Tissue Engineering Techniques In Regenerative Pulp Therapies
DİŞ DOKULARINI İN VİTRO ORTAMDA OLUŞ- OLUŞ-TURMA ÇALIŞMALARI
Rejeneratif tıbbın temeli olan doku mühendisliğinin diş hekimliği alanındaki en son hedefi periodontal has-talıklar, çürükler, travma veya genetik gibi nedenlerle kaybedilmiş dişlerin yerine embriyonik hücreler kulla-nılarak tüm dokuları ile yeni bir diş formasyonu sağla-maktır. Bu hedefi gerçekleştirmek amacıyla birçok ça-lışma yapılmıştır. Young ve ark.,46 domuzdan alınan 3.
molar diş tomurcuğuna ait hücreleri çözünebilen poli-mer iskelelerin üzerine ekmiş ve prolifere olan hücreleri fare omentumuna implante etmişlerdir. 25 hafta sonun-da mine ve dentinin, 30 hafta sonunsonun-da sement dokusu-nun oluşmaya başladığını rapor etmişlerdir. Ohazama ve ark.,47 fareden alınan embriyonik kök hücresi, nöral kret hücreleri ve kemik iliği hücreleri ile embriyonik oral epitel hücreleri arasındaki ilişkiyi incelemiş, bu hücre-leri renal kapsüle yerleştirmiş ve sonucunda da diş , kemik ve yumuşak dokuların ektopik olarak oluştuğunu gözlemlemiştir. Oluşan dokular fare çenesine implan-te edilmiştir. Duailibi ve ark.,48 erkek fareden alınan molar dişlere ait tomurcukları, poliglikolik asit (PGA) ve polycoglycolide copolymer (PLGA) yapısındaki iske-leleri kullanarak dişi fare omentumuna implante etmiş-lerdir. 12 hafta sonunda hem PGA hem de PLGA iske-lelerin üzerinde mine, dentin, pulpa dokusu ve Hertwig epitel kınının oluştuğunu fakat sement ve periodontal ligamentin oluşmadığını gözlemişlerdir. Aynı çalışmayı domuzlar üzerinde de denemişler, normalde fare
dişle-rinden daha geç süren domuz dişlerinde mine, dentin, pulpa oluşumunun 25-30 haftada meydana geldiğini tespit etmişlerdir. Bu konuda yapılan diğer çalışmalar;
Lynch ve ark.49 nın periodontal hastalıklar, çürükler, travma veya genetik gibi nedenlerle kaybedilmiş oral dokuların rejenerasyonu konulu çalışması, Mooney ve ark.50 nın, dental pulpa hücrelerinin ve gingival fibrob-lastların kültürlerinin in vitro olarak çözünebilen iskele-lere ekiiskele-lerek proliferasyonu ve diferansiyasyonu konulu araştırması ve Buurma ve ark.51 nın, in vivo olarak pul-pa hücrelerinin iskeleler üzerine ekilerek proliferasyonu ve diferansiyasyonunun sağlanması konulu çalışmalar-dır. Yapılan tüm bu çalışmalar sonucunda diş dokuları normal boyut, yapı ve lokalizasyonda üretilememiştir fakat araştırmalar devam etmektedir.
SONUÇ
Diş tedavilerinde kullanılan güncel yaklaşımlar ile çoğu vakada yüksek derecede başarı sağlanmasına rağmen, hastalıklı veya nekrotik pulpa dokusunun uzaklaştırılıp yerine sağlıklı pulpa dokusunu oluşmayı amaçlayan re-jeneratif yöntemler en ideal tedavi yaklaşımları olarak kabul edilmektedir. Rejeneratif pulpa tedavisinin bir şekli olan kalsiyum hidroksit ile direk kuafaj tedavisi diş hekimleri tarafından yıllardır yaygın olarak kulla-nılmaktadır.
Günümüzde kullanılan diş tedavilerine alternatif ola-rak geliştirilen, rejeneratif tedavi yöntemleri olaola-rak ta-nımlanan ve postnatal kök hücreler, pulpal implantlar, skaffold implantlar, enjekte edilebilen skaffoldlar, gen terapisi ve 3 boyutlu hücre yazılımının kullanıldığı re-jeneratif pulpa tedavilerinin yaygın olarak kullanılabil-mesi için daha fazla in vitro ve in vivo çalışmaya gerek duyulmaktadır.
Banchs F., Trope M. Revascularization of immatu-1.
re permanent teeth with apical periodontitis: new treatment protocol? J Endod. 30: 196-200, 2004.
Sato I., Ando-Kurihara N., Kota K., Iwa-2.
ku M., Hoshino E. Sterilization of infec-ted root-canal dentine by topical applicati-on of a mixture of ciprofloxacin, metrapplicati-onida- zole and minocycline in situ. Int Endod J. 29: 118-124, 1996.
Hoshino E., Kurihara-Ando N., Sato I., et 3.
al. In-vitro antibacterial susceptibility of ba-cteria taken from infected root dentine to a mixture of ciprofloxacin, metronida- zole and minocycline. Int Endod J. 29: 125-130, 1996.
Kling M., Cvek M., Mejare I. Rate and pre-4.
dictability of pulp revascularization in therapeutically reimplanted permanent incisors.
Endod Dent Traumatol. 2: 83-89, 1986.
Murray PE., Godoy FG., Hargreaves KM. Regene-5.
rative Endodontics: A Review of Current Status and a Call for Action. J Endod. 33: 377-390, 2007.
Amler MH. The age factor in human pro-vide lineage-specific instructions? J Leukoc Biol. 78: 836-844, 2005.
Kaynaklar
Pulpa Tedavilerinde Doku Mühendisliği Uygulamaları Cilt: 2, Sayı: 4, 2008 Sayfa: 238-244
Brazelton TR., Blau HM. Optimizing techniques for 9.
tracking transplanted stem cells in vivo. Stem Cells.
23: 1251-1265, 2005.
Schmalz G. Use of cell cultures for toxicity testing 10.
of dental materials: advantages and limitations. J Dent. 22 (Suppl 2): S6—11, 1994.
Peter SJ., Miller MJ., Yasko AW., Yaszemski MJ., 11.
Mikos AG. Polymer concepts in tissue engineering.
J. Biomed Mater Res. 43: 422-427, 1998.
Venugopal J., Ramakrishna S. Applications of 12.
polymer nanofibers in biomedicine and biotech-nology. Appl Biochem Biotechnol. 125: 147-158, 2005.
Fukuda J., Khademhosseini A., Yeh J., Engl G., 13.
Cheng J., Farokhzad OC, Langer R. Micropatter-ned cell co-cultures using layer-by-layer deposition of extracellular matrix components. Biomaterials.
27: 1479-1486, 2006.
Huang GT., Sonoyama W., Chen J., Park SH. In 14.
vitro characterization of human dental pulp cells:
various isolation methods and culturing environ-ments. Cell Tissue Res. 27: 1-12, 2006.
Helmlinger G., Yuan F., DellianM., Jain RK. Inters-15.
titial pH and pO2 gradients in solid tumors in vivo:
high-resolution measurements reveal alack of cor-relation. Nat Med. 13: 177-182, 1997.
Nakashima M. Tissue engineering in endodontics.
16.
Aust Endod J. 31: 111-113, 2005.
Oringer RJ. Biological mediators for periodontal 17.
and bone regeneration. Compend Contin Educ Den. 23: 501-504, 506-510, 2002.
Tabata Y. Nanomaterials of drug delivery systems 18.
for tissue regeneration. Methods Mol Biol. 300:
81-100, 2005.
Boccaccini AR., Blaker JJ. Bioactive composite ma-19.
terials for tissue engineering scaffolds. Expert Rev Med Devices. 2: 303-317, 2005.
Kitasako Y., Shibata S., Pereira PN., Tagami J.
20.
Short-term dentin bridging of mechanically-ex-posed pulps capped with adhesive resin systems.
Oper Dent. 25: 155-62, 2000.
Silva TA., Rosa AL., Lara VS. Dentin matrix prote-21.
ins and soluble factors: intrinsic regulatory signals for healing and resorption of dental and periodon-tal tissues? Oral Dis. 10: 63-74, 2004.
Taylor MS., Daniels AU., Andriano KP., Heller J.
22.
Six bioabsorbable polymers: in vitro acute toxicity of accumulated degradation products.
J. Appl Biomater. 5: 151-157, 1994.
van Amerongen MJ., Harmsen MC., Petersen AH., 23.
Kors G., van Luyn MJ. The enzymatic degradation of scaffolds and their replacement by vascularized extracellular matrix in the murine myocardium. Bi-omaterials. 27: 2247-2257, 2006.
Guo T., Zhao J., Chang J., Ding Z., Hong H., 24.
Chen J., Zhang J. Porous chitosan-gelatin scaffold containing plasmid DNA encoding transforming growth factor-beta1 for chondrocytes proliferati-on. Biomaterials. 27: 1095-103, 2006.
Elisseeff J., Puleo C., Yang F., Sharma B. Advan-25.
ces in skeletal tissue engineering with hydrogels.
OrthodCraniofac Res. 8: 150-161, 2005.
Dhariwala B., Hunt E., Boland T. Rapid prototy-26.
ping of tissue-engineering constructs, using pho-topolymerizable hydrogels and stereolithography.
Tissue Engl. 10: 1316-1322, 2004.
Luo Y., Shoichet MS. A photolabile hydrogel for 27.
guided three-dimensional cell growth and migrati-on. Nat Mater. 3: 249-253, 2004.
Dusseiller MR
28. ., Schlaepfer D., Koch M., Kroschews-ki R., Textor M. An inverted micro-contact printing method on topographically structured polystyrene chips for ar rayed micro-3-D culturing of single cells. Biomaterials. 26: 5917-5925, 2005.
Barron JA., Krizman DB., Ringeisen BR. Laser 29.
printing of single cells: statistical analysis, cell via-bility, and stress. Ann Biomed Engl. 33: 121-130, 2005.
Barron JA., Wu P., Ladouceur HD., Ringeisen BR.
30.
Biological laser printing: a novel technique for cre-ating heterogeneous 3-dimensional cell patterns.
Biomed Microdevices. 6: 139-147, 2004.
Rutherford RB., Fitzgerald M. A new biological 31.
approach to vital pulp therapy. Crit Rev Oral Biol Med. 6: 218-229, 1995.
32. Lesot H., Smith AJ., Tziafas D., Biologically 32.
Active Molecules and Dental Tissue Repair: A Comperative Review of Reactionary and Reperati-ve Dentinogenesis with the Induction of Odontob-last Differantion in VİTRO, Cells and Materials. 4:
199-218, 1994.
Wingard JR., Demetri GD., eds. Clinical applica-33.
tions of cytokines and growth factors. New York, NY: Springer, 1999.
Bazley LA., Gullick WJ. The epidermal growth 34.
factor reseptor family. Endocr Relat Cancer. 12 (Suppl 1) : S 17-27, 2005.
Roberts-Clark DJ., Smith AJ. Angiogenic growth 35.
factors in human dentine matrix. Arch Oral Biol.
45: 1013-1016, 2000.
Nakashima M., Reddi AH. The application of bone 36.
morphogenetic proteins to dental tissue enginee-ring. Nat Biotechnol. 21: 1025-1032, 2003.
Akgün Ö.M, Polat G.G, Altun C. Cilt: 2, Sayı: 4, 2008 Sayfa: 238-244
Yazışma Adresi:
Doç. Dr. Günseli GÜVEN POLAT GATA Diş Hekimliği Bilimleri Merkezi Pedodonti A.D. ETLİK/ANKARA Tel: 0 312 304 6039
Faks: 0 312 304 6020
E-mail: guvengunseli@yahoo.com
Nakashima M., Nagasawa H., Yamada Y., Reddi 37.
AH. Regulatory role of transforming growth fac-tor-beta, bone morphogenetic protein-2, and pro-tein-4 on gene expres sion of extracellular matrix proteins and differentiation of dental pulp cells.
Dev Biol. 162: 18-28, 1994.
Sloan AJ., Smith AJ. Stimulation of the dentine-38.
pulp complex of rat incisor teeth by transforming growth factor-beta isoforms 1-3 in vitro. Arch Oral Biol 44: 149-156, 1999.
NakashimaM. Induction of dentin formation on 39.
canine amputated pulp by recombinant human bone morphogenetic proteins (BMP)-2 and -4. J.
Dent Res. 73: 15-22, 1994.
Nakashima M. Induction of dentine in amputated 40.
pulp of dogs by recombinant human bone morp-hogenetic proteins-2 and -4 with collagen matrix.
Arch Oral Biol. 39: 1085-1089, 1994.
Lovschall H., Fejerskov O., FlyvbjergA. Pulp-cap-41.
ping with recombinant human insu lin-like growth factor I (rhIGF-I) in rat molars. Adv Dent Res. 15:
108-112, 2001.
Yıldırım S., Alaçam A., Sarıtaş ZK., Oygür T.
42.
The Histopathological Research of Transforming Growth Factor-β1 for Pulpal Therapies. GÜ Diş-hek Fak Derg. 18: 3 123 -132, 2001.
Yıldırım S., Alaçam A. The Protein and Gene The-43.
rapies for Vital Pulp Treatments. HÜ Dişhek Fak Derg. 31: 2 54-63, 2007.
Rutherford RB. BMP-7 gene transfer to inflamed 44.
ferret dental pulps. Eur. J. Oral Sci. 109: 422-424, 2001.
Stolberg SG. Trials are halted on gene therapy:
45.
child in experiment falls ill: new setback for rese-arch. NY Times. A1, A25, 2002.
Young CS., Terada S., Vacanti JB., Honda M., Bart-46.
lett JD., Yelick PC. Tissue Engineering of Complex Tooth Structures on Biodegradable Polymer Scaf-folds. J. Dent Res. 81(10): 695-700, 2000.
Ohazama A., Modino SAC., Miletich I., Sharpe 47.
PT. Stem-cell-based Tissue Engineering of Murine Teeth. J. Dent Res. 83(7): 518-522, 2004.
Duailibi MT., Duailibi SE., Young CS., Bartlett JD., 48.
Vacanti JP., Yelick PC. Bioengineered Teeth from Cultured Rat Tooth Bud Cells. J Dent Res. 83(7):
523-528, 2004.
Lynch SE., Genco RJ., Marx RE. Tissue enginee-49.
ring. In: Applications in Maxillofacial Surgery and Periodontitics. 1st ed. Chicagoi IL: Quintessence Publishing, 1999.
Mooney DJ., Powell C., Piana J., Rutherford B. En-50.
gineering Dental Pulp-like Tissue in Vitro. Bioma-terials. 12: 865-868, 1996.
Buurma B., Gu K., Rutherford RB. Transplantation 51.
of Human Pulp and Gingival Fibroblasts Attached to Syntetic Scaffolds. Eur. J. Oral Sci. 107: 282-289, 1999.