коллаген, хитозан или гиалуроновая кислота — биосовместимы и легко биодеградируются. Однако они менее прочны и способны вызывать реакции отторжения.
В любом случае идеальным материалом для скаффолда будет структура, полученная непосредственно из натуральных полимеров внеклеточного матрикса или из их синтетических аналогов.
Росшие на таком скаффолде стволовые клетки пульпы и периодонта при обработке соответствующими сигнальными веществами успешно развивались в одонтогенном направлении — к образованию тканей зуба.
Впрочем, к этому мы еще вернемся, а пока нам нужен третий вид ингредиентов.
Сигнальные пути
Стволовые клетки — наш основной ресурс, скаффолд — основа его развития, но дирижировать их взаимодействием должны сигнальные молекулы, включая факторы роста и интерферирующие РНК.
Факторы роста — это молекулы пептидов, передающие сигналы для управления клеточным поведением через воздействие на специфические рецепторы на поверхности клеток. Они обеспечивают взаимосвязь и взаимодействие между клетками, а также между ними и внеклеточным матриксом.
Так, если кариозная полость оказалась близко к чувствительной пульпе или у пациента наблюдается повышенная стираемость зубов, соответствующие факторы роста запускают образование вторичного и третичного дентина.
Идентифицирован и целый ряд факторов роста, действующих во время развития зубов, таких как костный морфогенетический белок (BMP), тромбоцитарный фактор роста (PDGF) и фактор роста фибробластов (FGF). Их доставляют к стволовым клеткам с помощью наночастиц или через сам скаффолд, заполняя его нужным набором молекул.
Для контроля над дифференцировкой клеток используют и молекулы интерферирующей РНК. Они связываются с матричной РНК и останавливают синтез того или иного белка.
Для целевой доставки такую РНК превращают в ДНК и в виде плазмиды переносят в клетку.
Теперь у нас есть все необходимое для получения зуба: дентальные стволовые клетки (в ассортименте), скаффолд (продукт, идентичный натуральному) и факторы роста (по вкусу).
Рецепт готов
Базовые принципы тканевой инженерии зубов уже разработаны, и попытки перейти к применению на практике предпринимаются больше полутора десятков лет. Пионерами в выращивании зубов можно назвать английских ученых, которые приступили к таким исследованиям еще в 2002 году.
И хотя их эксперименты по регенерации твердых зубных тканей особого результата не принесли, уже вскоре ученые из команды Такаши Цуи провели более успешные опыты, продлившиеся около двух лет.
После решения ряда проблем им удалось выделить дентальные стволовые клетки из мышиных эмбрионов, «собрать» из них биоинженерный зачаток, вырастить из него полноценный зуб и имплантировать его в челюсть мыши.
Протокол, подготовленный японскими специалистами в ходе этой работы, стал одним из ключевых руководств, которыми пользуются ученые для экспериментов в области тканевой инженерии.
На него опирались и российские ученые из стоматологического университета имени Евдокимова (МГМСУ): в 2017 году им удалось провести собственные успешные опыты по выращиванию мышиных зубов. Человеческие зубы более сложны и громоздки, и вырастить их пока не удается.
Остаются нерешенными проблемы, связанные с иннервацией и кровоснабжением «биоинженерного» зуба, его связочным аппаратом, а главное — с выбором пула стволовых клеток.
Дело в том, что получить человеческие ДСК можно из здорового зуба (повредив его) или из зуба с удаленной пульпой. Доступные же клетки — такие, как стволовые клетки десны, — не обладают одонтогенной способностью.
Научиться получать нужные ДСК из имеющихся ресурсов или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пока только предстоит.
Однако нет сомнений в том, что через некоторое время биоинжиниринг зубов поможет и взрослым, и детям окончательно забыть о трепете перед визитом к стоматологу.
Регенерация зубов
Беречь зубы смолоду важно по многим причинам. От их состояния зависит здоровье организма, а красивая улыбка открывает перед ее обладателем большие возможности. У человека зубы вырастают два раза в жизни — в младенчестве выходят молочные зубки, которые постепенно сменяют коренные.
К 50 годам большинство людей теряют от 5 до 10 собственных зубов. Причина утраты – болезни, вредные привычки, неправильная гигиена, травмы. Отсутствие зубов компенсируют протезами и имплантами. Они могут разрушать костную ткань, выходить из строя. Современная стоматология развивает альтернативные технологии, и вскоре выращивание зубов может стать реальностью.
Практика по регенерации отсутствующих зубов
Опыт долгожителей показывает: рост новых зубов на месте утерянных возможен. Первый подобный случай зафиксирован в Сочи, где у столетней жительницы был отмечен рост новых зубов. Это было невероятно, сенсация привлекла врачей и общественность. Виновница события уверена, что рост зубов стал результатом здорового образа жизни, вегетарианства и стрессоустойчивости. Впоследствии зафиксированы другие случаи, у кого получилось выращивание.
Сенсации вызвали интерес стоматологов, генных инженеров в России, сторонников практик управления сознанием. Специалисты доказали, что обновление зубного ряда заложено в человеческой природе. Зубы можно вырастить в любом возрасте — следует лишь найти рычаги, способные запустить механизм регенерации. Выделяют несколько направлений и практик, в которых работают специалисты:
- духовные практики,
- внедрение стволовых клеток,
- лазерные методики,
- влияние ультразвука,
- воздействие на генную информацию.
Технология воздействия на подсознание в домашних условиях
Сторонники духовных практик полагают, что вырастить новые зубы поможет сила мысли. Активная работа сознания «разбудит» механизм регенерации. Нужно четко передать телу намерение, и не сомневаться, что самовосстановление возможно. Тогда положительный итог будет достигнут.
Михаил Столбов, автор книги «Как я вырастил новые зубы», описал практические упражнения. Он рекомендует следующее:
- визуализировать или вспомнить ощущения, которые сопровождали выход молодых зубов в детстве — зуд в деснах, выталкивание молочных зубов выходящими коренными,
- восстановление желательно запускать с нижних резцов в такой последовательности, какой они выходят у младенцев,
- подсознание должно «работать» в направлении регенерации зубов 24 часа,
- важно ознакомиться с методикой выращивания новых зубов, посмотреть несколько раз тематические видео.
ЧИТАЕМ ТАКЖЕ: сколько раз у человека меняются зубы?
Растим зубы по Норбекову
Согласно методике, следует месяц делать специальные дыхательные упражнения в домашних условиях по утрам. Сначала 10 вдохов от легких до глубоких, а затем наоборот. После этого следует сконцентрировать сознание на обновлении больного зуба. Надо представить поэтапный рост, развитие и изменение нового зуба.
Секрет методики Норбекова в дыхательной программе, которая становится базой для изменений на клеточном уровне. На ночь следует фокусировать внимание на области, где планируется выращивать зуб. Важно мысленно соединять молекулы в проблемной области, формируя из них молодой орган. Делать так надо две недели. Показателем эффективности становится покалывание в зоне концентрации внимания.
Самовнушение перед сном по Шичко
Биолог Геннадий Шичко предлагает психолого-педагогический метод лечения различных патологических зависимостей. Его легко адаптировали для выращивания зубов. Для достижения результата от пациента требуется заложить в подсознание ожидание прорезывания новых молодых единиц. Автор уверен, что в процессе отхода ко сну, в полусонном состоянии, человек может откорректировать подсознание. В этом ему помогают коррективы в дневнике.
Чтобы зубы выросли, важны:
- четкое намерение изменить ситуацию,
- обязательный аутотренинг и фиксация положительных мыслей: «жизнь прекрасна», «я получу»,
- ведение дневника с ежедневными результатами (от первого лица),
- отказ от любого негатива и употребления частицы «нет»,
- строгое следование методике.
Регенерация по методу Петрова
По технологии Петрова А.Н. важно сконцентрироваться на той области, где нужно вырастить новый зуб. Рекомендуется обратиться к костному мозгу одного из тел позвонков и попросить телепортировать стволовую клетку на границу между челюстью и местом расположения будущего зуба. Далее следует мысленно представить изображение корня нового зуба, встроить в его верхушку жизненно важную клетку.
Методика основана на убеждении, что человеческому сознанию подчиняются клетки и хромосомы. Мысленно из одной стволовой клетки, которая попала в голограмму корня будущего зуба следует «вырастить» весь корень, а затем и коронку.
Одна клетка делится, получается две, восемь и так далее. Визуализируя корень зуба, надо помнить, что резцы и моляры имеют разное количество корней. Метод позволит обновить всю челюсть, заняться выращиванием новых зубов мудрости.
Теория Веретенникова
Сергей Веретенников рекомендует восстанавливать зубы в той последовательности, в которой они прорезывались. Сначала растим нижние, верхние, боковые резцы, малые коренные (первые), клыки, малые коренные (вторые) и большие коренные.
Для ежедневных занятий нужно 30 минут. Следует представить, что зубы напоминают прорастающие семена в благодатной почве (деснах). К этим мыслям важно присоединить зуд, тепло и набухание мягких тканей, другие ощущения, которые сопровождают прорезывание. Этап мысленной визуализации должен занимать около 10 минут.
В следующую «десятиминутку» важно максимально сконцентрироваться на своих ощущениях в области резцов нижней челюсти. Сдавливание, легкий зуд укажут на начало процесса регенерации. На следующем этапе следует добавить концентрацию в области третьего глаза. При этом мысленно повторять, что «мои новые зубы растут, они крепкие и здоровые».
Практический курс следует применять каждый день, в течение 3 месяцев. Сколько понадобиться, чтобы произошла смена молодых зубов? Все индивидуально и зависит от силы намерения, умения чувствовать тело. Главное – не бояться потерять старые больные единицы.
Когда ученые научатся выращивать зубы?
Современные ученые не отрицают возможность появления третьей зубной смены у взрослого. Они обосновывают процесс так: на месте удаленных коренных единиц остаются клетки, которые при определенных обстоятельствах могут трансформироваться в новый зуб.
После долгих исследований был сделан вывод: вырастить новый зубной ряд допустимо в любом возрасте. Нужно лишь внести изменения в генную структуру человека.
Ген, ответственный за смену зубов у взрослых
До конца последствия вмешательства в геном не изучены. Однако в ходе исследования ученые подтвердили возможность изменения генной информации таким образом, чтобы на месте вырванного коренного зуба у человека вырастал новый. Вероятно, метод не скоро найдет широкое применение. Однако в настоящее время ученые достигли некоторых успехов:
- Исследование команды доктора Макдугла (Техас, США). Специалистами изучены клетки, ответственные за продуцирование дентина и эмали. Ген, отвечающий за синтез этих структур нового зуба, активен только во время формирования единицы. Его смогли взять под контроль в лаборатории и вырастить искусственный зуб в пробирке. Повторить опыт в организме человека специалисты научатся не ранее, чем через 20 лет.
- В университете Осаки проведены опыты, которые скоро можно будет повторить на людях. Специалисты выявили гены, ответственные за синтез фибробластов (клеток соединительной ткани). Исследования на собаках и обезьянах позволяют давать оптимистичные прогнозы. В искусственно созданных условиях (поражение десен пародонтозом) у животных выпадали зубы. После этого их десны обрабатывали питательным составом из агар-агара, ответственного за продуцирование фибробластов. В итоге вырастали новые клыки вместо выпавших.
- В лаборатории штата Орегон у ученых получилось найти ген ctip2, ответственный за выработку эмали. В обычных условиях она не восстанавливается, почему и возникает большинство стоматологических заболеваний. Если ученые смогут активировать работу гена так, чтобы эмаль самостоятельно восстанавливалась, мир забудет о кариесе.
ИНТЕРЕСНО: почему у взрослых людей выпадают зубы?
Работа со стволовыми клетками
Генная инженерия не исключает возможность выращивания зубов с помощью стволовых клеток. Определенные методики помогают вырастить из них любой орган и ткань.
Для выращивания зубов используются технологии, при которых стволовыми клетками можно манипулировать путем молекулярных стимулов. При этом создается уникальный клеточный материал с минимальным риском отторжения.
Он пересаживается пациенту, после чего врачам остается наблюдать, как третий зуб вырастет самостоятельно.
Исследования в области стволовых клеток для выращивания зубов проводят в лабораториях Массачусетского университета. Стволовые клетки для метода извлекают из костного мозга и десен. Их забор — неприятная и болезненная процедура, однако ученые работают над усовершенствованием методики. Искусственные зубы из стволовых клеток в пробирке — уже реальность.
Британские ученые во главе с Полом Шарпом шагнули дальше. Они занимаются исследованиями, как можно запрограммировать, чтобы выращенный заново зуб мудрости был копией утраченного.
ЧИТАЕМ ТАКЖЕ: как растет зуб мудрости: симптомы с фото и особенности
Стимуляция роста ультразвуком или лазером
Действие ультразвука при попытке отрастить молодые зубы является комплексным. Методика успешно протестирована на кроликах и вскоре станет одной из стоматологических практик.
Ультразвуковое оборудование передает низкочастотные импульсы в глубину челюсти. Это стимулирует восстановление больных или рост утраченных зубов. Дополнительно ультразвук наращивает кость челюсти и массирует десны (подробнее в статье: как наращивают зубы в стоматологии: видео процесса).
Лазерная регенерация зубов предполагает совместное использование стволовых клеток. Технологию разработали специалисты из Гарварда. Они стимулировали стволовые клетки лазерным лучом малой мощности. Теперь им остается доказать, что полученный клеточный материал может стать основой будущих зубов. Судить об эффективности технологии рано, но результаты впечатляют.
Наука и эзотерика шагнули далеко в своих открытиях. Однако должно пройти немало времени, когда ученые начнут выращивать зубные ткани.
Пока же людям доступны протезы и импланты — дорогие и не всегда комфортные стоматологические конструкции.
Избежать протезирования удается не всем, однако тщательная гигиена ротовой полости предельно снижает риск заболеваний зубов и связанного с ними сложного лечения.
Загрузка…
Технология выращивания зубов. Мифы и реальность
Уже многие годы человечество не просто мечтает о бессмертии и технологиях, позволяющих избавляться от любых заболеваний и устранять различные дефекты, но и упорно работает в этом направлении.
Стремительно развивающаяся биоинженерия обещает нам массу удивительного и интересного, в том числе дает надежду на то, что вместо пораженных, разрушенных и утраченных зубов можно будет выращивать новые, абсолютно полноценные коренные зубы и не прибегать к установке искусственных корневых имплантов и к зубопротезированию.
Учеными уже обнаружен ген, ответственный за рост зубов и формирование эмали, а также проведен ряд довольно успешных исследований по выращиванию зубов в лабораторных условиях для мышей и крыс. Однако и по сей день нет достоверных фактов, подтверждающих возможность переноса этих технологий на человека и готовность подобных методов к широкому внедрению в мировую стоматологию.
Японскими учеными официально обнародованы успешные результаты эксперимента, в ходе которого из мезенхимальных и эпителиальных клеток мыши (клеток, стоящих немного выше, чем стволовые, т. е. более дифференцированных) они вырастили новый зуб. Для этого клеточный материал был помещен в специальный коллагеновый каркас и применены особые технологии выращивания новых тканей.
Ученым действительно удалось вырастить новый зуб, состоящий из дентина, пульпы, эмали и имеющий сосуды и периодонтальные ткани.
Этот зуб, размером всего 1,3мм, а точнее – зубной зачаток, был подсажен восьминедельной мыши в лунку только что удаленного под анестезией резца.
Обследование, выполненное по истечении двух недель, показало, что новый зуб хорошо прижился и начал расти и функционировать так же, как обыкновенные, природные зубы мыши, ничем не отличаясь от них ни по прочности, ни по строению, ни по внешнему виду.
Таким образом, специалисты полностью заменили зуб животного биоинженерными материалами. Для того чтобы наблюдение за растущим зубом было более точным и четким, в клетки ученые добавили ген флуоресцентного протеина зеленого цвета. Благодаря этому можно было видеть, как именно происходило деление клеток и судить о том, насколько правильным был этот процесс.
Специалисты утверждают, что проведенная работа является отличной основой для дальнейших исследований в этом направлении. В будущем планируется не просто выращивать в лабораторных условиях («in vitro») новые зубы для человека, а использовать для этого, как минимум, два метода:
- наружный − новый зуб полностью выращивается вне организма и затем имплантируется пациенту;
- внутренний − новый зуб растет непосредственно в ротовой полости пациента из подсаженных и предварительно обработанных в лабораторных условиях клеток.
На сегодняшний день перед специалистами, занимающимися проблемой выращивания новых зубов при помощи биоинженерных технологий, стоит несколько задач. Прежде всего, ученым необходимо:
- усовершенствовать процесс деления клеток таким образом, чтобы в итоге добиться формирования зубов с натуральным соотношением эмали, дентина и пульпы;
- гарантировать, что новый зуб будет иметь нужный размер и форму, т. е. что на месте резца не вырастет жевательный зуб и наоборот;
- добиться высокого процента приживляемости подсаживаемого биоинженерного материала.
Бормашины уходят в прошлое: регенерация зубов от неандертальцев, лечение без пломб и наращивание эмали
Здоровье полости рта является ключевым показателем общего состояния здоровья, благополучия и качества жизни. Однако по оценкам исследования глобального бремени болезней, проведенного в 2016 году, заболевания полости рта поражают по меньшей мере 3,58 млрд человек по всему миру. Причем кариес постоянных зубов является наиболее распространенным из всех оцениваемых состояний.
Большую часть бремени болезней полости рта составляют семь заболеваний: кариес (разрушение зубов), заболевания пародонта (десен), рак полости рта, оральные проявления ВИЧ, травмы зуба, заячья губа, а также нома. Почти все эти заболевания можно либо предотвратить, либо вылечить на ранних стадиях.
По оценкам ВОЗ, во всем мире от кариеса постоянных зубов страдают 2,4 млрд человек, а от кариеса молочных зубов — 486 млн детей.
Основной причиной появления кариеса является чрезмерное употребление сахара.
За последние 50 лет мировое потребление сахара утроилось, и ожидается, что этот показатель будет расти — особенно в странах с развивающейся экономикой.
ВОЗ рекомендует ограничить потребление сахара до 50 г в сутки (около 12 чайных ложек), однако в 65 странах мира потребление добавленного сахара составляет более 100 г на человека в сутки.
Как образуется кариес
Микробная биопленка (зубной налет), которая образуется на зубах уже через час-два после чистки, превращает свободные сахара, содержащиеся в пищевых продуктах и напитках, в кислоты.
Они со временем ослабляют и растворяют зубную эмаль — самый твердый материал в человеческом теле.
При постоянном высоком потреблении свободных сахаров, недостаточном воздействии фтора и без регулярного удаления микробной биопленки зубные структуры разрушаются, что приводит к развитию кариозных полостей и боли.
В странах с низким уровнем дохода большинство случаев кариеса остается без лечения. Это приводит к потере зубов — и, как следствие, проблемам с пищеварением и другим негативным последствиям.
Кариес может значительно ухудшить качество жизни: например, его наличие может доставлять дискомфорт во время еды и сна, а на поздних стадиях (при возникновении абсцессов) может привести к боли и хронической системной инфекции. Кариес оказывает негативное влияние на экономическое развитие — люди, испытывающие зубную боль, чаще пропускают работу и учебу.
Выращивание эмали прямо на зубе
Если на растущее употребление сахара ученые напрямую повлиять не могут, то создание решений для более эффективного и безболезненного лечения зубов находится в сфере их компетенций. Последний крупный прорыв сделали ученые из Чжэцзянского университета — они разработали метод, который позволяет выращивать эмаль прямо на зубе при обработке специальным гелем.
Ученые впервые в истории исследований по наращиванию зубной эмали использовали переносчик строительного материала для восстановления эмали, аморфного фосфата кальция. Им выступило достаточно простое и недорогое вещество — триэтилацетат.
Механизм выращивания эмали на зубе, разработанный в Китае
Для проверки метода исследователи сначала обработали зуб кислотой, сильно повредив эмаль, а затем попытались ее восстановить, нанеся гель с фосфатом кальция и переносчиком. Наблюдения показали, что благодаря триэтилацетату аморфный строительный материал включается в состав старых кристаллов эмали и заставляет их расти.
В ходе эксперимента ученым удалось нарастить зуб на 0,0027 мм, тогда как для применения в реальной практике необходимо нарастить минимум 0,5 мм эмали.
При этом механические свойства искусственной эмали не отличались от настоящей, а процесс наращивания можно повторить бесконечное количество раз.
Это значит, что вопрос внедрения нового метода в реальную практику зависит только от того, как быстро ученым удастся ускорить процесс.
Лечение без сверления и пломб
Исследователи из Королевского колледжа Лондона разработали иной подход к восстановлению зубов — метод позволяет избавиться от кариеса без бормашины и пломб из амальгамы или композитной смолы, которыми обычно заполняется полость в зубе после лечения. Метод получил название «Электрически ускоренная и усиленная реминерализация» (EAER) и предполагает ускорение естественного процесса перемещения минералов кальция и фосфата в поврежденный зуб.
Перед началом лечения врачи подготавливают поврежденную зубную эмаль, а затем с помощью слабых электрических импульсов к зубу доставляют кальций и фосфат. Материалы постепенно заполняют полость, формируя новую эмаль. Исследователи утверждают, что таким способом удастся не только лечить кариес, но и отбеливать зубы.
В 2014 году авторы разработки создали компанию Reminova для коммерциализации метода и обещали, что он будет доступен широкой общественности в течение трех лет. Однако до сих пор вылечить зубы с помощью EAER можно лишь в нескольких клиниках в Великобритании.
В 2017 году их коллеги из Королевского колледжа предложили еще один метод лечения зубов без установки пломб. Он предполагает стимуляцию естественной способностью зубов к самовосстановлению посредством активации стволовых клеток в мягкой пульпе.
В естественных условиях этот процесс позволяет регенерировать небольшие трещины и отверстия в дентине, твердой части зуба, расположенной под эмалью.
Ученые с помощью тидеглусиба (препарата, который используется в качестве лекарства от болезни Альцгеймера и безопасен для клинического использования) заставили собственные клетки зуба восстанавливать полости, простирающиеся от поверхности до корня.
Этот метод пока не позволяет отказаться от сверления, однако не требует установки пломбы. В процессе лечения врач удаляет кариес с помощью бормашины, а в образовавшуюся полость кладет биоразлагаемую губку с препаратом, который стимулирует восстановление первоначальной структуры дентина.
Испытания на мышах показали, что зуб с полостью, заполненной препаратом, постепенно восстановился без дополнительного вмешательства.
Регенерация зубов после удаления
Известно, что зуб современного человека не способен отрасти заново после удаления. Однако у неандертальцев, вероятно, существовал механизм полной регенерации зубов — такую гипотезу выдвинули ученые из Университета Южной Калифорнии.
Проанализировав коренные зубы предка современного человека, исследователи обнаружили эпигенетические регуляторы, которые позволяли зубам восстанавливаться. Речь идет о белке Ezh2, который помогает развиваться костям лица.
Анализ показал, что зубы неандертальцев имели очень длинный корневой ствол, а эмаль и корень разрушались намного медленнее, чем у современных людей. Вероятно, причиной этого являлось воздействие рациона или физических нагрузок на определенные белки — в частности, на Ezh2.
Механизм работы белка исследователи проверили на лабораторных мышах. В ходе эксперимента генетики удалили Ezh2 из коренных зубов грызунов и проследили за их развитием. Исследование показало, что равновесие между Ezh2 и Arid1a позволяет восстановить структуру корня зуба и правильную интеграцию корней с костями челюсти.
Баланс этих белков влияет на строение лицевой кости и зубов не только у грызунов, но и у людей. Сейчас генетики занимаются изучение того, какое количество белка требуется для регенерации человеческого зуба.
Теперь лечить зубы будет проще?
К сожалению, нет. Хотя поиск новых методов лечения и восстановления зубов активно ведется, ни один из перечисленных выше методов пока не вошел в реальную стоматологическую практику.
Лучшее, что можно сделать в текущей ситуации, пока простые, дешевые и безболезненные способы восстановления зубов не распространены повсеместно — снизить потребление сахара. Это позволит уменьшить риск появления кариеса и разрушения зубной эмали.
Загрузка...
