人类形态 “牙齿”在迷你猪体内培育成功

成年人一旦失去牙齿，通常只能选择钛合金种植牙或塑料假牙等有限方案。但科学家们正在开发一种替代方案：未来有望用实验室培育的人类牙齿来修复缺损的牙齿。

美国波士顿塔夫茨大学牙医学院的帕梅拉 · 耶利克和张伟博（音）将猪与人类的牙齿细胞混合培养在猪牙碎片中，成功制造出类似真人牙齿的生物工程结构。

“耶利克运用基础科学培育出了牙齿。”美国波特兰俄勒冈健康与科学大学牙科科学家克里斯蒂安妮· 米兰达· 弗兰卡评价道，“这令人惊叹。”

健康牙齿的核心是牙髓。这种包含神经和血管的软组织外层包裹着牙本质、牙骨质和牙釉质等硬组织。其中牙釉质作为人体最坚硬的组织，仍可能被细菌侵蚀导致龋齿。一旦龋坏波及牙髓，将引发剧烈疼痛。

目前牙医通过补牙来修复龋损，但填充物通常只能维持 15 年左右。每次更换都需要磨除更多牙体组织。“最终这颗牙齿几乎注定会脱落。”弗兰卡解释道。

现代种植牙采用钛合金螺钉固定于颌骨，并安装瓷质牙冠。虽然能实现咀嚼功能，但与真牙相去甚远。耶利克指出，若种植体与天然牙咬合不匹配，异常应力会导致支撑骨吸收。细菌附着还可能引发种植体周围炎症，造成骨质流失。

“由于骨质随时间不断吸收，更换种植体时需先重建骨组织，这非常困难。”耶利克表示。过去数十年间，她致力于从真牙中提取细胞，在实验室培育类牙结构。“我们正在研发功能性替代牙齿。”

研究团队从屠宰场获取猪颌骨细胞。猪一生会换多副牙齿，其颌骨中含有未萌出的牙胚细胞。耶利克团队在实验室培养增殖这些细胞至“数千万”规模。

早期实验中，研究人员将细胞接种在可降解的牙齿状支架上，植入小鼠腹部皮下。耶利克团队发现这些细胞在活体内会自主排列成牙齿样结构。“这不会影响小鼠健康。”耶利克介绍，“虽体积较小，但形态与天然牙完全一致。”

最新研究中，团队采用人类捐赠的牙细胞，并使用迷你猪牙齿脱细胞后制成的“天然支架”。将人猪混合牙细胞培养于猪牙支架数周后，将其植入六只迷你猪颌骨。两个月后检查显示，这些结构已开始像健康成人牙齿般生长，甚至形成了牙骨质和牙本质等硬组织。“它们非常接近真牙。”耶利克在 2024 年 12 月发表于《干细胞转化医学》的论文中写道。

“这些生物工程牙齿具备钛合金种植体缺乏的天然牙关键特性。”弗兰卡评价道。该成果让我们向培育能与牙龈颌骨整合的功能性活体牙齿迈进一步。“耶利克团队正在破译自然界编码牙齿细胞的密码，这实在令人印象深刻。”

“虽然目前形态尚未完美。”耶利克坦言，“但我们有信心终将研发出能为缺牙患者服务的生物牙替代品。”

（编译自“麻省理工科技评论”英文网站）