从autogeneic移植NanoBone材料、各种治疗策略促进骨再生已经建立了在过去的几年中。Autogeneic、同种异体和异种的骨移植,不同形式的天然或合成骨移植替代物,生物活性molecule-augmented骨移植替代物,细胞移植骨替代品,和NanoBone材料已报告在临床前和临床领域( 1]。

然而,他们移植在骨再生相关的不同的并发症。尽管autogeneic移植被认为是黄金标准疗法,施主能级疼痛,extrasurgery需求,增加手术时间,术后感染被报道在一些研究的缺点。同样,同种异体移植结合缺乏成骨的潜力,病毒污染的风险,以及缺乏生物和机械性能由于辐照过程所需抗菌目的报道。此外,异种移植的缺点是缺乏成骨的能力和免疫排斥的风险 2]。

除了缺乏有能力,降解速度缓慢,缺乏机械性能,证实了高压力和温度处理的骨移植替代物,如钙salt-derived陶瓷( 3]。增加骨移植替代物与生长因子如骨形态形成蛋白结果在加速骨折愈合 4]。很明显,当材料暴露在生物环境中,就会立即发生蛋白质吸附,随后介导细胞粘附和增殖过程。与传统材料相比,纳米材料可以促进更大数量的特定的蛋白质吸附(如白蛋白、层粘连蛋白、胶原蛋白、纤连蛋白,和vitronectin)。不仅更大的蛋白质相互作用,而且仿生大小,大的表面积,和更好的机械性能使纳米材料的一个很好的选择增加成骨细胞功能(粘附、增殖和分化) 5, 6]。然而,牙科纳米材料的应用可能诱导细胞毒性,需要更多的调查 7]。

因此,这些限制了研究人员提高现有技术或开发新的。在骨再生的提议有前途的战略是干细胞治疗,明显的间充质干细胞(msc)。这些细胞被认为是主要的关键球员在再生医学过渡 8),主要是由于其分化能力转化为特定的细胞类型,丰富的可溶性生长因子和细胞因子的分泌,迁移和自导潜在的损伤,对先天和适应性免疫细胞,免疫调节作用,抗炎作用[ 9]。

免疫调节和抗炎作用发生通过信息交互或旁分泌活动。移行细胞(干扰素 γ)结合肿瘤坏死因子(TNF)或Interleukin-1 (il - 1)骨髓间充质产生趋化因子受体配体刺激如CXC-Chemokine受体3 (CXCR3)配体,从而招募T细胞导致T细胞的抑制增殖和活动在当地的环境。此外,msc调解免疫抑制等检查参与组成分泌腺的分泌细胞因子,生长因子,抗炎因子,和液抑制促炎细胞的增殖和功能,如辅助T 1 (TH1)和/或TH17细胞,巨噬细胞,中性粒细胞,自然杀伤(NK)细胞,B细胞,并刺激抗炎细胞,如巨噬细胞和调节性T细胞和B细胞。此外,抗炎细胞抑制促炎细胞,随后促进组织愈合的功能( 10]。

msc可以单独使用或结合脚手架或载体,充当一个细胞外模板允许干细胞附加,增殖、迁移和分化成靶细胞。在脚手架设计开发各种选项直接和提高成骨分化,例如,体系结构修改(孔隙大小、刚度和地形)[ 6),通过改变化学刺激和调整的比率羟磷灰石(HA),磷酸三钙(TCP) ( 11),生化刺激生物活性等因素引入的地塞米松或维生素C [ 12),特异性生长因子( 13),或添加矿物填料,如二水磷酸氢钙(观察)和液压硅酸钙(属于接近)聚乳酸(PLA)支架( 14]。最近,越来越多的兴趣3 d生物打印技术导致打开新的篇章生产的生物活性支架在骨再生 15]。

此外,机械刺激可以用来提高msc的增殖和分化成特定的细胞类型( 16]。特别是机械应变和生物流体转化为生化信号,然后集成到通过转导细胞反应。在骨组织中,骨细胞作为感官细胞负责这种转导,而成骨细胞和破骨细胞的效应细胞( 17]。

几项研究已经进行使用骨髓间充质干细胞(bmsc)作为黄金标准选择骨缺陷( 18- - - - - - 20.和其他牙科MSC来源 21, 22]。然而,收获bmsc数量不足,文化扩张时间长,痛苦,发病后可能发生的愿望和收集过程仍然是一个主要问题( 23]。因此,替代资源从其他地方足够数量的细胞和简单的隔离程序作了展望。msc从口腔组织,包括永久和乳牙牙髓、牙周韧带,牙科毛囊,和牙乳头状突起高度致力于分化成成骨细胞和骨细胞前体 24]。从口腔病变组织,此外,msc,如人类的根尖周的囊肿( 14)、牙髓发炎和齿龈( 25),骨再生提供了新的工具。

的一个有吸引力的牙科MSC来源是齿龈。口腔粘膜组织的一部分,环绕并支持牙齿和牙槽骨和有重要作用,从作为黏膜屏障参与口腔粘膜免疫。齿龈也代表了生物医学垃圾是因为牙齿等常见的牙科手术切除,牙龈或者牙周手术,和牙科植体手术 26]。最近,干细胞孤立于齿龈吸引很多研究者在再生医学领域调查他们的特性和组织再生的能力,包括骨( 27]。

小说的牙龈组织中的干细胞称为gingiva-derived间充质干细胞(业务)是独立于人类和成功地验证了许多研究人员( 28, 29日]。当然,齿龈同时包含神经嵴msc(90%)和mesoderm-derived msc(10%)具有不同的干细胞特性。从临床和实验室方面,齿龈被认为是容易方便的来源与侵害biopsy-taking技术是实现分离出足够数量的msc从牙龈组织根据其高扩散率( 30.]。

除了trilineage分化能力,自我更新,和间叶细胞表面标记物的表达,他们表现出免疫调节和抗炎作用,使一个有吸引力的来源再生应用程序( 28]。这些细胞符合标准的最小标准国际社会提出的细胞治疗( 31日]。随着骨再生,先前的研究已经显示,业务能力再生神经( 32, 33],肌肉[ 34],肌腱[ 35)、皮肤( 36),和软骨及滑膜组织( 37]。

同样重要的是,在临床试验中是普通程序的系统的评论来评估特定干预措施的临床效率系统评价在临床前研究社区仍然少见,需要更多地关注改善临床前研究,进而确定翻译的第一步从实验室研究到病人( 38]。

考虑上述背景、当前的研究旨在系统地回顾应用业务的功效,作为新引入的来源,在骨再生的临床前研究。这个系统综述基于以下的海岸边的问题:问题/人口:骨缺损动物模型( 在活的有机体内)和细胞培养模型( 在体外);干预:业务 在体外和 在活的有机体内;比较器或控制:比较器:其他来源( 在体外)/比较器或其他控制:源和无细胞组( 在活的有机体内);结果:成骨的能力;研究设计:临床前研究。所有项目的海岸边被用来制定以下研究问题:将gingiva-derived间充质干细胞被认为是类似或替代其他MSC来源对骨再生在临床前研究中?

当前的系统评价进行按照以下指南:首选项报告系统评价和荟萃分析(棱镜)[ 39)(见补充材料 我棱镜的清单)。

本系统评价的主要目的是总结gingiva-derived间充质干细胞(业务)的作用及其对osteodifferentiation和骨再生的影响 在体外和 在活的有机体内。总的来说,26日进行了定性研究。二十 在体外文化研究和6 在活的有机体内研究主要是进行评估的扩散和osteodifferentiation潜力业务相比其他msc的来源或参与业务。齿龈被认为是生物口服屏障对不同的侮辱和显示快速再生没有疤痕形成。这种能力将存在大量的高度增殖的细胞。这些独特的细胞群被张先生和他的同事们首先确定为具有类似干细胞的细胞群的属性( 28]。

目前,这些细胞通常被称为业务和被认为是理想的干细胞来源,因为它们简单的可访问性有限的发病率。多能干细胞分化能力的业务也比较 在活的有机体内和 在体外与其他类型的干细胞如bmsc, DPSCs, PDLSCs。因此,当前评论的作者认为文学的深入评估临床前 在活的有机体内和 在体外文化研究的业务在骨组织工程和再生医学的重视探索业务的有效性作为一个治疗的msc来源。

利用msc具备干细胞临床应用通常取决于它们的生物学特性包括和生产的治疗分泌的因素。MSC作为plastic-adherent通常是孤立的细胞群通过酶消化法或非酶的消化方法。研究人员认为,细胞隔离和扩张协议影响干细胞质量,包括产量、生存能力,分化潜能。牙龈组织通常获得手术切除后牙龈组织样本和保持完整的生长出贴壁细胞或消化使用特定酶获得单细胞悬浮体。

虽然没有研究比较两个常见的隔离协议业务可用迄今为止,大多数研究综述显示,业务迅速增殖后隔离方法,不论他们的物种。同样,在所有研究评估在目前的审查,没有研究试图将这种优越的增殖能力关联到任何特定的隔离方法。平均而言,增加细胞的数量具有高度增殖的特性从齿龈出现后酶的方法。在这个系统综述的研究评估(只有三个研究),一个均匀的干细胞进一步选择使用单细胞克隆[ 52),fluorescence-activated细胞排序( 49),和菌落 51]。

尽管如此,这些数据可能阻碍我们精确的结论隔离和净化方法的优势业务质量。特别是因为MSC质量受几个因素的影响在隔离和扩张生产商,我们建议进一步评估业务隔离和扩张,建立一个标准协议之前翻译业务的临床应用。然而,评论文章El-Sayed和dorf总结业务隔离和扩张的各种协议和处理一些有价值的信息来实现msc从牙龈组织( 27]。

描述业务和比较他们的其他类型的干细胞具备干细胞属性 在体外,大多数当前的审查研究符合国际社会提出的最小标准为MSC描述[细胞治疗 31日]。自我更新能力的不对称或对称细胞分裂成不同的细胞具有不同的属性被认为是第一个基本细胞干细胞的特征。回顾研究显示,几乎所有业务隔离后保持静止状态,然后传播到纺锤状形态,类似于bmsc, DPSCs, DPLSCs,对asc和其他人 46]。

形态分析的业务回顾研究显示没有明显的区别,业务显示稳定的表型在长期文化和nontumorigenic [ 58]。同样,业务演示了一个集落形成能力高的二维(2 d)文化和高生存能力RGD-modified海藻酸水凝胶微球类似bmsc [ 54]。无可否认,msc,作为主要细胞,显示了一些 在体外增殖潜力和分化能力之前某段经历相当大的细胞改变和衰老 70年, 71年]。相反,业务表现出显著的生长特性相对于其他干细胞来源。bmsc相比,可以喝等人报道,人类牙龈组织生成高度增殖、同质纤维母细胞spindle-like细胞与正常二倍体的染色体数目和核型正常甚至通过[末 58]。

此外,人工业务显示高度增长比人类bmsc和PDLSCs属性,而短的观察业务倍增时间( 62年, 66年]。业务表现出更高的增殖率比在早期通过DPSCs抵抗induced-oxidative压力和衰老在长期的文化 61年]。这些重要属性是归因于不断激活端粒酶在业务甚至在长期的异质性文化和其他类型的干细胞( 58]。

另一方面,业务披露一些不起眼的增殖率相比其他来源的干细胞,包括人类bmsc [ 62年)和猪的bmsc,已经被 46]。此外,克隆形成低unit-fibroblast (CFU-F)业务能力相比,人类DSCs报道( 55]。的异质性数据显示在当前文献回顾可以归结捐赠者和tissue-dependent变化或者细胞隔离和扩张过程。大量的细胞间变异在msc在一个人口被认为扮演了一个重要的角色在实验和结果 72年]。还需要进一步的研究来调查的影响,不同的文化条件和业务性质不同的亚种。

然而,克隆形成试验与细胞生长增殖潜力证明业务表现出显著高于其他干细胞来源。这个结果可能是由于齿龈的生物功能,因为它显示了一些特殊的修复/再生后潜在的伤害。的简单的 在体外隔离与大规模的细胞扩张没有显著的表型和基因型改变,业务可以作为一个有吸引力的替代来源bmsc的干细胞研究。类似于其他组织来源的msc的标准特征,几乎所有的回顾研究显示业务统一表达某些干细胞标记,包括CD90、CD105, CD146,和CD73(95%以上),并没有表达造血干细胞标记CD45和CD35。尽管齿龈人口血管,这些数据可能证实孤立的基质起源细胞与造血前体细胞没有污染。

然而,这可能不是一定的能力与msc分化成其他类型的细胞,包括成骨细胞。大多数的研究在当前的审查显示业务的能力 在体外osteodifferentiation下建立成骨细胞lineage-specific因素显著变化的蛋白质,基因,microrna的水平。不起眼的发现各自的业务osteodifferentiation潜在相比其他类型的干细胞也显示。业务显示不如其他MSC成骨的潜在来源,而MSC的高表达水平表面标记被报道( 47, 51, 56, 57, 62年, 63年, 65年]。

高等人的研究表明,人类表达更高的业务CD90相比其他牙齿干细胞起源、DPSCs和PDLSCs温和成骨的潜力( 55]。两项研究表明,业务最好成骨的能力比bmsc和DPSCs [ 44, 54]。成功osteodifferentiation业务也被显示在不同的研究和验证用茜素红染色的分化细胞的表达或冯Kosssa和/或骨标记包括Runx2,高山,OCN, OPN, OSX, COL1和COL3 [ 27]。业务播种的3 d文化显著增加碱性磷酸酶水平相比那些从2 d文化 73年]。

几个MSC的异质性表达表面标记被认为来自不同的子组内的MSC人口,因此影响显著MSC效力,包括osteodifferentiation潜力( 74年]。在这方面,当关联业务的成骨性能MSC表面标记物的表达,只有一个 在体外文化研究中,CD90表达式在osteodifferentiation bmsc和评估业务。值得注意的是,CD90表达水平的bmsc逐渐失去了在osteodifferentiation,虽然保持非常高的业务与一个了不起的矿化结节形成( 44]。CD90抗原是msc的重要标志之一,它能作为一个索引CFU-F浓缩的成骨分化潜能( 75年]。

CD90(+)分组人口从ADSCs具有更高的成骨的潜在识别通过碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色 76年]。尽管先前的研究推荐STRO-1 MSC-like族群的浓缩齿龈和其他结缔组织( 29日),低比例的msc和减少水平的文化扩张期间STRO-1报道( 77年]。此外,尽管这些发现强调了重要作用的干细胞标记选择osteodifferentiation较高的业务潜力,进一步的调查网站和捐赠的影响变化,实验设计和隔离方法是必要的。

研究 在活的有机体内骨形成能力的业务在不同的临界骨缺损,在6 在活的有机体内研究中,业务被注入系统或者混合着不同的本地运营商之前他们植入。虽然系统交付使细胞接触氧气和营养供应,一些研究研究批准,它可能会导致身体的msc的浓度在不同的网站,如肺癌、由发炎器官。造福当地移植msc的近距离的骨缺损。然而,msc的生存可能影响网站由于氧气和营养不足的注入。因此,进一步的方法应该被应用到提高细胞移植和生存在治疗移植( 78年]。

在动物实验中包含在当前的审查,几乎所有业务新骨形成片状的模式在不同程度的组织。王等人证明业务加载胶原支架上有更多的OPN的表达和1型胶原蛋白植入时批评-大小的下颌和颅顶的缺陷的老鼠比游离细胞支架组。此外,新形成的骨是在两种模型中发现术后8周( 52]。

同样,业务是将系统地通过尾静脉植入下颌骨缺陷小鼠;三周的移植后,新骨形成GMSC-loaded组显著高于卸载一个( 68年]。在最近的一项研究中,Al-Qadhi等人也报告说,业务加载到NanoBone能够再生骨组织在兔子的方式批评-大小的骨缺损与bmsc [ 48]。诚然,一个理想的细胞载体应提供所需的生物模板细胞生长,分化,形成和组织( 79年]。尽管成骨标记的低表达业务bmsc或PDLSCs相比,封装业务在RGD-modified藻酸盐微球的能力形成新的骨组织在批评-大小8周后小鼠颅顶的缺陷( 66年]。十周后植入复苏,业务和BMSC-seeded之内还显示更高的矿化组织拥有强大OCN表达式比非种子的[ 58]。

特别是,业务与其他细胞混合在一种文化或一个构造导致增强成骨分化( 80年, 81年]。因此重要的是要意识到,许多因素可能会影响msc的再生能力,包括不同的文化条件和手机运营商。事实上,各种文章展示了不同的积极或消极影响因素对业务的可行性和成骨的潜力。这些因素包括以下几点:条件培养基( 82年),生长因子( 83年, 84年)、药物( 85年, 86年],草药[ 87年),和支架类型( 88年)(图 5)。然而,研究使用外源性因素或coculture系统恰恰被排除在这个系统回顾总结的osteodifferentiation潜力业务没有任何协同或混杂因素。

尽管 在体外文化基础研究为未来的研究被认为是一个基本的步骤或任何新颖的治疗方法中,值得一提的是,所有的方法学质量分析评价 在体外文化研究显示了一些偏差,如缺乏的重复实验,缺乏随机化,致盲,样本大小的计算。尽管有这些因素可以影响实验结果的科学性研究过程的所有阶段是相互联系的,一些研究人员认为这些分析不能适用于质量 在体外文化研究( 89年]。例如,样本量不足可能得到不正确的结果,那么可能会影响结果的临床前研究和未来的临床试验。因此,我们发现它是合理应用修改的配偶指南( 41) 在体外文化研究强调避免偏见的重要性在未来MSC的研究。

重要的是,没有临床试验的骨组织工程业务被发现。作者认为原因可能归因于早期判断结果的临床前研究或收集的数据不足。确认的结果 在活的有机体内研究不会受到有意或无意的偏见,所有动物研究应该有一个明确的研究设计。这些参数应包括随机化的报道,基线特征(年龄、性别、和重量),动物住房条件,致盲,动物登记和摩擦,缺陷特征,后续,透露任何不利影响干预期间和之后,样本大小,尺寸计算的方法和报告统计分析。这些信息将显著改善内部和外部效度的研究也将有助于研究人员发表高水平的科学证据与人类相关的相似。

关于 在活的有机体内研究中,大多数研究显示可能在序列低风险的偏见,检测报告,和一个度量的性能(相同的跨组研究)领域,而另一个度量的性能(致盲)和摩擦领域没有报道。

虽然业务显示相似或低osteodifferentiation潜力 在体外文化研究与其他MSC来源相比,再生骨缺陷 在活的有机体内明显可行的业务。简单的可访问性和高度增殖能力翻倍时间短可能使他们的业务领域的一个有吸引力的替代来源骨组织工程。然而,有限的 在体外度osteodifferentiation潜力的业务仍然是一个不利的结果。因此,进一步优化 在体外培养条件是必要的。

同样的,由于数量的不足 在活的有机体内研究强调业务在骨再生的作用,基于文献的质量,使用适当的与临界骨缺损动物模型,而不是异位模型进入临床应用前,是非常重要的。尽管这些发现的好处在骨再生使用业务,设计良好的临床前研究,遵循严格的指导方针和管理等一系列条件的实验模型,区分因素,文化传媒,和生物活性,成本效益和安全的业务是必需的。