膠原支架材料應(yīng)用于牙周組織缺損的修復(fù)

發(fā)布日期：2014-04-21 14:14
牙周病是人類口腔中最常見(jiàn)的疾病之一,同時(shí)也是造成成年人失牙的首要原因。理想的牙周病治療不僅要求阻斷牙周支持組織的破壞, 同時(shí)應(yīng)實(shí)現(xiàn)牙周組織的再生。組織工程技術(shù)被認(rèn)為是修復(fù)牙周組織缺損的最有效的方式，尋找合適的支架材料是目前牙周組織工程研究的重點(diǎn)內(nèi)容。華南理工大學(xué)材料學(xué)院學(xué)者從牛跟腱中提取I型 膠原,研制出一種具有雙層結(jié)構(gòu)的膠原支架,本實(shí)驗(yàn)研究該支架與人牙周膜細(xì)胞(human periodontal ligamentcells, hPDLC)的體外生物相容性,為進(jìn)一步應(yīng)用于牙周組織工程的研究提供依據(jù)。
理想的牙周組織再生為形成新附著, 新附著的形成有賴于牙周膜細(xì)胞優(yōu)先占據(jù)根面, 引導(dǎo)組織再生術(shù)(guided tissue regeneration, GTR)是目前實(shí)現(xiàn)牙周新附著的有效手段。然而由于炎癥的破壞,牙周膜細(xì)胞來(lái)源有限,且活性不足,生長(zhǎng)緩慢,導(dǎo)致牙周組織再生量有限,療效并不滿意。組 織工程技術(shù)通過(guò)引入外源細(xì)胞, 可為牙周組織的再生創(chuàng)造良好條件。組織工程技術(shù)的核心是構(gòu)建細(xì)胞與支架材料的三維復(fù)合體,支架材料可為種子細(xì)胞的生長(zhǎng)提供適宜的微環(huán)境。目前應(yīng)用于牙周組織工程技術(shù)的材料主要有人工合成材料,如羥基磷灰石,聚乳 酸,聚羥基乙酸等;天然材料,如天然骨衍生物,膠 原等。 其中,膠原不僅具有良好的生物相容性,同時(shí)是牙周膜的主要成分, 將其應(yīng)用于牙周組織工程具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì), 可為牙周膜細(xì)胞提供良好的細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境,促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、分化,加 速膠原纖維的形成、蛋白質(zhì)的合成,促進(jìn)牙周組織的再生。膠原作為 GTR 中的屏障膜,在牙周組織再生中的應(yīng)用已非常廣泛。
通過(guò)將 GTR 技術(shù)與組織工程技術(shù)相 結(jié)合,制備了具有雙層結(jié)構(gòu)的膠原支架。其疏松側(cè)孔隙均勻,相互交通,牙周膜細(xì)胞與支架材料復(fù)合培養(yǎng)后,可見(jiàn)大量細(xì)胞在材料表面跨孔隙生長(zhǎng),并沿孔隙向支架內(nèi)部遷移,分布均勻,表明該支架材料具有良好的生物相容性,三維立體結(jié)構(gòu)有利于細(xì)胞的攀附生長(zhǎng);而致密側(cè)無(wú)孔隙,細(xì)胞與支架材料復(fù)合培養(yǎng)后,大量細(xì)胞在其表層黏附并呈復(fù)層 生長(zhǎng),僅有極少細(xì)胞進(jìn)入支架內(nèi)部,證實(shí)其致密層可起到屏障作用,發(fā)揮有效的GTR屏障膜的功能。牙周膜細(xì)胞具有分泌、礦化等多種功能,可分 泌 ALP、膠原、蛋白等。ALP作為生物礦化和成骨樣細(xì)胞的一種特征性標(biāo)記, 其活性的高低可反 映相應(yīng)細(xì)胞向成骨方向轉(zhuǎn)化的趨勢(shì),在牙周膜中,ALP 是成骨細(xì)胞或成牙骨質(zhì)細(xì)胞分化早期的標(biāo)志,其活性是細(xì)胞礦化的基礎(chǔ),因此,ALP 活性已成為觀察牙周膜細(xì)胞分化功能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。膠原是構(gòu)成牙周膜的主要成分,其中I型膠原 占 85%左右。I型膠原在維持牙周組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、功能、再生等方面起著重要作用。因此,評(píng)估牙周膜細(xì)胞分泌膠原的功能具有重要意義。HYP為前膠原、膠原蛋白合成必需的前體氨基酸,HYP在膠原蛋白中占13.4%,在彈性蛋白中占極少量,其他蛋白中均不存在,因此檢測(cè) HYP的含量可以間接反映膠原的分泌情況,具有高度的靈敏性與 可靠性。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)牙周膜細(xì)胞與雙層膠原支架三維培養(yǎng)后上清液中ALP及 HYP 的含量變化,證實(shí)經(jīng)復(fù)合培養(yǎng)后,隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),支架材料對(duì)牙周膜細(xì)胞分泌ALP及膠原的功能具有一定的促進(jìn)作用。

 

實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示,雙層膠原支架疏松層有利于細(xì)胞攀附生長(zhǎng),致密層可起到屏障膜作用,且經(jīng)復(fù)合培養(yǎng)后,人牙周膜細(xì)胞可維持其形態(tài)特征及生物功能。該支架材料具有良好的生物相容性,可進(jìn)一步應(yīng)用于牙周組織工程的研究。

 

 

本文來(lái)源于文獻(xiàn)《雙層膠原支架與人牙周膜細(xì)胞的體外生物相容性》