盘点：近期对J Dent Res研究精华一览
2017-10-22 lishiting MedSci原创
【1】定制3D打印生物陶瓷支架材料修复下颌骨缺损的研究到目前为止，能够采用适当的机械强度将个性化形态的人造生物材料植入体种植至牙槽骨缺损处仍然是一项挑战。在这篇研究中，基于CT影像的3维(3D)打印技术可以利用生物陶瓷支架材料精确制作出巨形或微小的下颌骨缺损。为了在兔下颌牙槽骨缺损模型中原位评估材料底物对骨组织再生的影响，研究使用全新的、具有一定机械强度的10%镁替代硅灰石材料(Ca90%Mg
【1】定制3D打印生物陶瓷支架材料修复下颌骨缺损的研究
到目前为止，能够采用适当的机械强度将个性化形态的人造生物材料植入体种植至牙槽骨缺损处仍然是一项挑战。在这篇研究中，基于CT影像的3维(3D)打印技术可以利用生物陶瓷支架材料精确制作出巨形或微小的下颌骨缺损。
为了在兔下颌牙槽骨缺损模型中原位评估材料底物对骨组织再生的影响，研究使用全新的、具有一定机械强度的10%镁替代硅灰石材料(Ca90%Mg10%SiO3； CSi-Mg10)制作植入体，随后将其植入至骨缺损处，并与常规的疏松多孔钙-磷酸盐和钙-硅酸盐生物陶瓷相比较，如：β-磷酸三钙(TCP)， 硅灰石(CaSiO3； CSi)和白硅钙石(Bred)。
最初的物理化学测试表明，CSi-Mg10支架材料拥有最大的空隙维度，然而由于在烧结过程中支架材料明显的线性收缩导致其孔隙率最低。与保守的可溶性TCP支架材料(失重~2%)和超快速溶解(Tris缓冲液中浸泡6 wk)精制CSi及Bred支架材料 (分别失重~12%和~14%)相比，CSi-Mg10支架在体外展现出较弱的生物可溶性和中度的失重水平，~7%。除此之外，CSi-Mg10具有可观的原始弯曲强度(31 MPa)以及在Tris缓冲液浸泡时维持着高抗弯曲性。体内结果显示，植入16周后，CSi-Mg10支架材料与TCP， CSi和Bred相比具有更强更显著的成骨性能。
这项研究表明，此种专门的CSi-Mg10 3D robocast生物支架材料在临床上，特别是在牙槽骨缺损的修复中，具有很大的应用潜力。（原文详见--定制3D打印生物陶瓷支架材料修复下颌骨缺损的研究）
【2】抑制TGF-β信号可以增强SHED的内皮分化
研究最初使用血管内皮生长因子A (VEGF-A)刺激2种牙髓来源的干细胞(牙髓干细胞和来源于人脱落乳牙的干细胞[SHED])，并比较它们向ECs分化能力的差异。随后，研究进一步分析血管内皮生长因子受体I (VEGF-RI)特异性的配体胎盘生长因子(PlGF-1)是否可以介导内皮分化。最后评估TGF-β信号抑制剂SB-431542是否可以促进VEGF-A对内皮分化的诱导功效以及潜在的机制。
结果显示，牙髓来源干细胞分化的ECs展现出原始ECs的典型表型，并且SHED比牙髓干细胞更具有内皮分化的潜力。而VEGFR1特异性受体PlGF-1对促进SHED-ECs分化的作用微乎其微。与单独使用VEGF-A相比，VEGF-A和SB-431542相结合可以显著提高SHED的内皮分化能力。SB-431542可以抑制SMAD2/3的磷酸化，促进依赖于VEGF-A的磷酸化和上调VEGFR2的表达。
研究表明，VEGF-A和SB-431542相结合可以增强牙髓来源的干细胞向内皮细胞分化的能力，而这一过程是通过增强VEGF-A-VEGFR2信号以及抑制TGF-β-SMAD2/3信号的共同介导。（文章详见--抑制TGF-β信号可以增强SHED的内皮分化）
【3】一种全新的半透明稳固亚微米氧化铝陶瓷用于牙齿修复的研究
一种理想的陶瓷修复材料应该同时具备美观和机械性能的特性。研究推测：高透明度和强度的多晶陶瓷可以通过微结构的剪裁而获得。这篇研究的目的是为了阐明一种全新类别的亚微米级别晶粒氧化铝陶瓷与目前工艺水平的牙科陶瓷材料相比较具有更好的光学和机械特性。
研究通过Rayleigh-Gans-Debye光散射模型检测这些亚微米氧化铝陶瓷的透明度，特别是在线传输时(TIT)。理论上的预测结果与实际检测的TIT值相一致。通过反射式分光光度计在黑白背景下检测这种全新研发氧化铝的透明度参数(TP)和对比率( CR)。为了形成比较，研究几乎对多种牙科陶瓷的TIT， TP和CR值进行了内部检测，同时也参考引用文献报道。另外，采用4点弯曲试验检测氧化铝的弯曲强度。
结果显示，多晶氧化铝陶瓷的平均晶粒大小<1 ？m，空隙水平<0.7%，所产生的透明度值(TIT， TP， CR)类似于那些商业化的高透明度陶瓷。这些值要远胜于高透明度的二硅酸锂玻璃陶瓷和氧化锆，包括最透明的含立方氧化锆。这些亚微米级别晶粒氧化铝的强度要明显高于含立方氧化锆(如：Zpex Smile)和氧化锂类的玻璃陶瓷(如：IPS e.max CAD HT)。与牙科陶瓷相比较，晶粒文理粗糙的氧化铝也能够达到半透明水平。然而，这种材料的相对低强度将其临床适应症限制在结构上不太苛刻的应用，如正畸托槽。
研究表明，当同时具备高强度和高透明度，这种全新研发的亚微米级别晶粒氧化铝可能会成为牙科修复术的一种更适合的材料。（文章详见--一种全新的半透明稳固亚微米氧化铝陶瓷用于牙齿修复的研究）
【4】老年人牙髓神经膜细胞表型的改变
神经膜细胞属于神经胶质细胞，它支持着周围神经系统中轴突的发育、维护、防御和再生。然而，对于成人恒牙牙髓中神经膜细胞的组织、可塑性和老化情况却所知甚少。这篇研究的目的是为了在年轻和年长成人牙齿之间以及牙髓的神经元、免疫和血管构成中探索神经膜细胞相关的表型模式变化。
结果显示，神经膜细胞在牙髓-牙本质界面形成明显的神经胶质网，它包含生成髓鞘和非生成髓鞘的表型，并且与神经纤维和树突细胞相连接形成一种多细胞的神经免疫界面。通过对S100、神经胶质原纤维酸性蛋白质(GFAP)、髓磷脂碱基蛋白(MBP)、Sox10、GAP43和p75NTR标志物的表达可以识别神经膜细胞的表型。在年轻成人牙齿中，可生成髓鞘的神经膜细胞群落密集，并伸出突起与感觉神经末梢紧密相连，达到毗邻的前期牙本质/牙本质区域。年轻成人牙齿中的非生成髓鞘神经膜细胞高表达GAP43和p75NTR，而在年长成人牙齿中这些标志物的表达却显著下降。通过BMP表达鉴定的有髓鞘轴突主要存在于牙髓中的Raschkow丛和神经束中，但是与年轻成人牙齿相比，年长成人牙齿中的密度明显降低。
这项研究表明，牙髓中的神经胶质网存在老化相关的改变，它与年长成人牙齿冠髓的神经分布减少相关。细胞突起作为神经膜细胞的组成部分，存在于牙髓-牙本质界面上，它的存在支持一种理论：这些突起与感觉神经末梢和免疫系统元件相连接形成部分整合的多细胞屏障，以此防御病原体以及促进牙本质修复。（文章详见--老年人牙髓神经膜细胞表型的改变）
【5】纤毛病理学相关蛋白Tmem107在颅面发育过程中的功能研究
一类纤毛病理学相关的人类广谱疾病是由于初级纤毛形态或信号转导发生缺陷所致。初级纤毛是一个单独的细胞器，它可以对来自于胞外和胞内的机械和化学刺激产生反应。跨膜蛋白107 (TMEM107)存在于初级纤毛上，并且富含于过渡带区域，可以调节纤毛的蛋白质含量。TMEM107缺陷最初与口-面-指综合征、美-格二氏综合征和Joubert综合征相关联，表现为一系列纤毛病理学相关的缺陷。在此，研究者通过在小鼠胚胎中完全敲除Tmem107基因，分析Tmem107在颅面发育中特别是上腭形成过程中发挥的作用。
结果显示，Tmem107-/-小鼠表现为广谱的颅面发育缺损，包括：口鼻部短小、面中线延长、唇裂、大范围的露脑以及小眼畸形或无眼畸形。缺陷的外部异常情况发生在骨骼结构中，包括：在几个膜成骨中的骨化延迟和鼻中隔的扩展或犁鼻软骨缺陷。腭突的改变导致继发腭裂缝的形成。而腭缺损是由于间充质过度增殖导致腭突早期的过度发育，进而引起其水平化缺陷。另外，Tmem107-/-小鼠腭突的上皮干性标志物SOX2的表达改变以及间充质SOX9的表达差异表明神经嵴的迁移增强。对初级纤毛的详细分析显示，微管蛋白乙酰化和IFT88表达的改变伴随着区域特异性纤毛形态的变化。另外，原位杂交结果显示，Tmem107-/-小鼠Shh和Gli1的表达增加。
这项研究表明，TMEM107对于恰当的头部发育十分重要，并且TMEM107功能的缺陷将导致纤毛形态以区域特异性的方式发生破坏，这也许可以解释为何会发生复杂的缺陷表型。（文章详见--纤毛病理学相关蛋白Tmem107在颅面发育过程中的功能研究）
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