Выращивание зубов из стволовых клеток – что это такое

Скоро будет возможно выращивание зубов у человека

Основной недостаток наших зубов в том, что они вырастают только из двух групп зачатков, сформированных в период внутриутробного развития. Из первой группы появляются молочные коронки, из второй – постоянные.

При потере постоянного зуба его можно заменить лишь искусственным, который не может полностью выполнять естественных функций, да и в этом случае процедура показана не всем. Это натолкнуло ученых на мысль о выращивании зубов человека.

На сегодняшний день после проведения большого количества исследований и экспериментов вырастить зуб все же удалось.

Содержание статьи:

Из истории

Первые разработки по данному проекту были начаты в Англии в 2002 году. Для своего эксперимента группа ученых использовала коронки поросят шестимесячного возраста и крыс.

Исследовательскую группу возглавила Памела Йелик. У поросят были изъяты несозревшие клетки дентальной ткани, которые помещали в ферменты.

Инновации в стоматологии

После их формирования клетки переносили на полимерную пластину, которая в процессе развития клеток постепенно разлагалась. Полностью сформированные зачатки вживлялись крысам.

Ровно через 3 месяца у крыс появились новые коронки, имеющие неполноценный дентин, полное отсутствие эмали и несформированный корень.

Основываясь на ранее проведенных исследованиях, эксперимент продолжили ученые из университета наук города Токио в 2007 году. Такаси Тсуджи вместе с коллегами смогли вырастить новые зубы и успешно вживить их молодым мышам.

Вновь выращенные органы полностью выполняли свои функции. Они имели сформированные дентальные ткани и у них отсутствовала корневая часть.

Самого лучшего результата добились та же группа, но уже в 2009 году. Для своего исследования токийские ученые использовали иную технологию, отличную от той, что была применена ранее. Для формирования зачатка они брали клетки мыши, отвечающие за развитие и рост зубов, и стимулировали их рост в коллагеновой среде.

После чего подсаживали зачатки на место удаленных коронок. На их месте выросли нормальные зубы с полноценной коронковой и корневой частью. Во время роста в пульпе был сформирован нервно-сосудистый пучок, отвечающий за дальнейшее питание дентальной ткани.

Какой эффект оказывает черная зубная паста из Таиланда и где ее купить.

Популярная зубная паста Пародонтакс: тут описание, состав и отзывы.

За выявление гена, отвечающего за рост зубов, взялись ученые Цюрихского университета. Они выявили, что за данные процессы отвечает ген Jagged2 и участок хромосомы с названием Notch. Было выявлено, что при отсутствии активности данного гена Notch начинает работать с выраженными ошибками.

На основании полученных данных ученые продолжили исследования и выделили ген, отвечающий за формирование правильного положения коронки – Osr2. При его деактивации обнаруживалась деформация зубного ряда с вырастанием коронок за его пределами, а также формированием волчьей пасти.

Выращивание новых зубов у человека искусственным путем

За инициирование формирования зачатков отвечает ген Msx1. Эксперимент показал, что при наличии этого гена и при отключении других, перечисленных здесь выше, все же развивались единичные органы. Но при их активации и отключении Msx1 никакого развития зачатков не происходило.

На основании полученных данных ученые пришли к выводу, что без гена Msx1 выращивание зубов осуществить невозможно.

Зачатки из стволовых клеток

Профессор Митсиадис после детального изучения зависимости активности генов и развития зачатков выявил, что гены, отвечающие за их формирование, принимают активное участие в производстве стволовых клеток дентальных тканей.

Основываясь на этом, некоторые ученые стали считать, что при аномалиях ряда зубов, вызванных генетическими факторами, в качестве терапии восстановления можно использовать стволовые клетки.

Данные клетки являются единственными, обладающими способностью восстанавливать поврежденные клетки организма, замещая их путем своего деления.

Для формирования коронки стволовую клетку подсаживают в пустую альвеолярную лунку и оставляют ее в покое. Со временем там формируется новый зачаток, а затем зуб.

При этом процесс роста сопровождается такими же ощущениями, что и в детстве. Форма коронки и корня не отличаются от настоящих зубов.

Единственный нюанс этого метода в том, что с возрастом количество стволовых клеток безнадежно уменьшается. Если в возрасте до 25 лет можно обнаружить одну такую клетку на 100 тысяч, то 50 годам 1 клетка приходится на 500 тысяч.

Кроме того, процесс забора материала для выделения клеток очень болезнен. Поэтому на данный момент ученые больше занимаются разработкой методов, которые бы позволили осуществлять забор материала более эффективно и менее болезненно.

Примерная цена на наращивание эмали зубов по современным технологиям.

Может ли зубная паста Сплат решить проблемы с зубами? Тут отзывы стоматологов.

Эксперименты на животных

Фото: выращивание настоящего живого зуба

Подсадку комплекса стволовых клеток производили мышам. Для того чтобы можно было детально отследить процесс, в клетки добавили безопасного для организма мышей белка зеленого флуоресцента.

Данный эксперимент закончился появлением нового зуба. Проведенные исследования показали следующее:

  • выращенные коронка и корень по своей форме не отличаются от настоящего зуба;
  • анатомическое строение включало точно такие же элементы: пульпу, сосудисто-нервный пучок, дентин, эмаль;
  • дентальные ткани имели высокую прочность, позволяющую полностью выполнять все функции;
  • размер коронковой части был немного меньше стандартных показателей.

В этом видео рассказывается про методики, благодаря которым ученым удалось добиться первых результатов:

Способы

В теории для выращивания человеческих зубов представлены 2 метода: внутренний и внешний.

Внутренний

Данный метод предусматривает выращивание непосредственно в полости рта человека. Внутренний метод был разработан украинским ученым и заключается во введении стволовых клеток в пустые альвеолярные лунки. Для этого он предлагает использовать клетки, выделенные из выпавших молочных коронок.

Их необходимо ввести под слизистую инъекционным методом. Около 3 или 4 месяцев происходит активное размножение клеток и формирование зачатка. В конце этого периода появляется новый зуб.

На данный момент этот метод является наиболее простым, но долгосрочным. Кроме того, он так и не получил детального исследования ввиду отсутствия средств для финансирования.

Наружный

Наружный метод подразумевает формирование зуба вне полости рта и затем дальнейшее его внедрение в лунку альвеолярной кости для приживления. Для этого предлагают использовать два способа выращивания:

    В органической культуре. Для этого используют клетки примитивного типа: мезенхимальные и эпителиальные. Комбинацию этих клеток помещают в коллагеновый каркас для формирования зачатка.

Затем зачаток переносят в органическую культуру и через 2 недели получают зуб с эмалью, дентином, сосудами и пульпой. Данные сроки характерны для выращивания коронки мыши, размер которой составлял всего 1,3 мм.
В специальной пробирке. В данном случае используют точно такие же клетки и принцип образования зачатка, но в дальнейшем его помещают не в органику, а в капсулу.

Для того чтобы обеспечить рост коронки, капсулу внедряют в печень мыши. Сроки формирования зуба в данном случае ничем не отличаются от первого способа.

Скоро человечество сможет заниматься выращиванием новых зубов самостоятельно

Побочные эффекты

Несмотря на успех всех последних исследований, данные разработки все же не получают активного развития. Это в первую очередь связано с теми побочными эффектами, которые могут сопровождать эту процедуру.

При подсадке зуба или его выращивании невозможно контролировать темпы роста каждого его элемента. При нормальном процессе нервно-сосудистый пучок должен развиваться в таком же темпе, что и дентин.

В противном случае можно получить изначально патологическую коронку, которая может повлиять как на здоровье полости рта, так и на какие-либо системы организма.

Также существует проблема, связанная с иммунным ответом организма на внедряемые клетки. Воспринимая их как инородные тела, иммунитет будет всячески их отторгать.

Чтобы свести риск подобной ситуации к минимуму, пациенту придется принимать серьезные дозировки иммунодепрессантов, которые могут совершенно лишить его иммунитета на всю жизнь.

Основной минус проводимых разработок – отсутствие комбинированного подхода, в котором бы учитывались все нюансы данной процедуры и ее последствия.

Критика

Большая часть ученых даже при изучении уже подтвержденных положительных данных придерживаются мнения, что это бесполезные, ничего не значащие разработки.

По их мнению, единичное выращивание зуба у мыши еще не служит доказательством того, что стволовые клетки всегда будут вести себя прогнозируемо.

Кроме того, данные манипуляции сопряжены с таким количеством проблем и вопросов, которые пока не может решить ни один ученый.

Также многих смущает эффективность приживления искусственно полученного зачатка. Не так давно врачами были совершены попытки имплантации собственных зубов пациента с одного участка челюстной дуги на другой.

Данная методика показала настолько низкий процент приживаемости, что не нашла широкого применения в стоматологии. Если судить по неудачному результату данного метода, выращенный зуб, который мало отличается от своего, также может просто не прижиться.

Многих смущает и тот момент, что при подсадке зачатка тяжело спрогнозировать тип зуба, который вырастет. Например, на месте клыка прорежется моляр или резец.

Когда появится услуга?

Воодушевленные положительным результатом, токийские ученые взялись за дальнейшее изучение данной области. На сегодняшний день они успешно работают над дифференциацией создаваемых зачатков, которая позволила бы проводить точное позиционирование участка альвеолярного гребня с номером коронки.

Новинки стоматологии будущего: выращивание зубов

Масштабность и темпы исследований позволили ученым предположить, что ближе к 2030 году метод выращивания зубов человека получит широкое распространение и постепенно вытеснит протезирование и имплантацию.

По мнению ученых, данная методика будет иметь такую же стоимость, что и стандартное протезирование с применением имплантации, так как ее себестоимость не так уж и высока.

Но если учитывать маркетинг рынка, то даже при широком распространении еще не менее 10 лет после своего появления в клиниках данная услуга будет самой дорогой из всех стоматологических работ.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Руководство по выращиванию зубов

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.

История вопроса

около 330 до н.э.

Аристотель описывает регенерацию кончика хвоста у ящерицы.

1950-е

В костном мозге найдены два типа стволовых клеток: гемопоэтические предшественники кровяных телец и мезенхимальные предшественники костной и хрящевой ткани, включая зубы.

Впервые выделены и выращены «в пробирке» эмбриональные стволовые клетки мышей.

Стволовые клетки обнаружены в зубной пульпе человека.

Успешная изоляция и культивирование в лаборатории эмбриональных стволовых клеток человека.

Показано, что мезенхимальные стволовые клетки в пульпе способны регенерировать дентиноподобные тканевые комплексы.

Удается выделить популяцию стволовых клеток из еще живых остатков разрушенного зуба.

Обнаружение стволовых клеток в периодонтальной связке, которая удерживает зуб на месте.

Зрелые дифференцированные клетки мышей успешно «перепрограммированы» в стволовые (индуцированные плюрипотентные) клетки.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки получены из фибробластов человека.

Из стволовых клеток пульпы на искусственном скаффолде выращены дентиноподобные комплексы.

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 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

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.

stsvv

Стоматология. Понятная и Доступная.

Лучший блог о стоматологии и имплантации зубов

Признаться, меня очень даже достали подобного рода сенсации, периодически появляющиеся даже в очень серьезных изданиях. А еще интереснее всякого рода конспирологические теории, типа: “Стоматологи специально тормозят внедрение выращивания зубов из стволовых клеток, поскольку боятся остаться без работы”.
Помилуйте, но если заниматься этим будут не стоматологи, то кто будет выполнять подобные процедуры?

Давайте трезво взглянем на технологию “выращивания зубов” из стволовых клеток и оценим ее перспективы.

Мало кто знает, что зубы – это производные эпителиальных тканей. Да, зубы имеют общее с волосами, ногтями и мозгами происхождение. Причем формируются зубы весьма и весьма специфично.

Вы знаете, что зуб состоит из твердых и мягких тканей. Мягкая ткань – это пульпа, проще говоря “нерв”, который находится внутри зуба, в специальной полости. Пульпа имеет мезенхимальное происхождение, другими словами, образуется из абсолютно другого эмбрионального листка и не имеет ничего общего с эмалью или цементом.
Пульпа содержит в своем составе клетки-одонтобласты, формирующие дентин, а также питающие их сосуды и нервные волокна.
Пока происходит формирование зубов, одонтобласты продуцируют т. н. первичный дентин. После прорезывания зубов этот процесс идет очень медленно (образуется вторичный дентин), а в случае каких-либо повреждения зуба, ответной реакцией служит образование третичного дентина со стороны повреждения.
Другими словами, дентин способен к регенерации, поскольку клетки-одонтобласты остаются на протяжение всей жизни в пульпарной камере.

Основа зуба, как по объему так и по весу – это дентин. Он представляет из себя пористую твердую ткань, что-то вроде сотовой конструкции, в каналах которых находятся отростки одонтобластов. Как только кариес достигает дентина, инфекция очень-очень быстро распространяется по этим самым дентинным канальцам и в пульпе зуба возникает воспаление, которое мы называем пульпитом. Именно поэтому для развития пульпита ДАЛЕКО НЕ ВСЕГДА требуется прямое сообщение кариозной полости с пульпарной камерой зуба.

Эмаль зуба – самая твердая ткань человеческого организма. Она намного тверже стали и испытывает ни с чем несопоставимые нагрузки.
Эмаль формируют клетки-амелобласты, которые, в отличие от одонтобластов, присутствуют только в период формирования зуба в зубном зачатке, а после прорезывания зуба исчезают.
Именно поэтому эмаль не регенерирует и не восстанавливается при повреждении (например, при кариесе).
Зубная эмаль с микроскопической точки зрения устроена очень сложно. Она состоит из трехмерно закрученных так называемых эмалевых призм, строение которых во многом определяет ее прочность и резистентность к кариесу.
Эмаль покрывает коронковую часть зуба, придает ей характерный цвет и прозрачность. Поэтому первым признаком повреждения эмали, нарушения ее строения, служат изменение цвета и прозрачности зубов.

Корень зуба покрыт цементом. Цемент тверже дентина, но значительно мягче эмали. Цемент формируется в период формирования зубов клетками-цементобластами, незначительное количество которых остается в пародонте и после прорезывания зубов. Цемент, как и эмаль, не способен к регенерации.
В цемент корня вплетаются волокна пародонта – очень прочные соединительнотканные связки, которые как бы подвешивают зуб в лунке. Другими словами, здоровый зуб вообще не контактирует с костью напрямую.
Пародонт нужен для амортизации жевательной нагрузки, также с его помощью происходит питание цемента корня зуба.

Цементобласты, как и амелобласты, имеют эпителиальное происхождение.

Для чего я все это Вам рассказываю? Чтобы Вам стало ясно, насколько сложно устроен каждый Ваш зубик и сколько тканей и клеток участвует в его формировании и развитии. Стало быть, чтобы воссоздать полноценный зуб из стволовых клеток, нам необходимо провести весь процесс формирования зуба в пробирке.

Теперь немного о стволовых клетках.

Сейчас даже школьники знают, что стволовая клетка – это такая протоклетка, из которой можно получить любую клетку организма. И что в нашей крови содержится энное количество этих самых стволовых клеток в “спящем” состоянии.

То есть, чтобы вырастить из стволовых клеток что-то похожее на орган или ткань, нам необходимо:

а) выделить нужное количество стволовых клеток из крови.
б) заставить стволовую клетку дифференцироваться в нужном направлении. Другими словами, нужно сделать что-то, чтобы она при делении превращалась в нужную нам клетку – гепатоцит, остеобласт, амелобласт, нейрон и т. д.

И, если с первой задачей современная наука более-менее справляется, то вторая задача представляет собой серьезную проблему.

Некоторое время назад были открыты медиаторы – особые гормоноподобные вещества, влияющие на дифференцировку клеток. Обработав культуру стволовых клеток нужным медиатором, можно заставить превратиться ее в печеночную, почечную или хрящевую ткань – все зависит от того, какой медиатор используется.
Так вот, наш организм состоит из сотен различных клеток, а медиаторы открыты лишь для некоторых из них. Например, известны медиаторы, заставляющие превращаться стволовую клетку в гепатоцит (основная ткань печени) или эритроцит.

Есть и другой способ заставить стволовые клетки делиться в нужном направлении. Например, подсадить культуру стволовых клеток прямо в орган и ждать, что из этого получится. Именно на этом способе основана т. н. “терапия стволовыми клетками”, которая сейчас широко пиарится в медицине. О клинической и достоверной эффективности подобных методик говорить сложно, поскольку еще неясно, вырастает там что-нибудь, если вырастает вообще.
Поэтому, если Вы когда-нибудь столкнетесь с “клеточной терапией”, особенно в косметологии – будьте осторожны. Ну об этом мы как-нибудь поговорим отдельной темой.

Вернемся к нашим баранам зубам.

Если мы хотим воссоздать полноценный зуб, нам необходимо заставить стволовые клетки делиться в нужном направлении. Так, чтобы из них получились:
1. Амелобласты
2. Цементобласты
3. Одонтобласты
4. Фибробласты пульпы, клетки сосудов, нервные волокна пульпы
5. Фибробласты пародонта

Причем, наша цель – не бесформенная культура клеток. а создание органа определенной формы.
В этом плане вырастить из стволовых клеток печень или почку значительно легче, нежели зуб. Поскольку от формы печени, будь она круглая или квадратная, не зависит ее работоспособность, в то время как функциональность зуба определяется, прежде всего, его формой.

И вот тут появляется еще одна проблема. Все зубы (а их, если Вы помните, тридцать два) имеют разную форму, хотя и не отличаются в клеточном строении друг от друга. Как сделать из выращиваемого зуба именно клык или большой коренной зуб? Что определяет его форму и назначение? Этот вопрос пока остается открытым и по нему нет однозначного мнения.

Ну, допустим, нам удалось вырастить зуб нужной формы и размера. И он не просто идентичен настоящему зубу. Он живой! И теперь его надо пересадить в место отсутствующего зуба.

Некоторое время я занимался аутотрансплантацией зубов. То есть, пересаживал восьмерки на место удаленных шестых зубов и наблюдал, что из этого получится. Подробнее об этом Вы можете почитать здесь>>. Клинического распространения данная методика не получила и не получит (из-за низкой клинической эффективности), поэтому мои работы в этом направлении можно отнести скорее к науке, нежели к практике.

Также мне часто приходится иметь дело с вывихнутыми зубами. И могу сказать, что даже при идеальном соответствии зуба лунке процесс приживления идет успешно далеко не всегда. Хотя, иногда все получается очень даже хорошо.

Понятное дело, что реплантировать вывихнутый зуб или же пересадить зуб мудрости в заранее подготовленную лунку значительно проще, нежели интегрировать зуб, выращенный в пробирке. Однако, мы до сих пор не научились вживлять вывихнутые зубы со стопроцентной гарантией, не говоря уже о пересадке собственных зубов! О каком вживлении выращенных искусственно зубов может идти речь?

То есть, если даже будут преодолены все препятствия и мы сможем вырастить зубы в пробирке, то проблема интеграции этих зубов в живой организм останется неразрешенной.

ОДНАКО, есть выход. можно пересаживать не выращенный зуб, а, скажем, зубной зачаток на ранней стадии. А потом просто подождать, когда зуб прорежется. Вроде как все очень просто, но. и здесь возникает ряд неразрешимых пока сложностей.
Во-первых, пока нет возможности стимулировать развитие зубных зачатков и рост зубов. Исследования в этой области ведутся, но с переменным успехом.
Во-вторых, возникает вопрос дифференцировки самих зубов. Будет обидно, если из зачатка, пересаженного на место отсутствующего резца, вырастет зуб мудрости или что-нибудь подобное.
В-третьих, как организовать питание зачатков? В естественных условиях, их кровоснабжение обеспечивается сетью тонких сосудов, превращающихся потом сосудисто-нервный пучок пульпы. Как это сделать что-то подобное – очень-очень сложный вопрос, неразрешимый даже в обозримом будущем.

Сейчас периодически появляются сообщения о выращенных из стволовых клеток зубах, которые были успешно пересажены тем же мышам. И вроде как эти зубы даже работают.
Но. есть несколько нюансов, о которых в прессе не сообщают, либо сообщают вскользь.

Во-первых, эти самые экспериментальные зубы выращивают на керамической матрице. Так будущие зубы дифференцируют и задают им форму.
Во-вторых, в этих зубах отсутствует дифференцировка тканей. То есть, в них нет пульпы, эмали, цемента и т. д. Это просто керамический каркас, наполненный фибробластами. И полноценными зубами их назвать нельзя.
В-третьих, зубочелюстной аппарат мышей существенно отличается от зубочелюстной системы человека. Хотя бы тем, что у грызунов зубы растут в течение всей жизни, а следовательно способности к регенерации и восстановлению зубной ткани у них выше.
В-четвертых, не было сообщений о выращивании и пересадке грызунам функционально активных зубов (тех, которые действительно используются в жевании), например резцов. Обычно пытаются вырастить и пересадить моляры, премоляры, функциональность которых у мышей (в отличие от человека) не высока.

Следовательно, эти технологии в практической медицине не применимы и имеют прикладное научное значение.

Ну и, последнее – цена вопроса.
Я думаю, вряд ли выращивание зубов будет востребовано в широкой медицинской практике хотя бы из-за стоимости технологии. Посмотрите, сколько сейчас стоит дентальная имплантация и сколько труда и времени она занимает. С зубами из стволовых клеток все будет в разы сложнее и дороже. И если сейчас стоимость операции дентальной имплантации в Москве составляет, в среднем, тысячу долларов США, то в нашем случае столько будет стоить один только забор стволовых клеток. И это, заметьте, самая дешевая по себестоимости процедура.

Поэтому, выращивание зубов из стволовых клеток, аки редиски на грядке – удел далекого-далекого будущего. И даже если подобная технология станет возможной лет эдак через пятьдесят-сто, то вряд ли мы сможем себе позволить зубы, выращенные в пробирке, ибо цена их будет очень велика.

Так что берегите то, что есть! А если чего не хватает, подумайте о дентальной имплантации. Обозримое стоматологическое будущее – именно за этим перспективным направлением.

Заменит ли когда-либо выращивание зубов протезирование и имплантацию?

Ученые сегодня разрабатывают способы выращивания зубов у человека из стволовых клеток. Какими технологиями они располагают, и какова цена вопроса окажется для обычного пациента, попробуем описать ниже.

Потеря даже одного зуба в ряду становится ощутимой как на эмоциональном, так и на физиологическом уровне. Восстановить улыбку и жевательную функцию стараются за счет имплантации и протезирования. Но, вполне возможно, что совсем скоро медики предложат не искусственный заменитель, а естественные ткани, приживаемость которых будет в разы выше.

Исторические факты

В стоматологии уже давно задумались над тем, как сделать так, чтобы зуб вырастал в челюсти столько раз, сколько потребуется. Ведь природой заложено всего два таких периода – прорезывание молочных единиц и смена их на постоянные.

Первые научные разработки по выращиванию зубов у человека начались в 2002 году в Великобритании. Для эксперимента использовали шестимесячных поросят и крыс. Памела Йелик проводила следующие манипуляции:

  1. Забирала недозревшие клетки дентальной ткани у животных и помещала в специальные ферменты.
  2. Когда они становились сформированными, то их переносили на пластинку из полимера, которая разлагалась под воздействием развивающихся клеток.
  3. Уже созданные, таким образом, полноценные зачатки вживлялись в мягкие ткани крыс.
  4. Через три месяца можно было заметить появившиеся над десной коронки.

Уже на основе этих данных в Японии решили продвинуться дальше. В 2007 году провели эксперимент в Токийском университете науки под руководством Такаси Тсуджи. Здесь в качестве подопытных выступали мыши. И хоть получилось добиться полного формирования дентина, тем не менее над зубными корнями пришлось потрудиться дополнительно.

Эксперимент продолжился через два года, когда японцы решили применить иную технологию. Для этого они использовали определенные клетки мышей, которые отвечают за рост и развитие зубов от природы. Помещали их в коллагеновую среду и стимулировали рост. После пересадки на место удаленной единицы ученые смогли добиться прорастания полноценного зуба. При этом создавалась не только нужная структура коронки и корня, но и нервно-сосудистый пучок пульпы.

Ген, отвечающий за рост зубов

Ученые обратили внимание на гены, которые регулируют количество единиц у взрослого человека, их появление, порядок, наличие зачатков, структуру и время прорезывания. Вплотную этим вопросом занялись медики в университете Цюриха.

Так, выявлено, что за рост единиц на челюсти отвечает ген под названием Jagged2 и хромосома Notch. Они работают в паре, и когда первый перестает выполнять свою функцию, то второй выдает ошибки.

Еще один ген Osr2 отвечает за формирование структуры и положения коронки зуба. И если каким-то образом его отключить, то они начинают появляться в неположенных и неожиданных местах, вырастают с явными деформациями, а то и вовсе делается волчья пасть.

Ген под названием Msx1 полностью контролирует закладывание зачатков будущих зубов. Именно благодаря ему у нас сначала появляется 20 молочных единиц, а затем они в положенное время меняются на постоянные, и тогда вырастают еще 12. Правда, не у всех людей зачатки сформированы полностью и правильно.

Интересно то, что если отключить вышеперечисленные гены, кроме последнего, то единичные зубы могут все равно прорезаться. А вот если нарушается работа Msx1, то даже зачатки не формируются вовсе. Поэтому ученые взяли на вооружение, что именно этот ген нужно использовать для самостоятельного выращивания зубов.

Зачатки

Как продолжение изучения по восстановлению зубного ряда таким способом профессор Митсиадис пришел к выводу, что активность генов нужно использовать совместно со стволовыми клетками, взятыми из зачатков дентальных тканей. Именно их общая работа приведет к формированию полноценной единицы.

Стволовые клетки способны регенерировать поврежденные ткани, заместить утраченные части собственным делением, поэтому такой способ может стать настоящим прорывом в мире по естественному восстановлению зубов.

Продуманный метод в теории максимально прост:

  • изъятую стволовую клетку помещают в альвеолярную полость, из которой ранее выпал или удален зуб;
  • через некоторое время на этом месте формируется зачаток, схожий на тот, что появляется у эмбриона;
  • далее происходит процесс его роста, развития и прорезывания, что по ощущениям должно напоминать подобный период в детстве.

Очевидно, что такой способ выращивания зубов из стволовых клеток максимально напоминает естественное их появление. В результате единица образуется полностью сформированная, на своем месте и имеет все структурные элементы.

Но здесь также есть ряд недостатков в практическом использовании метода:

  • С каждым годом у человека становится все меньше стволовых клеток, и если в 25 лет их еще может быть 1 на 100 тысяч, то в более зрелом возрасте обнаруживается только 1 на 500 000.
  • Само изъятие такой клетки оказывается затруднительным и очень болезненным процессом. Заданием для ученых пока является обнаружение более простого способа для забора материала.

Проводимые эксперименты

Самые удачные разработки по выращиванию зубов показали, что это сделать возможно, так как уже есть определенные достижения:

  • сформированная, таким образом, коронка полностью отвечает естественной структуре;
  • анатомическое строение выращенного зуба также соответствует природному и содержит все нужные элементы – нервно-сосудистый пучок, пульпу, дентин и эмаль;
  • твердость и прочность образованных тканей настолько высокая, что дает возможность выполнять все функциональные нагрузки челюсти.

Но недостатком пока остается размер выросшей единицы, который получается немного меньшей по объему. Тем не менее исследователи не останавливаются на достигнутом и придумывают новые технологии по максимально естественному восстановлению зубного ряда.

Методики

Сами способы по выращиванию твердых тканей можно разделить на:

  1. Внешние – при котором формируют единицу за пределами ротовой полости, например, в пробирке или особых клетках, гелях и пр. И только, когда зуб вырос, его пересаживают в пустующую лунку.
  2. Внутренние – стволовые клетки, выделенные, например, из утраченных молочных зубов, вводят под слизистую. И уже в десне происходит развитие и рост целой единицы. Правда, этот метод считается не до конца проработанным и достаточно длительным.

Среди наружных способов особо выделяют два:

  • Когда процесс выращивания зуба происходит в органической культуре. Для этого берут мезенхимальные и эпителиальные клетки и помещают их в коллагеновый каркас. Именно здесь будет формироваться зачаток. Время роста зуба составляет около двух недель. Но при этом он полностью сформирован и имеет весь анатомический комплекс элементов.
  • С помощью специальной пробирки, в которую помещают те же клетки для формирования зубного зачатка. После определенного этапа его перекладывают уже в капсулу и внедряют в печень мыши.

Кроме генных технологий, некоторые ученые предлагают совершенно инновационные психо-социальные способы перепрограммирования. К ним относятся:

  1. Метод Петрова – при этом пациент узнает о точном строении зуба, его корневой системе и структуре коронки. Затем он мысленно помещает стволовую клетку костного мозга в то место, где следует нарастить зуб и представляет весь процесс формирования зачатка и рост единицы.
  2. Способ Веретенникова во многом схож с предыдущим, но здесь нужно учитывать не только строение зуба, но и правильность их прорезывания, очередность появления – от нижних резцов и до больших коренных, в строгой природной последовательности. Ученый предлагает мысленно представлять прорастание маленького зуба, как семени, создавая в нужном месте ощущения давления.
  3. Технология Столбова – ученый, который на своем опыте показал, что воздействием мысли можно вырастить хоть 17 зубов подряд! Помимо создаваемой мыслеформы, параллельно с этим следует отказаться от вредных привычек, похудеть и научиться прислушиваться к своему организму.
  4. Метод Шичко – предполагает использование самовнушения в период засыпания и правдивой информации. За счет письменных установок, которые пациент совершает перед сном в своем личном дневнике, можно заставить восстановить работу любого внутреннего органа, в том числе и утраченного зуба. Главное – планомерное воздействие на подсознание.

Среди новых разработок также выделяются еще две:

  • Использование ультразвука, когда с его помощью стимулируют десну и альвеолярный отросток к наращиванию твердой ткани. За счет такого своеобразного массажа можно заставить клетки функционировать в нужном направлении.
  • Лазерная коррекция – помимо безболезненных операций по заживлению различных органов, с его помощью можно стимулировать появление желаемых клеток и их рост. Таким образом, происходит полная регенерация тканей и восстановление утраченного зуба.

Какие побочные эффекты?

Пока все лабораторные эксперименты не вошли в ежедневную практику стоматологов, так как имеют множество недоработок, побочных явлений, а иногда и непредвиденных результатов. Самыми важными деталями, над которыми еще следует потрудиться, являются такие сомнительные моменты:

  1. Сложно контролировать темпы роста единицы и ее элементов. Случается так, что дентин образуется намного быстрее, чем нервно-сосудистый пучок пульпы.
  2. Возможно появление патологических форм и строения самой коронки, что в дальнейшем обязательно повлияет на функциональность зуба и на здоровье ротовой полости в целом.
  3. Наш организм с развитой иммунной системой, скорее всего, будет реагировать на внедрение выращенного зуба или зачаток из стволовых клеток, как на инородное тело. Поэтому велики риски его отторжения. А чтобы снизить такой эффект человеку придется принимать препараты, значительно снижающие уровень иммунитета, что может привести к ослаблению здоровья на длительный период.

Мнения критиков

Не весь ученый мир придерживается таких оптимистических прогнозов по возможности выращивания полноценного зуба во рту пациента. Еще многие из них скептически относятся даже к успешным разработкам и результативным экспериментам. Они утверждают, что если в некоторых условиях удалось нарастить у мыши какие-то отдельные единицы, то это не значит, что то же самое получится и с человеком.

Никто не сможет предугадать, как поведут себя стволовые клетки в десне, образуют ли они нужный зуб в желаемом месте, да еще и правильной формы. Невозможно предвидеть, как будет реагировать организм отдельно взятого человека на вживление таких клеток или целой выращенной единицы. Даже эксперименты с пересадкой зубов с одной челюсти на другую у человека не принесли желаемого результата, показав очень низкий процент приживаемости.

Самым же сомнительным вопросом остается – как повлиять на структуру и форму зуба, который требуется вырастить? Ведь стволовые клетки не знают, нужен нам резец, моляр или клык. Что вырастет и правильно ли это произойдет?

Видео: ученые начали выращивать зубы в пробирке.

Когда будет доступна процедура?

Те ученые, которые пока воодушевлены результатами экспериментов, обещают скорое решение проблемы. Так, японские разработчики считают, что продвинулись уже достаточно далеко в своих технологиях, и осталось только дифференцировать создаваемые зачатки, чтобы точно рассчитывать в каком альвеолярном отростке вырастет подходящая единица.

Они обещают, что уже к 2030 году смогут предоставить полноценные и эффективные результаты по выращиванию зубов из стволовых клеток и распространить свой метод в массы. Именно их разработки должны полностью вытеснить современное протезирование и имплантацию.

Цена процедуры

Предугадать стоимость такого способа восстановления улыбки достаточно сложно, так как его пока нигде не проводят. Но медики приблизительно рассчитывают на окончательную сумму исходя из отдельных процедур, необходимых для этого.

Так, стоимость извлечения стволовых клеток находится в районе 1000 евро. Если же к этому добавить необходимые инъекции, дополнительные материалы и прочие проводимые процедуры, то можно оценить весь процесс выращивания зуба у человека в 3000 евро, что значительно дороже имплантации.

При появлении такого способа восстановления зубного ряда, воспользоваться им смогут только те, кто финансово обеспечен. Большей части населения она окажется недоступной. Пока в некоторых клиниках предлагаются экспериментальные процедуры по выращиванию единиц, но пациент должен не только заплатить 3000 евро за нее, но и подписать согласие на то, что готов к неожиданным результатам.

Утерянные зубы можно вырастить заново из стволовых клеток

Организм — удивительная штука, он может внутри себя вырастить полностью функционирующего ребёнка, а вот выращивание зубов для него проблема. Было бы идеально, чтобы зубы обновлялись ещё и лет в 30-35. Или хотя бы на месте удалённых или полностью разрушенных кариесом вырастали бы новые, крепкие, молодые зубки.

К счастью, в XXI веке это уже не просто мечты, это цели учёных. Последние на своём тернистом пути к выращиванию новых зубов добились впечатляющих результатов. Они обещают поставить технологию на поток уже в следующие десять лет. Сегодня расскажем немного об этой инновационной технологии.

Будущее уже здесь: новые зубы из стволовых клеток

Выращивание зубов из собственных стволовых клеток может происходить в лабораторных условиях, «в пробирке», если хотите. Или же в десне пациента, прямо на том месте, где нужен новый зуб. Это звучит просто удивительно: врач сажает в десну стволовые клетки, как садовод арбузное семечко – в грядку. И всего за два месяца на пустом месте у человека вырастает новый зуб. Правда, пока ещё не удалось вырастить идеальный человеческий зуб, но вот зуб мышки получился хорошим.

Дело в том, что человеческие зубы сложнее и больше, чем зубы мыши. Ещё одна сложность заключается в том, что из стволовых клеток пульпы может вырасти только пульпа, из стволовых клеток дентина может вырасти только новый дентин. Поэтому учёным нужно научиться располагать стволовые клетки разных частей зуба в правильном положении и верных пропорциях, чтобы он выходил не хуже, чем у матери-природы. Чтобы это сделать, нужен так называемый межклеточный матрикс. Именно он будет отвечать за правильную пространственную организацию клеток, их миграцию и прикрепление.

Если очень упрощённо, межклеточный матрикс — это руль, а стволовые клетки — это двигатель. Без руля мощь, которую может производить двигатель, не очень полезна, так как двигать получится только в одном направлении. Учёные пока не нашли однозначного ответа, из чего же нужно делать межклеточный матрикс. Кто-то голосует за то, что его нужно извлекать из натуральных материалов, кто-то — за то, что его нужно синтезировать.

Кроме этого, есть ряд нерешённых проблем с кровоснабжением зуба и его связочным аппаратом, а также с тем, откуда брать необходимые стволовые клетки. Дело в том, что для того, чтобы взять полный набор необходимых стволовых клеток, нужно порядочным образом расковырять здоровый зуб.

Как бы там ни было, сегодня учёные так далеко продвинулись в вопросе выращивания новых зубов, что это вдохновляет. Ещё три десятка лет назад никто и представить не мог, что хотя бы мышь сможет получить новый зуб.

Выращивание зубов у человека – сказка или выполнимая реальность

Главное несовершенство природы касаемо зубов человека – их воспроизводство лишь из двух вариантов зачатков, формирующихся еще на этапе внутриутробного развития, задолго до момента рождения.

Из первого зачатка, генетически заложенного уже в первые недели беременности, впоследствии появляются временные, молочные коронки, а из второй – постоянные органы, которые будут служить человеку на протяжении всей его жизни. В идеале, конечно.

Часто зубы не выдерживают проверку временем и требуют замены на искусственные устройства. И хотя реставрация утраченных фрагментов челюстного ряда пользуется большой популярностью, современная наука ставит перед собой куда более глобальные задачи – выращивание органа. Стоит отметить, что первые успехи в этом уже есть.

Как все начиналось

Изначально опыты ставились, как обычно, на крысах, затем к эксперименту подключили более совершенный организм – молодого поросенка.

Известная, на то время, своими передовыми взглядами на возможности современной медицины, Памела Йелик, в течение нескольких месяцев наблюдала за действием неокрепших клеточных материалов животного под воздействием специальных ферментов.

Дентальные ткани искусственно переносили на полимерную тонкую поверхность. Спустя определенное время, она полностью разлагалась, а полученные продукты распада были подсажены крысам.

Результатом таких трудов стало появление новых коронковых тканей с качественно несоответствующим дентину, полным отсутствием твердой эмали и деформированным корнем. Однако, первые шаги были сделаны.

Спустя несколько лет, эксперимент продолжили токийские ученые. Вырастив новые органы, и подсадив их крысам, они получили сформированный дентальный материал при полном отсутствии корневой части.

В 2009 год исследования шагнули дальше – в пульпе медиками был сформирован нервный сгусток, способный впоследствии питать ткань. Стало очевидным, что процесс выращивания зубов объективно возможен.

Ответственные гены

Первыми ген, ответственный за развитие, а, следовательно, и выращивание тканей органа, выявили специалисты Цюрихского профильного университета.

Далее было выяснено:

  • эмаль образуется путем минерализации белкового продукта, выделяемого эпителярными клетками;
  • пластина органа зарождается на стадии внутриутробного формирования человека.

Причиной к патологии роста стал ген Osr 2, дисфункция которого приводит к аномалиям анатомического строения челюстного ряда.

Msx -1 – ген, усиливающий выработку костного белка и ускоряющий естественную регенерацию и рост тканей на молекулярном уровне. Если его действие отключить, у ребенка не вырастет ни одного органа.

Ученые в Орегоне выяснили, что есть и еще один ген, который несет ответственность за качественное формирование ротовой полости человека – Ctip 2.

Именно знание данных закономерностей позволило совершить прорыв в данной области стоматологии. Был сделан вывод, что если правильным образом запрограммировать генную деятельность, можно не только эффективно бороться с зубными аномалиями, но и запустить процессы самостоятельного восстановления разрушаемого органа.

Способы

Несмотря на то, что работы в данной области медицины не прекращаются ни на день, а ученые выдвигают массу гипотез и систем регенерации тканей зуба, окончательно подтверждены практическими результатами только два официально признанных ВОЗ (к сожалению, пока лишь теоретически возможных) способа искусственного выращивания органов:

Целесообразно более развернуто рассмотреть принципиальные особенности каждого из них как варианта использования в ближайшей перспективе.

Заходите сюда, чтобы больше узнать о металлических брекетах Victory.

Внутренний

Заслуга в проведенных исследованиях, подтверждающих возможность возвращения человеку полноценных зубов, принадлежит генетику с Украины, который предложил инъекционным путем внедрять стволовые клетки, взятые из молочных органов человека в область, где необходимо воссоздать утраченный фрагмент челюстного ряда.

В настоящий момент, по причине дороговизны, финансирование проекта временно прекращено.

Наружный

Способ базируется на двух теориях – взращивание тканей на основе стволовых клеток, заменив организм человека культурой органического происхождения либо в специальной пробирке, для которой животное (в данный момент – крыса) будет служить инкубатором. Его роль выполняет печень животного – именно к ней по задумке ученых, будет крепиться капсула.

Стоит отметить, что японские генетики провели поэтапно все манипуляции, связанные с данной методикой и получили вполне полноценный натуральный материал, полученный искусственным путем.

При этом стволовые ткани были успешно заменены эпителиальными, что значительно удешевляет стоимость такой процедуры.

Полученный таким путем зуб приобрел необходимую форму, имеющую все, что нужно для нормального его функционирования – пульпу, сосуды, дентин, эмаль. Кроме того, времени было затрачено в несколько раз меньше, чем при украинском варианте. Прошло всего пару недель от момента начала наращивания до его завершения.

Инновационные методики

Уже стало понятно, что выращивание зубов – это реальность, которая скоро найдет свое применение. Пока существует несколько способов, как это сделать. Методы инновационные, находятся на стадии доработки, но отличаются прекрасными перспективами к широкому применению.

Внедрение стволовых клеток

Самая популярная тема в научной генетике. Определенные манипуляции, проводимые учеными со стволовыми клетками, взятыми из живого организма, дают уникальную возможность воссоздания и возвращения к жизни любого утраченного или поврежденного участка тела, в том числе и фрагментов полости рта.

Чтобы начать рост и развитие ткани, следует просто взять набор стволовых клеток, провести с ними ряд молекулярных операций и вживить в нужную область организма. После этого все действия на определенное время прекращаются, а зуб начинает постепенно приобретать заданные размеры и форму.

Идеальное решение для подобных действий – клетки десенных тканей или фрагментов головного мозга. Минус состоит в том, что последний способ извлечения материала более болезненно переносится пациентом, что ограничивает возможность его использования.

В настоящее время ученые научились использовать в качестве исходного компонента соседние здоровые фрагменты челюстного ряда. Пока все тестируется только на животных, но с довольно оптимистичным прогнозом.

О прорыве в современной стоматологии смотрите в видеоматериале.

Метод Столбова

Базируется на принципах:

  • вера в невозможное;
  • полный отказ от пагубных привычек, отнимающих жизненные силы (курение, алкоголь);
  • убрать лишние килограммы;
  • научиться слушать и понимать сигналы, которые посылает организм;
  • взращивать ткани путем мысленного их представления.

Метод Шичко

Его суть в качественном анализе информации и самовнушения перед отходом ко сну. Автор уверен, что в таком состоянии пациент способен самостоятельно корректировать свое подсознание, главное:

  • желать этого;
  • не сомневаться в успехе;
  • фиксировать личностные достижения в дневнике;
  • не использовать частицы – отрицания.

Критика

Кроме того, они считают, что проблем, которые могут возникнуть в процессе выращивания, несомненно, больше, чем возможный сомнительный результат от таких процедур. Возникают опасения и за вероятность приживления растущего органа в новое место, считая этот процент минимальным.

Велика вероятность, по их мнению, что вживленный орган может мутировать, и результат не будет соответствовать ожидаемому. К примеру, может получиться совершенно другой вид зуба, чем изначально предполагаемый.

Возможные осложнения

Наиболее вероятными осложнениями при данных попытках выращивания зубной ткани могут стать:

  • отторжение организмом подсаженного материала, хоть и природного содержания, однако, выращенного искусственно;
  • возникновение необратимых анатомических патологий развития;
  • неконтролируемость деятельности стволовых клеток на всех этапах процедуры;

Ожидаемые цены

Несмотря на того, что все пока проходит на стадии тестирования, многих интересует ценовой вопрос, насколько это рентабельно и найдутся ли желающие платить такие деньги?

Отзывы

Время покажет, станут ли эти планы реальностью, однако в случае удачного исхода эксперимента можно надеяться на реальную действенность данной методики.

Поделиться собственными рассуждениями по поводу данной статьи вы сможете ниже – в разделе «комментарии».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Выращивание новых зубов

Выращивание зубов – биоинженерная технология, конечной целью которой является создание/воссоздание полноценных новых коренных зубов у человека или животных.

Применение у человека возможно не ранее 2020-х – 2030-х годов.

2002 год – английские учёные научились выращивать практически целые, но слабенькие зубы из отдельных клеток.

2007 год – японские учёные вырастили мышам практически полноценные новые зубы, но без корня.

2009 год – из стволовых клеток были выращены полноценные зубы для мышей, причём удалось вырастить даже зубной корень, ранее это не удавалось, но есть и проблема, она состоит в том, что выращенные зубы оказались немного меньше «родных» зубов.

2017 год – ученым удалось вырастить новый молодой зуб на месте старого в пустой альвеоле. Для это они создали каркас зуба из натуральных материалов и вырастили в нем при помощи стволовых клеток и стимулятора роста новый зуб всего за 2 месяца

Китайские исследователи показали,что для создания органов и тканей, в том числе зубов могут быть использованы стволовые клетки, полученные из мочи. Для начала они превратили клетки собранные из мочи в ИПСК. Затем из культуры клеток ИПСК получили эпителиальные клетки, соединенные между собой в виде плоского листа. Смешав эти клетки с эмбриональными клетками мезенхимы мыши, они пересадили их мышам. Три недели спустя выросло образование физически и структурно напоминающее человеческие зубы и содержащее пульпу, дентин и клетки, формирующие эмаль.По мнению некоторых ученых, модифицировав этот метод, можно будет создавать биоинженерные зачатки зуба in vitro, а затем трансплантировать их в челюсть пациента, чтобы вырос полностью функциональный зуб

Наружный – зуб выращивается отдельно и имплантируется пациенту.
Внутренний – зуб выращивается непосредственно в полости рта пациента.

Выращивание новых зубов – хоть в три ряда, по желанию, уже не за горами. Ученые обнаружили гены, которые отвечают за формирование зубной эмали и рост целых зубов. И смогли по своему усмотрению либо лишить животных зубов, либо вырастить зубы где попало.

Исследователи из Цюрихского университета (University of Zurich) под руководством профессора Тимиоса Митсиадиса (Thimios Mitsiadis) выяснили, что зачаток лица и зубной системы формируется в период внутриутробного развития из эпителия и мезенхимы зародыша. Нарушение этого процесса приводит к развитию челюстно-лицевых патологий – дефектов развития зубов, заячьей губы и волчьей пасти.

Ученые решили провести исследования на специальных трансгенных мышах, чтобы выяснить схему временного и пространственного вовлечения генов в развитие зубной системы и лица. А заодно и точно определить, какие гены отвечают за кариес и разрушение зубной ткани.

Для эксперимента у подопытных животных искусственно нарушили фактор транскрипции гена Tbx 1. Отсутствие этого гена играет принципиальную роль в развитии синдрома Ди Джоржи, при котором у человека развивается ряд уродств сердца, тимуса, паращитовидной железы, лица и зубов. А также зубной эмали, которую авторы работы называют «самой твердой органической тканью».

Зубная эмаль, по словам исследователей, формируется путем минерализации определенных белков, которые выделяются эпителиальными клетками зуба – амелобластами. Эти клетки производят эмаль до того момента, когда зуб начинает прорезаться из десны.

Выяснилось, что у мышей с отключенным Tbx 1 обнаружился недостаток и в эмали, и в амелобластах. Правда, лабораторные животные прожили не очень долго и ученым пришлось заканчивать эксперимент на долгоживущих культурах тканей, которые и позволили проследить рост зубов до полной зрелости.

Связь между производством эмали и генами обнаружили и коллеги Митсиадиса из Орегонского университета. Правда, по их данным, на нехватку эмали влияет отключение фактора транскрипции другого гена – Ctip 2.

Зубы из стволовых клеток

Ученые из Цюриха также выяснили, что Tbx 1 вовлечен в производство стволовых клеток зубного эпителия, которые в свою очередь формируют амелобласты. Поэтому Митсиадис считает, что в некоторых случаях для восстановительной терапии при генетических аномалиях зубов можно использовать стволовые клетки. «Эти клетки в будущем могут пригодиться для новых технологий трансплантации, – объясняет профессор, – понимание генных механизмов, которые управляют ростом и восстановлением зубов, позволит нам производить новые продукты и ткани для замены травмированных и больных зубов. Хотя только на стволовые клетки ставку делать не стоит».

Мыши с волчьей пастью и акульими зубами

Исследователи из Медицинского центра Рочестерского университета (University of Rochester Medical Center), которыми руководит доктор Руланг Джанг (Rulang Jiang), решили не останавливаться на изучении особенностей происхождения зубной эмали. Они решили узнать, как растут сами зубы. И для этого тоже обратились к периоду формирования лица во время развития плода.

Для науки снова пришлось «страдать зубами» лабораторным мышам. Ученые вывели модифицированных животных, у которых «выключили» ген Osr 2 – по-видимому, «коллегу» Tbx 1. В его «зону ответственности» входила профилактика деформации зубов и появления волчьей пасти – врожденного дефекта, при котором две половины нёба не соединяются, образуя щель.

«Выбивание» Osr 2 привело к тому, что мышата появлялись на свет с волчьей пастью. Помимо этого у них вырастали зубы за пределом нормальной линии роста. Этот факт так заинтересовал Джанга, что он решил оставить волчью пасть на время в покое и сосредоточился на изучении путей роста зубов.

Первым признаком формирования зубов у эмбрионов млекопитающих служит утолщение эпителия вдоль линии челюсти. Это говорит о том, что сформировалась группа клеток, которую называют зубной пластинкой. Так как все зубы формируются впоследствии из этой пластинки, ученые предположили, что какое-то специальное качество эпителиальных клеток делает их пригодными для данного процесса. Предыдущие исследования показали, что зубы могли появляться из эпителия, который обычно не задействован в зубной пластинке. Но как проявлялись сигналы для роста зубов вне границ зубного ряда, ученые не знали.

Исследования в других лабораториях также показали, что для инициирования роста зубов нужен костный морфогенетический белок Bmp 4. У него есть собственный «усилитель сигнала» – белок Msx 1. Поэтому Джанг с коллегами предположил, что есть некоторый неизвестный фактор, который ограничил у мышей с недостатком Osr 2 рост зубов в один ряд, блокируя Bmp 4.

Дальнейшее исследование показало, что концентрация активного гена Osr 2 увеличивается в зачатке челюстей по направлению от щеки к языку. А концентрация Bmp 4 увеличивается в обратном направлении. Причем если Osr 2 не работает, то активность Bmp 4 распространяется за пределы зубного ряда, а не ограничивается только зубной пластинкой. И тогда зубы могут вырастать далеко за пределами «традиционного» для млекопитающих зубного ряда.

Где расти зубам

На этом Джанг опять же не остановился. Он решил выяснить, почему у млекопитающих между зубами есть расстояние. И почему иногда его нет и смежные зубы выглядят сплавленными между собой. Поэтому исследователи вновь взялись за мышей, у которых удалили и ген Osr 2, и ген Msx 1.

Экспериментальным мышам, у которых не хватало только Msx 1, не смогли вырастить ни один зуб. А тем, у кого «выключили» оба белка, вырастили только первые коренные зубы. Эксперимент позволил ученым говорить о том, что даже если нет ставящего зубы на место Osr 2, то белка Bmp 4 вполне хватает, чтобы что-то во рту все-таки выросло. А вот без Msx 1 сигнал Bmp 4 не усиливался настолько, чтобы началось строительство следующего зуба в ряду.

Профессор Джанг предположил, что Bmp 4 сотрудничает с другими факторами формирования зубов и помогает создать «демаркационную зону» вокруг каждого зуба, где уже ничего не растет. Когда зуб почти созрел, Msx 1 уменьшает уровень запрета на рост и начинается развитие следующего зуба, управляемое Bmp 4.

Так как растут не только зубы, но и челюсть, каждый зуб должен получить сигнал, что кость челюсти уже достаточно для него отросла. Тут, по словам Джанга, и кроется механизм формирования волчьей пасти.

В планах команды из Рочестера – точно отследить генетическую цепь, которая управляет копированием зубов и развитием неба. Ну и, чтобы не отставать от коллег из Цюриха, понять, как можно применить стволовые клетки для лечения волчьей пасти. И выращивания зубов на пустом месте.

Материалы о нелегком становлении зубов на свое место можно прочитать на сайте Медицинского центра Рочестерского университета в журнале Science.

А про то, как появляется зубная эмаль, авторы исследования написали в журнале Development Biology и на сайте Цюрихского университета.

Теперь зубы можно выращивать в пробирке

Как говорилось в одной поговорке, зубы дело наживное. Но скоро, похоже, можно будет нажить не искусственные зубы, а настоящие. Только зубы выращенные в пробирке. Об этом нам заявили японские ученые.

Японские ученые сообщили о том, что им удалось заменить мышиный зуб на выращенный в лаборатории из клеток и функционирующий аналогично первоначальному.

Для выращивания полноценного зуба ученые использовали примитивные клетки, которые стоят несколько выше, чем стволовые, – мезенхимальные и эпителиальные. Инъекция клеточного материала была произведена в коллагеновый каркас поддержку всего тела.

После выращивания зуба они обнаружили, что он длиной около 1,3 миллиметра принял зрелую форму, которая состояла из полноценных частей, таких как дентин, пульпа, сосуды, периодонтальные ткани и эмаль. Затем ученые удалили резец восьминедельной мыши и имплантировали вместо него выращенный зуб. Обследование, проведенное две недели спустя, показало, что новый зуб растет в точности как обыкновенный, он прижился и функционирует абсолютно нормально.

Выращивание зуба стало лишь первым шагом в развитии этой революционной и многообещающей технологии.

Таким образом, проведенная операция стала первым удачным опытом успешной замены целого органа биоинженерными материалами. Исследователи отмечают, что существуют два способа выращивания зуба: либо в органной культуре, либо в специальной капсуле, прикрепляемой к печени другой мыши. Процесс роста занимает 14 дней.

Данный метод позволит выращивать целые органы из одной-двух клеток, говорят исследователи, хотя и не отрицают, что им предстоит еще много работы по изучению этого поистине революционного достижения.

Источники:
http://www.popmech.ru/science/419562-rukovodstvo-po-vyrashchivaniyu-zubov/
http://stsvv.livejournal.com/67803.html
http://infozuby.ru/vyrashhivanie-zubov-iz-stvolovyh-kletok.html
http://www.factroom.ru/zdorove/uteryannye-zuby-mozhno-vyrastit-zanovo-iz-stvolovyh-kletok
http://dr-zubov.ru/krasota-i-uxod/narashhivanie/vyrashhivanie-u-cheloveka-skazka-ili-realnost.html
http://www.moscowuniversityclub.ru/home.asp?artId=16091
http://fdc-denta.ru/viniri/viravnivanie-zubov-vinirami.php

Ссылка на основную публикацию