牙颌面创伤中大面积骨缺损及牙周修复重建关键技术的应用基础研究

牙颌面创伤所致的颌骨缺损及牙脱位，严重影响了患者的口颌面功能、颜貌和心理。大面积颌骨缺损与脱位牙牙周修复重建更是临床上亟待解决的难点问题。研究表明，血供问题是制约骨组织工程修复大面积骨缺损效果的关键因素，牙周膜重建不良是脱位牙再植失败的根本原因。基于该领域最新研究进展和本课题组的前期研究基础，本项目拟：1）通过构建MSCs工程化软骨，避开制约大面积骨缺损修复重建的血管重建问题，辅以超声波和电磁场刺激，以软骨内成骨方式实现大面积骨缺损的组织重建；2）利用MSCs在牙周组织修复的潜能和其独特的免疫调节功能，通过在体构建MSCs工程化牙周膜，联合牙周再生常规的GTR技术，实时评价再植牙动物模型的牙周膜的修复重建及牙根吸收情况，并从生物力学、免疫学和组织学等方面，综合比较评价骨髓来源和牙周膜来源的MSCs用于再植牙治疗的可行性。本项目的成功实施，有望实现大面积骨缺损及牙周修复重建中关键技术的突破。

血供问题是制约骨组织工程大面积骨缺损修复的关键因素，而牙周膜重建是脱位牙再植成功的基础。本研究通过构建MSCs体外成软骨分化模型，研究不同强度低频脉冲超声（LIPUS）及脉冲电磁场（PEMF）对MSCs成软骨分化的调控效应，通过软骨内成骨方式实现颌骨缺损的组织重建；构建MSCs工程化牙周膜，实时评价再植牙动物模型的牙周膜的修复重建及牙根吸收情况，并从生物力学、免疫学和组织学等方面，评价骨髓来源和牙周膜来源的MSCs用于再植牙治疗的可行性。结果显示：1，适当的LIPUS及PEMF刺激可促进软骨内成骨进程，调控体外MSCs的分化方向和程度；2，LIPUS有利于体内软骨内成骨的促进；3，BMP2修饰的iPSC-MSCs接种于RGD改良的磷酸钙骨水泥（RGD-CPC）能增强成骨分化及骨矿化，NELL1基因过表达有效增强了其成骨分化及矿化生成量；4，延迟应力加载促进MSCs的体外成软骨分化，其调节效应类似于外源性TGF-β1的添加；5，联合应用SDF-1和bFGF处理外源性BMSCs后可提高再植牙成功率；6，SDF-1与PDGF-BB缓释膜可以通过召集干细胞及新生血管促进组织再生；7，系统性注射MSCs促进了牙周膜大鼠再植牙牙周膜重建，低氧刺激可增强MSCs对外周血单个核细胞（PBMCs）的抑制及促凋亡作用；8，系统性注射P物质能动员内源性MSCs进入体循环参与牙周组织改建，与外源性MSCs对牙周组织改建过程中的局部/全身炎症水平有相似的调节作用；9，缺氧刺激可以促进牙周膜干细胞与内皮细胞共培养体系的成骨分化，COX-2/PGE2/VEGF通路在其中扮演重要作用。