综述:支架结合人牙髓干细胞在牙槽骨和颌骨重建中的再生潜力:系统评价

【字体: 时间:2025年07月04日 来源:BMC Oral Health 2.6

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  这篇系统评价全面评估了人牙髓干细胞(hDPSCs)和脱落乳牙干细胞(SHED)联合支架在牙槽骨和颌骨再生中的疗效。通过分析19项动物研究,证实干细胞-支架复合物能显著提升骨体积(BV)、密度(BMD)和成骨标志物表达(如BMP-2/RUNX2),其再生效率达0.2-70.5%(DPSCs)和32.64-40%(SHED),优于单纯支架。研究为口腔种植学提供了可靠的再生医学证据,尤其凸显了碳酸盐磷灰石(CAS)和羟基磷灰石(HA)支架的协同效应。

  

背景

牙槽骨作为牙齿发育的伴随结构,在拔牙后会发生不可逆的吸收,导致美学和功能缺陷。传统骨移植材料(如自体骨)虽被视为金标准,但存在供区并发症和来源限制。近年来,由生物相容性支架、生长因子和干细胞组成的三联组织工程技术成为研究热点,其中源自神经嵴的牙髓干细胞(hDPSCs)因其高增殖率和强成骨分化能力备受关注。

材料与方法

本研究遵循PRISMA指南,检索截至2025年4月的6大数据库,纳入19项比较hDPSCs/SHED-支架复合物与单纯支架的动物实验。采用改良CAMARADES工具评估偏倚风险,其中4项为低风险,14项中风险,1项高风险。研究模型涵盖大鼠(11项)、兔(4项)、犬(2项)等,缺陷尺寸从2mm至10cm不等,随访期1周至3个月。

结果

影像学分析:Micro-CT显示DPSCs+酪氨酸衍生聚碳酸酯支架(E1001(1K)/β-TCP)的骨体积达30.65%,显著高于单纯支架(18.51%)。CBCT证实DPSCs+聚乳酸/纳米羟基磷灰石/明胶/橙皮苷支架的骨再生量较对照组增加30%。

组织学发现

  • SHED+胶原支架在犬模型中再生率32.64%,但低于单纯胶原组(45.39%),而大鼠模型则实现40%再生(单纯支架为0%)。
  • SHED+HA支架显著提升成骨细胞计数(11.6±1.14 vs 6.0±1.00),并通过调节OPG/RANKL系统抑制破骨活性。
  • DPSCs+钙硫酸盐支架在猪模型中创70.5%再生记录,而Puramatrix水凝胶组达26.17%,远超单纯水凝胶(9.62%)。

分子机制:SHED-碳酸盐磷灰石复合物上调BMP-2/7表达(14.75±0.85 vs 7±0.91),同时降低基质金属蛋白酶-8(MMP-8)水平(5.75±1.25 vs 14±1.472),形成促再生微环境。

讨论

支架的物理化学特性深刻影响干细胞命运。碳酸盐磷灰石(CAS)因其可降解性和仿生结构,在SHED负载时表现出色;而酪氨酸衍生支架(E1001)则通过优化孔隙率(>300μm)促进血管化。值得注意的是,某些支架(如PisPLLA/胶原/HA)单独使用时反比干细胞复合物更有效,提示细胞接种可能干扰局部信号传导。

临床转化仍面临挑战:异体干细胞免疫原性、长期存活率(仅3个月随访)及规模化生产问题亟待解决。未来需通过大型动物实验验证DPSCs-支架组合在负重部位的机械性能。

结论

现有证据强烈支持hDPSCs/SHED-支架复合物在颌骨再生中的优越性,其通过多靶点调控(VEGF↑/MMP-8↓)实现结构性修复。该技术为牙槽嵴保存、种植体周骨缺损等临床难题提供了创新解决方案。

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