Выращивание зубов у человека 2019

Бормашины уходят в прошлое: регенерация зубов от неандертальцев, лечение без пломб и наращивание эмали

Болезни полости рта — разрушение зубов, заболевания десен и рак полости рта — поражают порядка половины населения планеты. Невылеченный кариес является наиболее распространенным заболеванием во всем мире, и с развитием медицины и повышением благосостояния населения решить эту проблему так и не удалось. Врачи и ученые предлагают новые способы лечения — регенерацию зуба без сверления, создание искусственной зубной эмали, которая по прочности не уступает настоящей, или выращивание зуба заново вместо установки импланта. «Хайтек» рассказывает о новых способах лечения зубов и о том, как развивается стоматология.

Читайте «Хайтек» в

Здоровье полости рта является ключевым показателем общего состояния здоровья, благополучия и качества жизни. Однако по оценкам исследования глобального бремени болезней, проведенного в 2016 году, заболевания полости рта поражают по меньшей мере 3,58 млрд человек по всему миру. Причем кариес постоянных зубов является наиболее распространенным из всех оцениваемых состояний.

Большую часть бремени болезней полости рта составляют семь заболеваний: кариес (разрушение зубов), заболевания пародонта (десен), рак полости рта, оральные проявления ВИЧ, травмы зуба, заячья губа, а также нома. Почти все эти заболевания можно либо предотвратить, либо вылечить на ранних стадиях.

По оценкам ВОЗ, во всем мире от кариеса постоянных зубов страдают 2,4 млрд человек, а от кариеса молочных зубов — 486 млн детей.

Основной причиной появления кариеса является чрезмерное употребление сахара. За последние 50 лет мировое потребление сахара утроилось, и ожидается, что этот показатель будет расти — особенно в странах с развивающейся экономикой. ВОЗ рекомендует ограничить потребление сахара до 50 г в сутки (около 12 чайных ложек), однако в 65 странах мира потребление добавленного сахара составляет более 100 г на человека в сутки.

Как образуется кариес

Микробная биопленка (зубной налет), которая образуется на зубах уже через час-два после чистки, превращает свободные сахара, содержащиеся в пищевых продуктах и напитках, в кислоты. Они со временем ослабляют и растворяют зубную эмаль — самый твердый материал в человеческом теле. При постоянном высоком потреблении свободных сахаров, недостаточном воздействии фтора и без регулярного удаления микробной биопленки зубные структуры разрушаются, что приводит к развитию кариозных полостей и боли.

В странах с низким уровнем дохода большинство случаев кариеса остается без лечения. Это приводит к потере зубов — и, как следствие, проблемам с пищеварением и другим негативным последствиям.

Кариес может значительно ухудшить качество жизни: например, его наличие может доставлять дискомфорт во время еды и сна, а на поздних стадиях (при возникновении абсцессов) может привести к боли и хронической системной инфекции. Кариес оказывает негативное влияние на экономическое развитие — люди, испытывающие зубную боль, чаще пропускают работу и учебу.

Выращивание эмали прямо на зубе

Если на растущее употребление сахара ученые напрямую повлиять не могут, то создание решений для более эффективного и безболезненного лечения зубов находится в сфере их компетенций. Последний крупный прорыв сделали ученые из Чжэцзянского университета — они разработали метод, который позволяет выращивать эмаль прямо на зубе при обработке специальным гелем.

Ученые впервые в истории исследований по наращиванию зубной эмали использовали переносчик строительного материала для восстановления эмали, аморфного фосфата кальция. Им выступило достаточно простое и недорогое вещество — триэтилацетат.

Для проверки метода исследователи сначала обработали зуб кислотой, сильно повредив эмаль, а затем попытались ее восстановить, нанеся гель с фосфатом кальция и переносчиком. Наблюдения показали, что благодаря триэтилацетату аморфный строительный материал включается в состав старых кристаллов эмали и заставляет их расти.

В ходе эксперимента ученым удалось нарастить зуб на 0,0027 мм, тогда как для применения в реальной практике необходимо нарастить минимум 0,5 мм эмали. При этом механические свойства искусственной эмали не отличались от настоящей, а процесс наращивания можно повторить бесконечное количество раз. Это значит, что вопрос внедрения нового метода в реальную практику зависит только от того, как быстро ученым удастся ускорить процесс.

Лечение без сверления и пломб

Исследователи из Королевского колледжа Лондона разработали иной подход к восстановлению зубов — метод позволяет избавиться от кариеса без бормашины и пломб из амальгамы или композитной смолы, которыми обычно заполняется полость в зубе после лечения. Метод получил название «Электрически ускоренная и усиленная реминерализация» (EAER) и предполагает ускорение естественного процесса перемещения минералов кальция и фосфата в поврежденный зуб.

Перед началом лечения врачи подготавливают поврежденную зубную эмаль, а затем с помощью слабых электрических импульсов к зубу доставляют кальций и фосфат. Материалы постепенно заполняют полость, формируя новую эмаль. Исследователи утверждают, что таким способом удастся не только лечить кариес, но и отбеливать зубы.

В 2014 году авторы разработки создали компанию Reminova для коммерциализации метода и обещали, что он будет доступен широкой общественности в течение трех лет. Однако до сих пор вылечить зубы с помощью EAER можно лишь в нескольких клиниках в Великобритании.

В 2017 году их коллеги из Королевского колледжа предложили еще один метод лечения зубов без установки пломб. Он предполагает стимуляцию естественной способностью зубов к самовосстановлению посредством активации стволовых клеток в мягкой пульпе.

В естественных условиях этот процесс позволяет регенерировать небольшие трещины и отверстия в дентине, твердой части зуба, расположенной под эмалью. Ученые с помощью тидеглусиба (препарата, который используется в качестве лекарства от болезни Альцгеймера и безопасен для клинического использования) заставили собственные клетки зуба восстанавливать полости, простирающиеся от поверхности до корня.

Этот метод пока не позволяет отказаться от сверления, однако не требует установки пломбы. В процессе лечения врач удаляет кариес с помощью бормашины, а в образовавшуюся полость кладет биоразлагаемую губку с препаратом, который стимулирует восстановление первоначальной структуры дентина.

Испытания на мышах показали, что зуб с полостью, заполненной препаратом, постепенно восстановился без дополнительного вмешательства.

Регенерация зубов после удаления

Известно, что зуб современного человека не способен отрасти заново после удаления. Однако у неандертальцев, вероятно, существовал механизм полной регенерации зубов — такую гипотезу выдвинули ученые из Университета Южной Калифорнии.

Проанализировав коренные зубы предка современного человека, исследователи обнаружили эпигенетические регуляторы, которые позволяли зубам восстанавливаться. Речь идет о белке Ezh2, который помогает развиваться костям лица.

Анализ показал, что зубы неандертальцев имели очень длинный корневой ствол, а эмаль и корень разрушались намного медленнее, чем у современных людей. Вероятно, причиной этого являлось воздействие рациона или физических нагрузок на определенные белки — в частности, на Ezh2.

Механизм работы белка исследователи проверили на лабораторных мышах. В ходе эксперимента генетики удалили Ezh2 из коренных зубов грызунов и проследили за их развитием. Исследование показало, что равновесие между Ezh2 и Arid1a позволяет восстановить структуру корня зуба и правильную интеграцию корней с костями челюсти.

Баланс этих белков влияет на строение лицевой кости и зубов не только у грызунов, но и у людей. Сейчас генетики занимаются изучение того, какое количество белка требуется для регенерации человеческого зуба.

Теперь лечить зубы будет проще?

К сожалению, нет. Хотя поиск новых методов лечения и восстановления зубов активно ведется, ни один из перечисленных выше методов пока не вошел в реальную стоматологическую практику.

Лучшее, что можно сделать в текущей ситуации, пока простые, дешевые и безболезненные способы восстановления зубов не распространены повсеместно — снизить потребление сахара. Это позволит уменьшить риск появления кариеса и разрушения зубной эмали.

Источник

Выращивание зубов: технологии и стоимость

Потеря уже хотя бы одного зуба становится ощутимой на эмоциональном и физиологическом уровне. Чтобы восстановить улыбку и жевательную функцию в настоящее время применяют имплантацию и протезирование. Однако возможно, что в скором времени врачи предложат не искусственный заменитель зубов, а натуральную ткань, приживаемость которой буде не в пример выше.

Немного истории..

Стоматологов давно интересует вопрос о том, как выращивать зубы прямо в челюсти столько раз, сколько это будет необходимо человеку. Природой ведь предусмотрено всего две смены зубов: первые молочные и заменяющие их постоянные зубы.

Первые научные разработки по выращиванию зубов начались ещё в 2002 году в Великобритании. Для эксперимента были использованы шестимесячные поросята и крысы. Учёный Памела Йелик провела следующие манипуляции:

• взяла незрелые клетки зубной ткани у животных и поместила их затем в среду из специальных ферментов;
• когда зачатки были сформированы, их переместили на полимерную пластинку, которая разлагается под воздействием развивающихся клеток;
• зачатки были плотно закреплены в мягких тканях крыс;
• через 3 месяца можно было заметить, как над десной появляется ряд коронок.

К сожалению, выращенные таким образом зубы имели свои недостатки: в дентине наблюдались дефекты, эмаль отсутствовала, а корень сформировался не полностью.

Основываясь на данных этих разработок, в Японии решили продолжить развитие технологии. В 2007 был поставлен ещё один эксперимент в Токийском Университете Науки под руководством Такаси Цудзи. В данном случае объектом исследования были выбраны мыши. И хотя удалось достигнуть полноценного развития дентина, над формированием корней предстояло ещё поработать.

Эксперимент продолжался 2 года, когда японцы решили использовать другую технологию. Для этого они использовали определённые клетки, способные к росту и развитию до полноценного зуба от природы. Они поместили их в среду из коллагена и стимулировали рост. После трансплантации отдельного зачатка на место, учёным удалось достигнуть полного развития зуба. Им также удалось воссоздать не только желаемую структуру коронки и корня, но и сосудисто-нервный пучок в пульпе.

Ген, отвечающий за рост зубов

Учёные обратили внимание на гены, которые определяли количество зубов у взрослого человека, их внешний вид, порядок, наличие зачатков, структуру и время прорезывания. Доктора из Цюрихского Университета рассказали об этом подробнее.

Так, было выявлено, что за увеличение количества зубов в челюсти отвечают гены под названиями Jagged2 и Notch. Они работают в паре, и если один начинает работать, то второй в это время как бы «выдаёт ошибку».

Еще один ген Osr2 отвечает за формирование структуры и положения коронки зуба. И если вы его каким-то образом отключаете, зубы начинают появляться в самых разных и неожиданных местах, развиваются с дефектами. В этом случает даже может образоваться «волчья пасть», или, по-научному, несращение твёрдого нёба.

Ген под названием Msx1 полностью контролирует закладку зачатков будущих зубов. Благодаря ему у нас сначала появляется 20 молочных зубов, а потом они в свое время меняются на постоянные, и дополнительно вырастает ещё 12 зубов. Однако не все люди имеют правильные и полностью сформированные зачатки.

Интересно, что если отключить вышеперечисленные гены, кроме последнего, то изолированные зубы всё равно могут прорезаться. Но если нарушается Msx1, то даже зачатки не образуются. Поэтому ученые решили, что именно этот ген нужно использовать для выращивания зубов.

Начало.

Продолжая исследования по восстановлению зубного ряда таким образом, профессор Митсиалис пришёл к заключению, что активность генов необходимо использовать вместе со стволовыми клетками, взятыми из зачатков зубных тканей. Их совместная работа привела бы к формированию полноценной зубной единицы.

Стволовые клетки способны восстановить повреждённые ткани, заместить утраченные части собственным делением, поэтому этот метод может стать настоящим прорывом в области естественного восстановления зубов.

Теоретически метод максимально прост:

• взятые стволовые клетки помещаются в альвеолярную ямку, из которой до этого выпал или был извлечён зуб;
• через некоторое время на этом месте образуется эмалевый орган, похожий на тот, что появляется у зародыша человека;
• далее идёт процесс роста, развития и прорезывания.

Очевидно, что этот метод выращивания зубов из стволовых клеток очень действенный, так как позволяет вырастить зуб, полностью повторяющий естественный вид. В результате появляется полностью сформированный зуб, располагающийся на своём месте и имеющий все необходимые структурные элементы.

Но есть также ряд недостатков в практической реализации данного метода:

1. с каждым годом у человека становится всё меньше стволовых клеток. И если в 25 лет их количество может быть 1 на 100 тысяч клеток, то в более зрелом возрасте это соотношение уже составляет 1 : 500 000;
2. сам процесс взятия таких клеток является сложным и очень болезненным процессом. Задачей ученых является открытие простого способа сбора материала.

Эксперименты

Успешное развитие выращивания зубов показало, что это реально сделать, так как уже есть определённые достижения:

• сформированная таким образом коронка полностью соответствует природной структуре;
• анатомическая структура выращенного зуба также соответствует естественной и содержит все необходимые элементы: нервно-сосудистый пучок, пульпу, дентин и эмаль;
• твердость и прочность сформированной ткани настолько велика, что позволяет выполнять все функциональные нагрузки челюсти.

Однако недостатком остается размер выросших зубов, которые несколько меньше по объёму. Но исследователи не остановились на достигнутом и продолжили разрабатывать новые технологии для наиболее естественного восстановления зубных рядов.

Методы

Методы выращивания твердых тканей можно разделить на:

1. внешние, в результате которых зуб формируется вне полости рта, например, in vitro или в специальных ячейках, гелях и т. д. И только когда зуб вырос, его пересаживают в пустую лунку;
2. внутренние: стволовые клетки, выделенные, например, из утраченных молочных зубов, вводятся под слизистую оболочку. А в деснах происходит развитие и рост уже всей единицы. Однако этот метод ещё не проработан достаточно хорошо.

Среди методов выращивания зуба вне ротовой полости выделяют два:

1. когда зуб растет в органической структуре. Для этого берут мезенхимальные и эпителиальные клетки и помещают их в коллагеновый каркас. Здесь будет сформирован зуб. Время роста зуба составляет около 2 недель. Но он будет полностью сформирован и имеет весь анатомический комплекс элементов;
2. с помощью специальной пробирки, в которую помещают такую же клетку для формирования зубного зародыша. На определённой стадии развития его помещают в капсулу и пересаживают в печень мыши.

Среди новых разработок также выделяются ещё две:

• использование ультразвука при стимуляции десен и альвеолярного отростка для наращивания твердых тканей. Благодаря такому виду массажа можно заставить клетки функционировать в нужном направлении;
• лазерная коррекция: помимо безболезненных операций по заживлению различных органов, лазером можно стимулировать желаемый внешний вид клеток и их рост. Таким образом, происходит полная регенерация тканей и восстановление утраченного зуба.

Каковы побочные эффекты?

До сих пор лабораторные эксперименты не были включены в ежедневную стоматологическую практику, так как имели множество недостатков, побочных эффектов, а иногда и совершенно неожиданных результатов. Наиболее важными являются следующие моменты:

• трудно контролировать темпы роста зуба и его элементов. Бывает так, что дентин образуется гораздо быстрее, чем нервно-сосудистый пучок пульпы, из-за чего зубу не хватает питания для полноценного развития;
• возможно появление патологических форм и строения коронки, что в дальнейшем обязательно скажется на функциональности зуба и здоровье полости рта в целом;
• развитая иммунная система нашего организма, скорее всего, отреагирует на введение культивированного зубного зародыша или стволовых клеток, как на инородное тело, поэтому велик риск его отторжения. Чтобы уменьшить этот эффект, придется принимать препараты, которые значительно снижают уровень иммунитета, что может привести к ухудшению здоровья на длительный период.

Критика

Не всё научное сообщество придерживается оптимистичных прогнозов касательно выращивания полноценных зубов в ротовой полости пациента. Многие учёные скептически относятся даже к успешным разработкам и экспериментам, говоря о том, что если данные методы работают на мышах, то нет никакой гарантии, что они будут работать и на человеке.

Нельзя точно предсказать, как поведут себя стволовые клетки, помещённые в десну. Невозможно предугадать, как отреагирует организм отдельно взятого человека на имплантацию таких клеток или выращивание полноценного зуба. Даже эксперименты с пересадкой зубов с одной челюсти на другую у человека не дали желаемого результата, показав очень низкий процент приживаемости.

Самым обсуждаемым является вопрос о том, как повлиять на структуру и форму зуба, который необходимо вырастить? Потому что стволовые клетки не знают, что нам нужно: резец, моляр или клык? Что вырастет в итоге, и будет ли оно вообще расти?

Когда выращивание зубов станет доступным?

Те ученые, которые всё ещё воодушевлены результатами экспериментов, обещают быстрое решение проблемы. Так, японские разработчики утверждают, что они достаточно далеко продвинулись в своей технологии. Они обещают, что к 2030 году смогут предоставить полные результаты экспериментов по выращиванию зубов из стволовых клеток и распространить свой метод в массы. Их разработка должна полностью заменить современные протезы и имплантаты.

Цена вопроса

Предсказать стоимость такого метода восстановления улыбки достаточно сложно, потому что он никогда ещё полноценно не проводился. Учёные говорят, что стоимость будет зависеть от количества индивидуально проведённых процедур, необходимых для выращивания зубов у каждого конкретного человека.

Так, стоимость экстракции стволовых клеток находится в районе 1000 евро. Если добавить к этому необходимые инъекции дополнительных материалов и другие процедуры, то можно оценить весь процесс выращивания зуба у человека в 3000 евро, что значительно дороже имплантации.

Понравилась статья? Ставь лайк и подписывайся на канал 🙂

Источник