综述:脂肪来源干细胞相关生物材料在颌面再生领域的重大突破

【字体: 时间:2025年03月06日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  为解决颌面组织损伤修复难题,研究人员开展 ADSCs 相关生物材料研究,发现其在多方面有再生潜力,意义重大。

  《脂肪来源干细胞相关生物材料在颌面再生领域的重大突破》
在我们的面部,有着复杂的软硬组织,它们共同维持着面部的形态与功能。然而,颌面区域由于长期暴露在外部环境中,极易受到各种损伤,像车祸、暴力撞击等外伤,或是口腔疾病、肿瘤手术等原因,都可能导致颌面组织受损。传统的治疗方法,比如自体移植、异体移植等,虽然在一定程度上能恢复部分功能,但都存在明显的局限性。例如,自体移植会受到供体组织数量的限制,还可能在供体部位引发潜在疾病传播风险;异体移植则面临免疫排斥等问题。这些问题严重影响着患者的生活质量,也促使科研人员不断探索新的治疗途径。

为了攻克这些难题,中国医科大学的研究人员开展了一项关于脂肪来源干细胞(ADSCs)相关生物材料在颌面再生领域的研究。该研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上,为颌面组织损伤的修复带来了新的希望。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在细胞和组织培养方面,对 ADSCs 进行体外培养和扩增,观察其在不同条件下的生长和分化特性。在动物实验方面,建立了多种动物模型,如兔颞下颌关节(TMJ)骨软骨缺损模型、大鼠颅骨缺损模型等,以此来研究 ADSCs 相关生物材料在体内的再生效果。同时,通过组织学分析、影像学检测等手段,对再生组织的结构和功能进行评估。

下面我们来详细看看研究的主要结果:

  1. ADSCs 的特性:ADSCs 是从脂肪组织的基质血管成分(SVF)中提取的多能干细胞。它具有自我更新能力和多向分化潜能,能分化为多种细胞类型,如脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞等。而且,它还能分泌细胞外囊泡(EVs),这些 EVs 在组织再生中发挥着重要作用。
  2. 生物材料的作用
    • 天然聚合物:像透明质酸(HA)、壳聚糖(CS)和海藻酸盐(Alg)等天然聚合物,具有良好的生物相容性。例如,HA 能促进 ADSCs 的增殖和分化,在关节软骨再生、皮肤伤口愈合等方面效果显著;CS 有利于软骨再生,能增强 ADSCs 的聚集和分化;Alg 则能为 ADSCs 提供良好的微环境,促进其存活和分泌。
    • 合成聚合物:聚己内酯(PCL)、聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物(PLGA)和聚乳酸(PLA)等合成聚合物,具有较好的机械性能。PCL 常被用于构建组织工程支架,通过与其他材料复合,可增强其生物活性;PLGA 和 PLA 经改性后,能提高其生物活性,促进 ADSCs 的成骨分化。
    • 生物陶瓷:磷酸钙基生物陶瓷,如羟基磷灰石(HAp)和磷酸三钙(TCP),与人体骨组织成分相似,在骨再生中应用广泛。它们能为 ADSCs 提供合适的生长环境,促进骨折愈合。
    • 金属材料:钛(Ti)、镁(Mg)、锌(Zn)等金属材料常用于硬组织再生。这些金属材料经表面改性或与其他材料复合后,能提高 ADSCs 的生物相容性和骨诱导性。

  3. ADSCs 在颌面再生中的应用
    • 颞下颌关节再生:颞下颌关节紊乱(TMD)发病率较高,传统治疗效果有限。研究发现,ADSCs - EVs 联合丝素蛋白(SF)支架、ADSCs 联合人参皂苷 Rg1 和 HA 基质等,能有效促进 TMJ 的骨软骨再生。临床研究也表明,注射自体 ADSCs 可改善关节结构,减轻疼痛。
    • 颅颌面骨再生:针对颅颌面骨缺损问题,研究人员利用多种生物材料与 ADSCs 构建复合支架。如 mTG 交联明胶(Gel)水凝胶、注射型 nHA/PLGAs/CS 水凝胶等,在动物实验中均表现出良好的骨再生效果。部分临床试验也显示,ADSCs 联合 β - TCP 颗粒可促进颅骨缺损的修复,但长期效果仍需进一步研究。
    • 牙周组织再生:牙周疾病患病率高,严重影响口腔健康。ADSCs 在牙槽骨再生、牙龈再生等方面展现出潜力。例如,用成骨诱导的 ADSCs 和 BMP - 9 制备的复合材料可有效保存牙槽骨体积;ADSCs 移植可促进牙龈愈合。
    • 牙齿再生:目前牙齿再生面临诸多挑战,ADSCs 具有向牙源性细胞分化的潜力,在部分牙齿再生研究中取得一定成果,如 ADSCs / 猪处理牙本质基质复合物能再生牙本质样、牙髓样和牙周纤维样组织,但距离临床应用仍有距离。
    • 面神经再生:面神经损伤会影响面部表情和功能。研究人员尝试将 ADSCs 应用于面神经再生,通过辅助神经移植或与神经引导导管结合,能促进轴突再生,改善面神经恢复效果。
    • 整形和美容手术:ADSCs 在整形和美容领域也有应用。它能改善面部皮肤光老化、减少疤痕形成、修复面部缺陷等。临床研究显示,注射 ADSCs 可改善面部皱纹,增强皮肤弹性。


在研究结论和讨论部分,研究人员指出,ADSCs 在颌面组织修复和再生领域具有巨大的潜力,这一结论得到了众多体内外实验和临床前、临床试验的证实。不过,目前该领域仍面临一些挑战。在基础研究方面,对于 ADSCs、支架和生长因子之间的相互作用及其潜在机制,还需要更深入的理解。在临床转化方面,供体细胞的采集部位、ADSCs 和相关生长因子的最佳浓度,以及载体(支架)的选择等问题,都需要进一步优化。未来,设计出含有合适生长因子的 ADSCs 相关生物材料,将是该领域的重要研究方向。这一研究成果为颌面再生医学提供了新的思路和方法,有望推动相关临床治疗技术的发展,为广大颌面组织损伤患者带来更好的治疗效果,提高他们的生活质量。
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