Руководство по «выращиванию» зубов, или биоинжениринг в стоматологии

Зубы – твердотканные образования с высокой прочностью, которые сохраняются продолжительный промежуток времени. Форма и расположение отдельных единиц сказывается на их функциях:

• первичная механическая обработка пищи, осуществляется с помощью слюны (жевание, формирование пищевого комка);
• формирование звуков (дикция);
• защита организма (предотвращают попадание вредоносных микроорганизмов во внутренние органы).

На то, когда начинают прорезываться, и до скольки лет растут зубы у человека, влияет множество внешних и внутренних факторов. Среди них – характер питания, качество и состав питьевой воды в регионе проживания, жаркий (холодный) климат.

Строение зубного ряда

Общее число молочных зубов – 20, на каждой челюсти присутствует по 4 резца (центральная часть верхнего и нижнего ряда), а также по 4 моляра («жевательные» 4-я, 5-я единицы). У взрослых людей в норме начитывается от 28 до 32 зубных единиц. Так, на верхней и нижней челюсти симметрично располагается:

• по 4 резца;
• 2 клыка;
• 4 премоляра;
• 6–8 моляров.

До скольки лет растут зубы мудрости: «появления на свет» пресловутых «восьмерок» можно так и не дождаться – врожденная адентия третьих моляров считается нормой. Может сложиться и другая клиническая картина: зуб мудрости «заложен» в челюсти, но не прорезывается из-за дефицита места в зубном ряду. Если же «восьмерки» все же появляются на свет, то происходит это, как правило, максимум до 25 лет.

Нет рекламы

Содержание:

1. Почему необходима замена молочных зубов на постоянные
2. Когда выпадают первые молочные зубы
3. Какие молочные зубы выпадают первыми
4. Очередность выпадения
5. В каком возрасте появляются коренные единицы
6. Возможные отклонения у ребенка
7. Почему пустующие места долгое время остаются незанятыми

По мере роста ребенка происходит смена молочных зубов на постоянные. Это естественный процесс, без которого невозможно полноценное функционирование зубочелюстного аппарата. Но относиться к нему родители должны с максимальной ответственностью, так как очень часто нарушения в последовательности выпадения временных единиц вызывают серьезные нарушения прикуса, которые приходится лечить в будущем.

Общие принципы роста

Молочные зубы начинают вырастать, начиная с 6-8-месячного возраста. Как правило, к первой годовщине своей жизни малыш уже «обзаводится» четырьмя верхними и нижними единицами. К 2-летнему возрасту «появляются на свет» первые клыки и моляры, еще через полгода добавляются вторые моляры. Окончательный вид молочного зубного ряда (20 единиц) можно наблюдать у трехлетних детей.

Как правило, к завершению первого года жизни грудничок «обзаводится» 4 передними молочными единицами

Что предпринять, если к 9 месяцам у малыша еще не появилось ни одного зуба:

• внимательно осмотреть полость рта; десны, как правило, выглядят слегка припухшими и покрасневшими, при пальпации прощупывается зубной край;
• чтобы ускорить процесс «появления на свет» первых единиц, детские стоматологи рекомендуют молодым родителям приобрести в аптеке стимуляторы роста молочных зубов – резиновые кольцевые игрушки;
• легкий массаж десен чистым пальцем или холодной столовой ложкой также пойдет малышу только на пользу.

Важно! Задержка роста молочных зубов может быть как вариантом физиологической нормы (например, у мальчиков этот процесс, как правило, начинается позже, чем у девочек), так и симптомом различных патологий, связанных с задержкой роста (в частности, рахита).

Нет рекламы 2

В последнем случае родители должны обратиться за помощью к врачу-педиатру – возможно, он назначит ребенку витамины или препараты кальция для нормализации «здорового» минерального обмена и улучшения метаболизма в целом. В редких случаях отсутствие признаков прорезывания зубов до года свидетельствует об адентии (зачатки молочных единиц попросту не сформировались). В такой ситуации требуется помощь детского стоматолога – он направит малыша на рентген, на основании полученного снимка поставит диагноз и подберет лечение.

Начиная с 5-летнего возраста, молочные зубы постепенно сменяются постоянными единицами

До какого возраста растут зубы у человека: на протяжении жизни 20 единиц сменяются за один раз (молочные – постоянные), а 8–12 единиц изначально вырастают коренными. Общая схема прорезывания:

• медиальные нижние резцы – 6–9 месяцев;
• медиальные верхние резцы – 7–10 месяцев;
• боковые верхние и нижние резцы – 9–12 месяцев;
• первые верхние постоянные зубы – 12–18 месяцев;
• первые нижние коренные зубы – 13–19 месяцев;
• верхние (16–20 месяцев) и нижние (17–22 месяцев) клыки;
• вторые нижние (20–33 месяцев) и верхние (24–36 месяцев) коренные единицы.

Указанные цифры весьма относительны, все зависит от индивидуальных особенностей конкретного организма. Как правило, к 3-летнему возрасту у ребенка уже вырастают все молочные зубы, а с 5 лет они начинают постепенно замещаться коренными единицами. Почему может нарушаться прорезывание: тип кормления (вместо грудного – искусственное), генетические факторы, потеря молочных зубов из-за стоматологических проблем.

Интересные факты

Цвет эмали

Естественный цвет эмали может быть совершенно любым и крайне редко он является белоснежным. Как правило, эмаль немного желтоватая или сероватая. У детей зубы могут иметь даже синеватый оттенок, который говорит о наличии большой пульпы и ее близком расположении к эмали

О первых зубах у ребенка

Некоторые дети могут рождаться с одним или даже несколькими зубами, которые формируются еще в утробе матери. Не важен также возраст, когда у малыша появляются первые зубы – в три или десять месяцев. Главное, чтобы в целом молочный прикус был сформирован полностью и правильно

О важной роли молочных зубов

Молочные зубы служат в первую очередь основой для постоянных – они буквально прокладывают им путь. Если первые зубы выросли прямо, совершенно не обязательно, что последующие вырастут также. Впрочем, возможна и обратная ситуация, поэтому контролировать формирование и рост всех зубов нужно под контролем лечащего врача

О зубах мудрости

Зубы мудрости могут и не прорезаться – это совершенно нормальное и довольно распространенное явление. Удалять или оставлять выросшие зависит от их состояния: если они приносят только дискомфорт, при наличии кариеса или пульпита вылечить их крайне затруднительно, вполне можно пожертвовать такими зубами, поскольку никакой функциональной нагрузки они не несут

О проведении гигиены полости рта

Согласно статистике, чистку 2 раза в день проводят только 57% женщин и 46% мужчин. Остальные периодически пропускают столь важную процедуру, которая позволяет эффективно справится с налетом и тем самым защитить эмаль и десны от атаки вредных бактерий

Об использовании зубной нити

Согласно исследованиям, сегодня только 50% жителей населения используют зубную нить ежедневно. Между тем, это отличный способ профилактики многих стоматологических заболеваний: именно нить эффективно очищает межзубные промежутки от остатков пищи и налета. Альтернативой нити сегодня может стать только ирригатор – щетка с такими узкими пространствами не справится

Рост молочных единиц

Как узнать о том, что у грудничка лезут первые зубки:

Вибуркол при прорезывании зубов

• десны становятся красными, напухают, может визуально определяться белый шарик, из которого позже «появится на свет» молочная единица;
• щеки у ребенка горят;
• малыш становится капризным, плаксивым, отказывается от еды и плохо спит, может незначительно «подскочить» температура тела.

Повышенная возбудимость – еще один «опознавательный знак» начала прорезывания зубов. Ребенок начинает тянуть в рот посторонние предметы – жевание минимизирует неприятные ощущения на ротовой слизистой. Типичным симптом является и повышенное слюноотделение – попадая на кожу лица (в области щек, подбородка), секрет вызывает появление очагов раздражения (сыпи). Многие родители замечают ограниченные гиперемированные участки на детской шее (с той стороны, где режется зубик).

Прорезывание зубов – сложный период для детского организма, на фоне перестройки, ослабленного иммунитета малышей могут «атаковать» ОРВИ. Так, если у ребенка появились приступы тошноты и рвоты, кашель, боли в животе, насморк, исчез аппетит или поднялась температура тела, рекомендуется незамедлительно показать его врачу-педиатру.

После появления первых молочных единиц молодые родители должны позаботиться о правильном гигиеническом уходе за ними

Важно: не стоит дополнительно стимулировать (пытаться ускорить) процесс прорезывания молочных зубов у грудничка. Некоторые родители царапают десны хлебной коркой, кусочком сахара и другими раздражающими средствами. Такие меры никак не скажутся на «появлении на свет» молочных единиц, зато могут спровоцировать травмы слизистой рта или «поспособствовать» развитию местного воспалительного процесса.

Нет рекламы 3

Негонконгская «Триада»

Теперь, когда мы так много знаем о происхождении и развитии зуба, можно перейти непосредственно к интересующей нас теме — тканевой инженерии.

Тканевая инженерия представляет собой совокупность методов и процедур, направленных на регенерацию биологических тканей. Она включает в себя триаду основных элементов (рис.4): стволовые клетки, внеклеточный матрикс или скаффолд (от англ. scaffold — помост), факторы роста и сигнальные пути (signaling) [10].

Рисунок 4. Триада тканевой инженерии. Основу триады тканевой инженерии составляют стволовые клетки, факторы роста и внеклеточный матрикс.

[10]

Цель тканевой инженерии — заместить утраченные клетки, ткани и органы, либо способствовать их регенерации, либо просто восстановить нарушенную функцию.

Сегодня мы много слышим и читаем о стволовых клетках. Это та отрасль науки, где ведут горячие споры. Информация, которая выходит к потребителям, как правило, не всегда объективна. Что же на самом деле представляют собой стволовые клетки, и как и какие из них можно использовать в тканевой инженерии зуба?

Давайте знакомиться: стволовые клетки — это недифференцированные эмбриональные или взрослые (постнатальные) клетки, способные проходить через огромное количество клеточных делений, находясь в недифференцированном состоянии, а также образовывать промежуточные клеточные типы — предшественники, которые могут дифференцироваться в различные клетки и создавать полноценные ткани и органы (рис.5) [10], [11].

Рисунок 5. Классификация стволовых клеток по способности к дифференцировке. Стволовые клетки по масштабу дифференцировки делят на тотипотентные, плюрипотентные, мультипотентные и унипотентные. Тотипотентные клетки способны дифференцироваться в любой тип клеток взрослого организма. Плюрипотентные клетки могут продуцировать специализированные клетки трех зародышевых листков (эктодермы, эндодермы и мезодермы), но не целый организм. Мультипотентные клетки продуцируют ограниченный набор типов клеток. Унипотентные клетки способны к дифференцировке только в один вид клеток [13].

[11]

Первую клеточную линию эмбриональных стволовых клеток выделили в далеком 1998 году [12]. На самом деле, не так уж и давно, а с точки зрения хода истории можно сказать совсем недавно, но прогресс колоссален [10].

Эмбриональные стволовые клетки выделяют из бластоцисты в течение развития эмбриона. Они дают рост трем зародышевым слоям: экто-, эндо- и мезодерме. Эти клетки тотипотентны, то есть они могут развиться в каждый из более 200 типов клеток взрослого организма [10].

Сейчас известно 3 источника эмбриональных стволовых клеток млекопитающих: клетки, выделенные из внутренней клеточной массы бластоцисты; клетки тератом и первичные половые клетки зародыша [10].

Как было раньше упомянуто, стволовые клетки бывают не только эмбриональные, но и постнатальные. Что касается «взрослых» стволовых клеток, то они существуют в организме в различных тканях, включая костный мозг, кровеносные сосуды, печень, кожу, жировую ткань и дентальные ткани. Они локализованы в специальных нишах, где идет регуляция их пролиферации, миграции и сроков жизни. Постнатальные стволовые клетки мультипотентны, то есть дают рост только одному типу клеток.

Дентальные стволовые клетки представляют собой популяцию постнатальных мезенхимальных стволовых клеток (МСК), обладающих способностью к самообновлению и дифференцировке [4], [14]. В зависимости от локализации депо МСК (рис. 6) [15], они подразделяются на:

• стволовые клетки пульпы;
• стволовые клетки апикального сосочка;
• стволовые клетки удаленных молочных зубов;
• клетки-предшественники зубного фолликула;
• стволовые клетки периодонтальной связки;
• МСК, полученные из альвеолярного отростка;
• МСК десны;
• прогениторные клетки (МСК, направленные на дифференцировку только в определенный тип клеток) зубного зачатка.

Рисунок 6. Стволовые клетки зуба. Схематическое изображение источников дентальных стволовых клеток. Расшифровку аббревиатур смотрите во врезке ниже.

[15]

Аббревиатуры

ВОЗ Всемирная организация здравоохранения МСК мезенхимальные стволовые клетки ЭКМ экстраклеточный матрикс ABMSCs мезенхимальные стволовые клетки, полученные из альвеолярного отростка (alveolar bone-derived mesenchymal stem cells) BMP костный морфогенетический белок (bone morphogenetic protein) DFPCs клетки-предшественники зубного фолликула (dental follicle progenitor cells) DPSCs стволовые клетки пульпы (dental pulp stem cells) FGF фактор роста фибробластов (fibroblast growth factor) GMSCs МСК десны (gingival mesenchymal stem cells) iPSCs индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (induced pluripotent stem cells) PDGF тромбоцитарный фактор роста (platelet derived growth factor) PDLSCs стволовые клетки периодонтальной связки (periodontal ligament stem cells) SCAP стволовые клетки апикального сосочка (stem cells from the apical part of the human dental papilla) SHEDs стволовые клетки удаленных молочных зубов (stem cells from human exfoliated deciduous teeth) TGPCs прогениторные клетки зубного зачатка (tooth germ progenitor cells)
Остановимся на некоторых из них.

Стволовые клетки пульпы можно достаточно легко выделить из пульпы удаленных зубов. Они представляют собой очень привлекательный и перспективный источник аутологичных стволовых клеток и могут применяться как для регенерации дентина, пульпы и цемента, так и для восстановления костной ткани [15]. Помимо этого они проявляют сильную нейрорегенеративную активность, что представляет особую ценность при лечении повреждений спинного мозга: МСК пульпы кроме подавления раннего воспалительного ответа ингибируют апоптоз нейронов, астроцитов и олигодендроцитов после травмы, что приводит к сохранению нервного волокна и миелиновой оболочки. Также установили, что они способствуют регенерации перерезанных аксонов. Таким образом, ученые предполагают, что МСК пульпы смогут обеспечить значительные терапевтические преимущества в лечении травм спинного мозга [16].

Стволовые клетки удаленных молочных зубов — это постнатальная популяция стволовых клеток с высокой пролиферативной способностью, высокой жизнеспособностью и потенциалом многолинейной дифференциации (например, в остеобласты, нейронные клетки и одонтобласты) [15].

Мезенхимальные стволовые клетки десны идеально подходят для восстановления поврежденных тканей пародонта, мышц и даже сухожилий. Но пока не совсем ясно, способны ли они формировать клетки дентина и пульпы [15].

Прогениторные клетки зубного зачатка — относительно новая популяция стволовых клеток, которую обнаружили в мезенхиме зачатка третьего моляра на стадии колокола. Они показывают такую же многоуровневую дифференциацию, как и другие МСК зуба, включая способность к дифференцировке в адипоциты, остеобласты, одонтобласты, хондроциты и нейроны, а также могут дифференцироваться в клетки с морфологическими, фенотипическими и функциональными характеристиками гепатоцитов. Отсюда предполагают, что данный тип стволовых клеток в будущем смогут использовать для лечения заболеваний печени [15].

Таким образом, каждый тип дентальных стволовых клеток имеет свои особенности и сферы применения не только в стоматологии, но и в других областях медицины.

Помимо описанных выше МСК, в тканевой инженерии используют и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), полученные из соматических клеток. Впервые о них заговорили в 2006 году, когда японские ученые Кадзутоси Такахаси и Синъя Яманака показали, что соматические клетки можно перепрограммировать в ИПСК с помощью усиления экспрессии определенных факторов транскрипции (Oct3/4, Sox2 и Klf4) [17], [18]. Сами по себе эти клетки иммунологически нейтральны и, что не менее важно, не вызывают таких этических препирательств, как стволовые эмбриональные клетки. Однако для их перепрограммирования использовали вирусных агентов, что могло повлечь за собой формирование новообразований [19]. Были попытки использования вместо вирусов химических молекул [20], но, к сожалению, процент успешного репрограммирования оказался невелик. Сейчас развивают новые способы получения ИПСК, поскольку их применение выглядит достаточно привлекательным и весьма многообещающим.

Как облегчить состояние малыша

Многие молодые родители задаются вопросом, как снять неприятные симптомы, сопутствующие «появлению на свет» молочных единиц. Самая простая мера – приложить к «рабочей» десне холод (кусочек льда). На помощь также могут прийти стоматологические гели или мази, снимающие боль, отечность, купирующие воспалительный процесс. Важно: применять любые медикаменты следует только с разрешения педиатра (детского стоматолога).

Так, в аптеках продаются специальные гели с лидокаином и инертными наполнителями (ментолом, вяжущими компонентами, вкусовыми добавками), предназначенные для применения исключительно в период прорезывания зубов. Примеры таких средств:

• Калгель (противопоказан при диатезах).
• Дентинокс.
• Камистад.
• Холисал.
• Мундизал.

Общие рекомендации по применению: небольшое количество местного препарата следует наносить на «рабочие десны» 3–4 раза в сутки не дольше, чем 3 дня подряд.

Как прорезываются «восьмерки»

Однозначного ответа на вопрос, когда начинают и до скольки лет растут зубы мудрости дать нельзя. Третьи моляры «появляются на свет» в период от нескольких месяцев до 2–3 лет, вызывая при этом массу неприятных ощущений. На то, когда начнут расти «восьмерки», влияет множество факторов – в частности, количество костных зачатков, наследственность, анатомические особенности челюсти (ее форма). Из-за того, что третьи моляры часто создают определенный дискомфорт, — влияют на работу ВНЧС, провоцируют гайморит, «вытесняют» соседние единицы зубного ряда – их часто удаляют.

Основными показаниями к экстракции являются:

• стойкая гипертермия (2–3 дня) во время роста зубов мудрости;
• острое воспаление десен (гингивит) в месте прорезывания;
• сильные боли, осложняющие прием пищи.

Анатомические особенности (форма) челюсти, наследственность и ряд других факторов определяют сроки прорезывания зубов

Что нам стоит зуб построить?

Для использования стволовых клеток в тканевой инженерии необходимо наличие скаффолда и ростовых факторов (рис. 7). Идеальный скаффолд должен поддерживать прикрепление, миграцию, пролиферацию и пространственную организацию клеток.

Рисунок 7. Что нам стоит зуб построить?

сайт dentistry.tamhsc.edu

В основном, скаффолд как подходящий матрикс для реконструкции тканей должен соответствовать следующим требованиям [21]:

1. Простота использования.
2. Наличие пор определенной формы и размера для диффузии клеток, ростовых факторов, питательных веществ и удаления продуктов жизнедеятельности.
3. Способность к биодеградации, которая происходит в определенное время без высвобождения токсинов.
4. Биосовместимость с тканями организма.
5. Низкая иммуногенность.
6. Способность к замещению регенерирующей тканью и васкуляризации.
7. Хорошие физические и механические свойства.

Материалы, используемые для формирования скаффолдов, разделяют на натуральные и синтетические (рис. [22]. Биоактивное стекло, полимолочная кислота, различные композиты (многокомпонентные материалы, в основе которых — матрица на основе металла, полимера или керамики) — все это синтетические материалы. Несмотря на то, что эти материалы позволяют изготовлять скаффолды необходимой формы, их применение весьма ограничено ввиду неудовлетворительной биосовместимости и токсичности. Из биоматериалов (натуральных материалов), используемых для создания скаффолдов, можно выделить коллаген, хитозан, гиалуроновую кислоту. Они состоят из макромолекул, которые также входят в состав экстраклеточного матрикса, поэтому биосовместимы и хорошо биодеградируемы. Однако они менее прочные и способны вызывать реакции отторжения [21].

Рисунок 8. Трехмерный скаффолд зубов мыши и человека. а — Нижний центральный резец мыши. б — Нижний первый моляр человека. Использованы 3D-реконструкция и биопечать. Материал — гидроксиапатит и поликапролактон. Визуализируются микроканалы (d = 200 нм), в которые вводят МСК и факторы роста (в и г).

[22]

Самым подходящим и отвечающим на большинство требований скаффолдом является либо скаффолд, полученный из экстраклеточного матрикса (ЭКМ-скаффолд), либо его аналог. За счет своей идентичности с внеклеточным матриксом такие скаффолды способны обеспечить наилучшую взаимосвязь с клетками и ростовыми факторами. Дентальные МСК, такие как стволовые клетки пульпы и периодонта, при культивировании в ЭКМ-скаффолдах проходили дифференцировку в одонтогенном направлении. После имплантации же данного скаффолда формировалась пульпа [10], [23].

Помимо скаффолда и стволовых клеток, необходимо связывающее их звено, которое бы регулировало рост ткани. Таковым могут быть факторы роста, определенные гены и интерферирующие РНК [7].

Факторы роста — пептидные молекулы, передающие сигналы для управления клеточным поведением и взаимодействующие со специфическими рецепторами на поверхности клеток [24]. Они обеспечивают взаимосвязь и взаимодействие между клетками и экстраклеточным матриксом. Вслед за повреждением клетки начинается секреция ростовых факторов, запускающих в дальнейшем процессы регенерации и ангиогенеза. Примером «работы» факторов роста в зубе можно назвать образование вторичного и третичного дентина, которое происходит при близком расположении кариозной полости к пульпе зуба либо при повышенной стираемости зубов. Среди ключевых факторов роста во время развития зуба можно выделить костный морфогенетический белок (BMP), тромбоцитарный фактор роста (PDGF) и фактор роста фибробластов (FGF). Именно их в первую очередь используют в тканевой инженерии зуба [25–27]. Для доставки факторов роста могут использовать как клетки и наночастицы, так и сам скаффолд.