Выращивание зубов
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.
Беззубые мыши
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.
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.
Показания и противопоказания
Имплантация собственных зубов показана при отсутствии любого зуба — в зоне улыбки или в жевательном отделе. Цель такой операции — восстановление полноценного функционирования зубочелюстной системы, что очень важно для детей и подростков.
Но у этой методики есть и противопоказания:
- отсутствие достаточного промежутка для пересадки между соседними зубами;
- аутоиммунные заболевания, нарушения работы эндокринной, сердечно-сосудистой, нервной систем;
- местные воспаления или инфекции;
- нарушение восстановления костной ткани;
- недостаточная гигиена полости рта.
Также играет важную роль психологическая готовность пациента выполнять все указания врача и способность перенести такую операцию, так как она выполняется в детском и подростковом возрасте.
Новые идеи
Желание получить третий зубной ряд давно будоражит умы учёных, побуждая их развивать оригинальные теории, которые можно поделить на две группы, имеющие совершенно различный базис:
- первая группа основана на возможностях психо-социального перепрограммирования, позволяющих вырастить зуб самостоятельно, следуя разработанному алгоритму.
- вторая использует последние достижения био-инженерии.
Пока обе группы теорий находятся на стадии разработки, хотя приверженцы уже активно стараются внедрить их в жизнь.
Эти технологии объединяет одно общее направление — применение в выращивании зубов из стволовых незрелых клеток, отвечающих за обновление органов путём превращения их в специфические.
Такие клетки находятся во всех тканях и по мере необходимости расходуются организмом на процессы регенерации.
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.
Как все начиналось
Пробные разработки в области искусственного выращивания зубов берут свое начало в двухтысячных годах. Именно в этот период английские специалисты в 2002 году впервые в мире развернули программу по исследованию методик наращивания твердых тканей, в качестве опытного экземпляра, взяв сначала крыс, а затем молодого поросенка.
Руководила проектом Памела Йелик, уже на тот момент известная в научных кругах как талантливый ученый с авангардистскими взглядами. В течение полугода она исследовала дентин, перенесенный на тонкий полимер, и только после завершения в нем процессов распада подсаживала его фрагменты организмам крыс.
Это принесло первые результаты — удалось получить совершенно новые ткани, структура которых по качеству не соответствовала дентину, имела аномальный корень и не отличалась нужной твердостью. Однако, лед тронулся. Через четыре года проектом заинтересовались японцы и подключились к эксперименту.
Им удалось не просто вырастить новый орган, но и после подсадки его подопытным животным, они получили полностью сформированный твердый компонент. Единственный минус – полное отсутствие корневой системы.
Спустя еще 2 года работы, медики продвинулись вперед – специалисты смогли вырастить нервный фрагмент, который оказался способен осуществлять процессы питания клеток. Даже скептикам стало ясно, что эксперимент удался и идея искусственного выращивания органов — близкая реальность.
Сегодня над этой проблемой работают американские и российские врачи, причем отечественные специалисты, опередив своих иностранных коллег, уже предлагают пациентам, желающим принять участие в тестировании разработки, опробовать методику на себе.
Тех, кто готов стать первыми владельцами выращенного научным путем, зуба, огромное количество, что говорит о целесообразности и экономической рентабельности проекта.
Предлагаем посмотреть следующее видео:
Возможные осложнения
Как у любой медицинской манипуляции, у данной методики, даже при относительно положительной динамике впоследствии могут возникнуть определенные осложнения:
- отторжение вживленного материала;
- непредвиденная анатомическая мутация клеток;
- сбой в программе функционирования стволовых элементов.
К сожалению, полностью гарантировать, что, хотя бы одного из этих побочных эффектов можно сознательно избежать, пока невозможно.
Акции
-10%
Восстановление зубов All-on-4 310000руб.
280000руб. получить
-16%
Премиум имплантация Nobel и коронка диоксид циркония 125000руб.
105000руб. получить
-11%
Сегмент жевательных зубов с протезом на 3 день 135000руб.
120000руб. получить
-40%
Чистка и отбеливание зубов 5000руб.
3000руб. получить
Практическое использование
В нашей стране лабораторные опыты по выращиванию зубов не описаны, но в нескольких крупных стоматологических центрах уже сегодня предлагают вживление стволовых клеток в дёсны с этой целью, гарантируя срок службы пока в пределах 5 лет.
Желающие поставить на себе такой эксперимент пишут расписку о согласии на процедуру и вносят около 3 тысяч евро за выращивание одного зуба. В случае неудачи, вторая попытка производится за 50% этой суммы.
По цене за услуги, выращивание сопоставимо с имплантацией, но выглядит привлекательнее.
В наших клиниках пока не накоплены данные о вреде и перспективах метода пересадки стволовых клеток.
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.
Воздействие ультразвуком
Методика предполагает абсолютно безболезненную процедуру на всех этапах процесса наращивания тканей. Принцип действия состоит в следующем.
С применением точечного ультразвука, поток его колебаний максимально точно достигает области, в которой впоследствии должен будет появиться новый, полноценно выполняющий свои функции, зуб. Импульсы осуществляют продолжительную целенаправленную стимуляцию необходимого участка десны.
Методика не кажется такой простой, как описанная выше, однако, ее абсолютно объективно можно назвать самой оригинальной и уникальной. Кроме того, здесь заложен громадный потенциал возможностей, способных открыть огромные возможности для протезирования и стоматологической практики в целом.
Установка циркониевой коронки на передний зуб, ее преимущества и недостатки. В этой статье смотрите фото перекрестного прикуса и читайте о методиках его коррекции.
Пройдите по ссылке https://dr-zubov.ru/ortopediya/uxod-o/gramotnyj-za-implantami-posle-ustanovki.html, если интересует, как грамотно ухаживать за имплантами зубов.
Воздействие лазером
Лазерная коррекция – метод из разряда самых фантастических идей, когда-либо выдвинутых по данному поводу. Однако, рассматривается как вполне реальный. Операция проходит безболезненно, как и все подобные технологии.
Детально изучив, и протестировав клетки животных, специалисты заметили возникновение новых, кислородосодержащих молекулярных структур, которые стали продуктом лазерного излучения.
Под прямым воздействием молекул восстанавливались поврежденные и образовывались новые ткани. Так была доказана регенерирующая способность тканей к восстановлению от их обработки лазерами.
Чуть позже эксперимент провели на клетках человека. И снова положительный результат – ткани активизировались и начали восстанавливаться.
Критика
Есть часть ученых, которые не верят в успех данного проекта и считают средства, потраченные на его разработку, нерентабельными.
Они считают, что эксперимент, удавшийся с животными, не может гарантировать, что так будет и с человеком, что работой стволовых клеток сложно управлять.
Они утверждают, что сами манипуляции сопряжены с множеством проблем и физическим дискомфортом, да и по времени процедура довольно длительная.
Также, ряд специалистов не верит в то, что зачаток сможет качественно и полноценно прижиться и впоследствии функционировать, не отторгаясь организмом, поскольку на сегодняшний день процент успешного исхода таких экспериментов действительно минимален.
