综述:牙源性干细胞的生产与生物库构建在再生牙科临床应用的现状与未来展望:一项叙述性综述

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Journal of Dentistry 4.8

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  这篇综述系统梳理了牙源性干细胞(DSCs)在再生牙科中的临床转化路径,重点探讨了当前细胞制造(GMP)、生物库构建(如DPSCs/SHEDs)的标准化挑战,以及跨学科协作对突破监管瓶颈(EMA/FDA/ISCT)和优化冻存技术(DMSO替代方案)的关键作用。

  

引言

生物库作为再生医学的基础设施,正推动牙源性干细胞(DSCs)的临床转化。这类源自牙髓(DPSCs)、乳牙(SHED)等组织的间充质干细胞(MSCs),凭借易获取性(如拔除的智齿)和低伦理争议成为研究热点。其多向分化潜能和促再生能力已在牙髓坏死修复、牙周骨缺损治疗中展现价值,但制造工艺的异质性和监管碎片化阻碍了临床推广。

方法

通过系统检索PubMed/Scopus/ClinicalTrials.gov(2016-2025年数据),筛选出21项临床研究(含5项椅旁微移植物制备案例)。分析涵盖细胞分离(胶原酶/分散酶)、扩增(α-MEM/DMEM+10%FBS)、冻存(DMSO/程序降温)等关键环节的标准化差异。

结果与讨论

1. 监管框架的复杂性

欧盟通过先进治疗药物(ATMP)法规和人类组织指令(2004/23/EC)规范DSCs,而美国FDA则依据HCT/Ps框架(21 CFR 1271)分类管理。但针对自体牙髓干细胞库,目前缺乏专门法规,导致商业机构(如BioEden)服务与临床转化脱节。值得注意的是,2027年欧盟将启用新规(EU 2024/1938)强化SoHO(人体来源物质)产品的全周期管理。

2. 制造工艺的异质性

临床级DPSCs主要源自健康第三磨牙,运输介质首选HBSS(12小时内保持90%存活率)。但培养体系存在显著差异:

  • 培养基:58%使用含FBS的DMEM,42%选择α-MEM
  • 动物源性替代:仅日本团队实现无血清培养(10%自体血清)
  • 酶消化:GMP级Liberase MTF(罗氏) vs 传统胶原酶I

3. 供体与组织特异性

年龄显著影响DPSCs功能:青年供体细胞的增殖速度(PDTyoung=38h)优于老年供体(PDTold=72h),但体内成骨能力在早期传代(P2-P5)无显著差异。有趣的是,炎症牙髓来源的iDPSCs表现出更强的成牙本质分化潜能(DMP1+上调2.3倍),但免疫调节功能存在争议。

4. 冻存技术突破

传统DMSO冻存导致表观遗传漂变,新兴方案展现潜力:

  • 纳米材料:石墨烯氧化物抑制冰晶形成
  • 电磁复温:磁性纳米颗粒(Fe3O4)实现猪动脉组织无损复苏
  • 全牙冻存:根尖穿孔后-80°C保存1月仍可分离功能性DPSCs

5. 数字化解决方案

机器人系统(如LabDroid)实现全自动传代,AI驱动的形态学筛查可实时预测CD105+细胞纯度(误差<2%)。区块链技术(NFT护照)为跨境样本溯源提供新范式。

未来展望

建立国际DSCs参考库(ISO/TS 22859延伸标准)、开发合成酶替代动物源性试剂、推进纳米冻存剂的GMP认证,将是突破产业化瓶颈的关键。正如研究者强调:"唯有产学研医协同构建'从牙椅到病床'的标准化路径,才能释放牙源性干细胞的再生潜能。"

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