В один клык: новый зуб взамен утраченного вырастят прямо в челюсти
Новая технология позволит выращивать зуб непосредственно в челюсти, взамен утраченного. Разработка российских ученых повысит вероятность успешного приживления импланта к тканям десны. Он будет абсолютной копией натурального — с такой же структурой и «привязкой» к нервной и кровеносной системам. На данный момент проведены успешные испытания метода на лабораторных животных.
Третья смена
Многие люди теряют зубы даже в молодом возрасте из-за травм или болезней. Конечно, можно поставить импланты, но для них существуют противопоказания, к тому же они не чувствительны, не реагируют на инфекцию, не регенерируют и не амортизируют нагрузки на челюсть при жевании.
Современная регенеративная медицина уже работает над тем, чтобы на место утраченного зуба можно было поставить его биологический аналог. Ученые из Московского государственного медико-стоматологического университета (МГМСУ) им. А.И. Евдокимова предложили решить эту проблему, вырастив зуб сразу в челюсти.
На сегодняшний день существуют две технологии выращивания биоинженерных зубов.
Первая заключается в заселении теми или иными клетками специально изготовленного каркаса зуба и размещение его в биореакторе — он представляет собой вращающийся сосуд с жидкостью, обогащенной необходимыми компонентами. Однако при такой «сборке» зуба пока не удается воспроизвести все особенности естественного органа. По сути, получается лишь схожая с ним структура — часто с нарушениями формы и цвета, структуры и минерализации дентина, эмали и цемента (элемент, который покрывает всю корневую часть зуба и по своему строению напоминает кость. — «Известия»). Кроме того, при дальнейшей трансплантации в челюсть наблюдаются сложности интеграции выращенной в биоректоре ткани и ткани хозяина, то есть отторжение.
Вторая технология предполагает формирование зуба из биоинженерного зачатка, то есть путем воспроизведения естественного процесса развития.
— Мы решили пойти именно по такому пути, но предложили вырастить зуб сразу в челюсти, а не в биореакторе, — рассказал ректор МГМСУ им. А.И. Евдокимова профессор Олег Янушевич. — Надеюсь, что это поможет решить проблему строения и интеграции биоинженерного образца. Проблема в том, что после роста в биореакторе не всегда правильно формируется структура тканей, так как важное значение играет именно окружающая среда будущего органа. Воспроизвести условия ротовой полости человека невозможно.
Трансплантация выращенного в биореакторе зуба затруднена из-за сложностей совмещения новой ткани с тканями хозяина, а также проблем с «подключением» к нервной, сосудистой и иммунной системам.
Мышиная улыбка
В эксперименте ученые выращивали зубы у молодых лабораторных мышей, содержащихся в индивидуальных клетках в стандартных условиях. На первом этапе зачаток зуба брали у эмбрионов мышей и помещали в охлажденный физиологический раствор. Затем зачатки очищали от окружающих тканей и помещали на участок челюсти, где зубов нет. Рану закрывали медицинским клеем с антисептическими свойствами. Спустя три недели специалисты оценили выросшие зубы.
Чтобы изучить их внутреннюю структуру, ученые сделали разрез, на котором увидели все специфические ткани и клетки с характерным для натуральных зубов расположением.
— Прежде всего, зубы были белыми и твердыми, — сообщил заведующий кафедрой патологической физиологии МГМСУ им. А. И. Евдокимова профессор Игорь Малышев. — Содержимое полости зуба представлено клетками и внеклеточным матриксом нормально сформированной ткани, заполняющей полость зуба, с полнокровными сосудами. Выросший в челюсти орган оказался хорошо сформированным моляром, с четкой симметрией в отложении эмали на поверхности. Кроме того, была хорошая интеграция выросшего зуба с костной тканью челюсти и десны без признаков воспаления.
Всего исследователи пересадили восемь зачатков, половина из которых не имела изъянов. У другой половины были некоторые недостатки, такие, как отек пульпы, неоднородная или тонкая эмаль, а также неправильные внутренние слои. Ученые признают, что такой результат говорит о необходимости дальнейшего усовершенствования подготовки зачатка зуба к пересадке, улучшении техники хирургических манипуляций и, возможно, более тщательной подготовки ротовой полости.
Конечно, брать зачатки зубов у человеческих эмбрионов будет невозможно, однако специалисты планируют в перспективе задействовать для этого стволовые клетки. В частности, интенсивно исследуются клетки волосяной луковицы, так как они являются уникальным источником легкодоступных стволовых клеток взрослого организма. Затем их планируют помещать в специальную среду с особыми факторами роста для формирования нужного типа.
— Процесс выращивания зуба настолько сложен и высокотехнологичен, требует таких отработанных взаимодействий ученых и клиницистов, что эта новость дает нам еще одну возможность гордиться российской наукой, — отметила директор Института стоматологии Сеченовского университета Ирина Макеева. — Однако в настоящее время технология выращивания зубов, отработанная на мышах, не может быть просто так перенесена на человека как по физиологическим, так и по юридическим причинам. Все-таки мыши — подопытные животные, а на людях пока эксперименты не проводились. Поэтому о внедрении в клиническую практику такой технологии говорить рано. По прогнозам ученых, занимающихся выращиванием зубов из зачатков и стволовых клеток, до возможного применения этой практики человеком пройдет не менее 10 лет.
Впрочем, эксперименты на мышах позволили разработать основные принципы и этапы данной технологии, так как стадии развития зубов у грызунов и человека одинаковы. Различия заключаются в факторах роста. У грызунов эти факторы отвечают также за постоянное подтачивание зуба. У людей подобного механизма нет. Это различие необходимо учитывать при развитии технологии.
