豬身上長出類人牙齒,牙種植或將成爲歷史
掉一顆牙可不僅僅是又疼又麻煩這麼簡單。這意味着身體失去了一個有生命、有功能的部分,畢竟牙齒能幫助我們咀嚼、說話,還能讓我們自信地微笑呢。
幾十年來,牙齒修復的選擇一直侷限於假牙或鈦植入物。這些解決辦法往往很貴,還不完美,有時候還容易產生併發症。但是,如果我們不依靠合成替代品,而是能長出新的、有生命的牙齒呢?
塔夫茨大學的研究人員正在一步步把這個瘋狂的想法變成現實。在一項新研究裡,塔夫茨牙科醫學院的教授帕梅拉·葉利克帶領的一個團隊,利用人類和豬的細胞組合,成功地在豬身上培育出了生物工程牙齒。雖然這項科學研究還在早期階段,但這些發現說不定有一天能讓缺失的牙齒被生物牙列替代。
人一生只長兩組牙齒,豬卻能長五到六組。就因爲這種非凡的能力,豬成了研究牙齒再生的科研人員關注的焦點。
葉利克(Yelick)和她的團隊從人類牙齒(正畸手術中所捐贈(的牙齒))中獲取軟組織,並將其與豬牙細胞相結合。然後,他們將這些細胞接種到形狀像牙齒的可生物降解支架上,並將其植入小型豬的頜骨中。幾個月後,研究人員觀察到了非同尋常的現象:這些細胞自行組成了類似牙齒的結構,具備了堅硬的牙本質和牙骨質層。
“幾個月內,就能得到相當大的生物工程牙齒,”葉利克告訴美國國家公共廣播電臺(NPR)。雖然這些牙齒在形狀和大小上並不完美,但與天然牙齒非常相似。
除了在應用醫療程序中培育牙齒之外,這些發現還有助於科學家更好地理解自然界是如何做到這一點的。俄勒岡健康與科學大學的牙科科學家克里斯蒂安·米蘭達·弗蘭薩(Cristiane Miranda França)沒有參與這項研究,他說:“我們開始破譯自然界編碼細胞以生成牙齒的方式。”
如今,牙科植入物是牙齒替換的首選標準。但它們很不完美。植入物由鈦製成,頂部配有瓷冠,如果它們與現有牙齒沒有完美對齊就可能會失敗,從而造成頜骨損傷。細菌也可能附着在植入物上,引發感染,進而可能造成骨質流失。
“更換植入物非常困難,因爲首先你必須重新構建所有隨着時間流逝而被吸收的骨頭,”葉利克(Yelick)在接受《麻省理工科技評論》(MIT Tech Review)採訪時解釋道。
另一方面,生物工程牙齒能夠與頜骨和牙齦無縫結合,模擬真牙的自然結構。與植入頜骨的種植牙不同,天然牙齒由韌帶固定。這些韌帶能夠緩衝咀嚼力,降低受損風險。
在塔夫茨大學的研究中,生物工程牙齒形成了類似韌帶的連接,這是一個很有希望的跡象,表明它們有朝一日可能像天然牙齒一樣發揮功能。“這些生物工程牙齒展現出鈦種植牙所不具備的天然牙齒的關鍵特性,”弗蘭薩解釋道。
雖然研究結果令人興奮,但這項科學研究還沒有準備好進行人體試驗。生物工程牙齒在豬身上培育的,比人類牙齒小,並且缺乏實現完整功能所需的精確形狀。還存在細胞不受控制地生長可能導致癌變的風險。這是研究人員在將該技術應用於人類志願者之前必須解決的一個重大安全問題。
然而,這一進展令人興奮。牙齒生長能力可能爲其他器官的再生鋪平道路,推動再生醫學這個更廣泛領域的發展。隨着公衆對生物工程接受度的提高——2018年皮尤研究中心(Pew Research)的一項調查發現,57%的美國成年人支持通過基因工程讓動物生長器官——在豬身上培育牙齒的想法可能會變得更接近科學事實而非科幻小說。
正如葉利克(Yelick)所說:“是時候找到更好的替代品了。”
這些研究結果發表在《幹細胞轉化醫學》(Stem Cells Translational Medicine)雜誌上。