پژوهشگرانی در آمریکا و بریتانیا موفق شده‌اند در آزمایشگاه، با استفاده از سلول‌های بنیادی، پروتئین‌های مینای دندان و ترکیب سلول‌های انسانی و حیوانی، ساختارهایی شبیه دندان را پرورش دهند. آن‌ها امیدوارند این دستاورد بتواند در آینده امکان ترمیم طبیعی پوسیدگی‌ها و جایگزینی دندان‌های ازدست‌رفته را فراهم کند.

به گزارش سرویس جهانی بی‌‌بی‌سی، دانشمندان در تلاش‌اند با بهره‌گیری از توان پزشکی بازساختی، برای میلیون‌ها نفری که دندان‌هایشان را از دست داده‌اند یا دندان‌درد دارند، راهکار نوینی پیدا کنند که جایگزین درمان‌های سنتی دندانپزشکی شود.

اگر طرح این دانشمندان عملی شود، ممکن است دندانپزشکان در آینده به‌جای استفاده از مواد مصنوعی یا کشیدن دندان، بافت آسیب‌دیده آن را ترمیم کنند یا حتی دندان تازه‌ای را رشد دهند.

امروزه می‌دانیم که مشکلات دهان و دندان، مانند باکتری‌های ناشی از بیماری لثه، حتی می‌توانند خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی و عفونت‌های تنفسی را افزایش دهند و میان این مشکلات و بیماری آلزایمر نیز ارتباط مشاهده شده است. از دست‌ دادن دندان نیز با افزایش بیماری‌ها و مرگ زودرس ارتباط دارد، زیرا توانایی غذا خوردن، جویدن و لبخند زدن را مختل می‌کند و می‌تواند به سلامت اجتماعی و عاطفی فرد آسیب بزند.

دندانپزشکان برای مقابله با این مشکلات ابزارهای متعددی دارند. آن‌ها می‌توانند بخش پوسیده دندان را بردارند و فضای ایجادشده را با ماده‌ای مصنوعی، مانند کامپوزیت رزینی، پر کنند. همچنین می‌توانند با مواد پرکننده، لب‌پریدگی‌ها و ترک‌های کوچک دندان را ترمیم کنند، اما این راه‌حل‌ها بی‌نقص نیستند. برای مثال، دوام مواد پرکننده بسیار متفاوت است و ممکن است از حدود پنج تا ۲۰ سال متغیر باشد و افراد ناچار شوند چنین درمان‌هایی را چندین بار تکرار کنند. دلیلش این است که این روش‌ها عمدتا بر ترمیم آسیب متمرکزند، نه بازگرداندن عملکرد طبیعی و زیستی دندان و اینجا است که دندانپزشکی بازساختی می‌تواند الگوی درمان را کاملا تغییر دهد؛ زیرا بر التیام و بازسازی تاکید دارد.

هانله روهولا‌بیکر، معاون موسسه سلول‌های بنیادی و پزشکی بازساختی دانشگاه واشنگتن در آمریکا، می‌گوید: «وقتی کارمان را شروع کردیم، یک چیز برایم کاملا روشن شد: مردم آماده‌اند روش‌های تازه‌ دندانپزشکی را امتحان کنند.»

پوسیدگی دندان «شایع‌ترین عامل تخریب دندان» است. دندان‌ها چهار لایه اصلی دارند: مینا، عاج، سمان و پالپ. پوسیدگی زمانی ایجاد می‌شود که باکتری‌های پلاک دندان از قندها تغذیه و اسیدهایی تولید کنند که به‌تدریج نخستین لایه، یعنی مینای دندان، را حل می‌کنند. عاج زیر مینا قرار دارد و نرم‌تر و در برابر پوسیدگی آسیب‌پذیرتر است. وقتی مینا از بین می‌رود و عاج بدون پوشش می‌ماند، احتمال پوسیدگی باز هم افزایش می‌یابد.

دانشمندان اکنون روی پروتئین‌هایی تحقیق می‌کند که به رشد، رسوب مواد معدنی و در نتیجه سخت‌ شدن و ترمیم عاج دندان و ترمیم خودبه‌خودی عاج کمک می‌کنند. آن‌ها همچنین یکی از ژن‌های موثر در تشکیل عاج را همانندسازی کردند تا سازوکار اولیه تولید و نگهداری این بافت در دندان بهتر شناخته شود. این شناخت ممکن است به درمان‌های تازه‌ای منجر شود که دندان آسیب‌دیده را تحریک می‌کنند با ساخت عاج جدید، پوسیدگی را خودبه‌خود ترمیم کند و دیگر نیازی نباشد حفره دندان با مواد پرکننده معمول پوشانده شود.

روهولا‌بیکر و گروهش نیز روی نوعی روش زیستی برای پر کردن دندان کار می‌کنند که می‌تواند به بازسازی طبیعی مینای آسیب‌دیده کمک کند، اما پژوهش آنها بیشتر بر مینای دندان متمرکز است تا عاج.

این دانشمندان پس از بررسی دندان‌ عقل‌های اهدایی دریافتند که سلول‌های ویژه تولیدکننده مینای دندان، موسوم به آملوبلاست، پس از رویش دندان انسان از بین می‌روند. بنابراین پس از بیرون آمدن دندان از لثه، دیگر نمی‌توان این سلول‌ها را تحریک کرد. این گروه با استفاده از پیام‌های شیمیایی، برخی سلول‌های بنیادی را به آملوبلاست تبدیل کرد و گروه دیگری از سلول‌های بنیادی را واداشت به ادونتوبلاست، یعنی سلول‌های سازنده عاج، تبدیل شوند. ترکیب این مواد در محیط آزمایشگاه، یک اندامواره دندانی ایجاد کرد که می‌تواند به‌طور مستقل، پروتئین‌های سازنده مینا ترشح کند.

روهولا‌بیکر امیدوار است در آینده از این پروتئین‌ها برای تولید مواد پرکننده استفاده شود یا سطح دندان‌های ترک‌خورده با آن‌ها پوشانده شود، اما هدف بلندمدت او تولید یک دندان کامل در آزمایشگاه است، به طوری که سلول‌های مهندسی‌شده لازم برای ساخت دندان را در دهان بیمار قرار دهد و اجازه دهد، بقیه کار را طبیعت انجام دهد.

پرورش دندان

اگر دندانی پوسیدگی‌های متعدد و گسترده داشته باشد، بهترین و ساده‌ترین درمان ممکن است کشیدن آن و قرار دادن ایمپلنت باشد. ایمپلنت از یک پایه پیچ‌مانند، تاج مصنوعی و قطعه‌ای برای اتصال این دو تشکیل می‌شود، اما ایمپلنت عصب‌ ندارد که هنگام جویدن به ایجاد حس کمک کنند. به همین دلیل ممکن است فرد ناخواسته بیش از اندازه محکم گاز بزند و ایمپلنت ترک بخورد.

باکتری‌ها نیز ممکن است به ایمپلنت بچسبند و عارضه‌ای ایجاد کنند که دندان‌های سالم باقی‌مانده را تحت‌تاثیر قرار دهد. از طرفی تاج‌های مصنوعی نیز پس از حدود ۱۵ سال باید تعویض شوند و بسته به پوشش بیمه، ممکن است هزاران دلار هزینه داشته باشند.

آنا آنجلووا ولپونی، مدیر بخش دندانپزشکی بازساختی کینگز کالج لندن، می‌گوید دندان‌هایی که به‌طور کامل در آزمایشگاه پرورش یافته‌اند، ممکن است راه‌حلی بادوام‌تر از ایمپلنت باشند.

ولپونی که در حال ساخت اندامواره‌ای با قابلیت تبدیل شدن به دندان جایگزین است، می‌گوید: «به‌جای اینکه فقط قسمت آسیب‌دیده را وصله کنیم، می‌توانیم از جایگزینی زیستی استفاده کنیم.»

گروه ولپونی دریافت که ترکیب سلول‌های گرفته‌شده از بافت لثه انسان بالغ با سلول‌های سازنده دندان موش، می‌تواند «ساختاری دندان‌مانند» ایجاد کند که ریشه‌های زنده و در حال رشد دارد. او اکنون می‌کوشد دستورهای زیستی هدایت‌کننده این فرایند را بازسازی کند و هم‌زمان روی مواد زیستی مهندسی‌شده‌ای کار می‌کند که ممکن است به این سلول‌ها کمک کنند در قالب دندان‌هایی منظم و دارای عملکرد طبیعی، کنار یکدیگر قرار گیرند.

متاسفانه این فرایند در بدن انسان به‌طور طبیعی رخ نمی‌دهد و انسان برخلاف برخی حیوانات، پس از آسیب‌ دیدن یا از دست‌ رفتن دندان‌های دائمی خود نمی‌تواند دندان‌ تازه تولید کند.

برای مثال کوسه‌ها ذخیره‌ای پایان‌ناپذیر از دندان دارند و دندان‌هایشان به‌طور پیوسته، مانند حرکت تسمه‌نقاله، جایگزین می‌شود. کانگوروها و فیل‌ها نیز چندین مجموعه دندان آسیاب تولید می‌کنند. خوک‌ها نیز ویژگی زیستی عجیبی دارند: فک آن‌ها حاوی چندین مجموعه جوانه دندان دائمی است که هنوز نروییده‌اند.

همین ویژگی‌ها به پاملا یلیک، استاد دانشکده دندانپزشکی تافتس در آمریکا، امکان داد با ترکیب سلول‌های دندانی انسان و خوک، دندان‌هایی شبیه دندان انسان را در بدن خوک‌های بالغ یوکاتان پرورش دهد. این گروه سلول‌های قادر به ساخت عاج را از دندان‌های انسان گرفت و سلول‌های تولیدکننده مینا را از دندان‌های نروییده موجود در فک خوک‌هایی که یک قصاب دور انداخته بود، استخراج کرد.

پژوهشگران پس از پرورش سلول‌ها در آزمایشگاه، آن‌ها را روی داربستی زیست‌مهندسی‌شده قرار دادند که برای شبیه‌سازی محیط رشد دندان طراحی شده بود. پس از سه ماه، ساختارهایی شبیه دندان با سرعتی نزدیک به رشد طبیعی دندان خوک شکل گرفتند. او اکنون قصد دارد آزمایش را در بازه زمانی طولانی‌تری و مستقیم درون فک خوک انجام دهد. هدف نهایی یلیک و گروهش این است که بدون استفاده از هیچ سلول خوکی، سلول‌ها را وادار کنند در دهان انسان دندان تولید کنند.

از آزمایشگاه تا مطب دندانپزشکی

با وجود تقاضای فراوان، هنوز با نخستین انسانی که پوسیدگی دندانش خودبه‌خود ترمیم شود یا دندان پرورش‌یافته در آزمایشگاه دریافت کند، سال‌ها فاصله داریم. روهولا‌بیکر می‌گوید پیش از آنکه حتی بتوان درباره آزمایش روی انسان صحبت کرد، ابتدا باید آزمایش‌هایی روی نخستی‌سانان غیرانسان انجام شود.

این مرحله به تحقیقات، زمان و بودجه بیشتری نیاز دارد. افزون بر این، پژوهشگران برای قرار دادن دندان‌های پرورش‌یافته آزمایشگاهی در دهان انسان باید محیط مناسب‌تری برای رشد دندان ایجاد کنند.

در این فاصله، یافته‌های دندان‌پزشکی بازساختی ممکن است به تلاش‌های گسترده‌تر برای بازتولید بخش‌های مختلف بدن، مانند اندام‌ها و استخوان‌ها، کمک کنند.