科学家首次成功利用猪的干细胞培育出包含关节的颌骨。研究团队计划将这种培育出的骨骼用于临床试验，治疗患有严重先天缺陷的患者。
对于先天缺陷或意外受伤的患者而言，替换颌骨几乎不可能。颌骨呈弯曲状且结构复杂，末端是覆盖软骨层的关节。这两部分在咀嚼时必须承受巨大压力。
“它是人体中负荷最重的骨骼之一”，——纽约哥伦比亚大学（Columbia University）生物医学工程、医学及牙科教授戈尔达娜·武尼亚科-诺瓦科维奇（Gordana Vunjak-Novakovic）表示。
她在《科学转化医学》（Science Translational Medicine）期刊发表的论文中报告了这一惊人成果：团队成功从猪的干细胞培育出包含关节的颌骨。临床试验预计将在近期启动。
研究人员希望未来这种方法能用于培育和移植其他骨骼及关节，包括膝关节。然而，即使该策略成功，距离利用患者自体细胞培育新关节或颌骨仍需多年时间。
哥伦比亚大学医院（Columbia University Hospital）牙科主任西德尼·艾西格（Sidney Eisig）博士表示，这项研究部分源于他对现有手术方案的失望。
若需替换颌骨，从患者身体其他部位获取的移植物通常不适用。这些骨骼多为直条状且相对扁平，而颌骨呈弯曲状。
“很难将直骨弯曲成所需形状”，——艾西格博士说，“此外，移植物数量可能不足，且需要对患者进行二次手术”。
目前，颞下颌关节（TMJ）——颌骨所连接的关节——主要采用金属假体替换。此方法适用于严重关节炎导致TMJ被破坏的患者，这类患者难以张口并伴有剧痛。
然而，未参与该研究的加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）颌面外科医生塔拉·阿加卢（Tara Aghaloo）博士指出，这些假体尚未经过长期试验以评估潜在副作用。
外科医生面临艰难抉择：能否为年轻重度关节炎患者安装这些假体？此外，相当数量的患者对关节金属产生过敏反应。
“我始终认为必须有更好的解决方案”，——艾西格博士表示。
约十年前，他注意到武尼亚科-诺瓦科维奇博士发表的一篇论文，其中描述了利用人体脂肪干细胞培育人类颞下颌关节髁突（即与关节窝相连的小块骨骼）的成果。
艾西格博士前往武尼亚科-诺瓦科维奇的实验室，说服她在大型动物体内培育带关节的弯曲骨骼。他们选定猪作为理想实验对象——其颌关节结构与人类相似。
科学家决定使用牛骨作为支架。通过计算机控制设备处理已去除牛细胞的骨骼，赋予其所需形状，最终为每只实验动物定制专属支架。
用于培育颌骨的间充质干细胞（MSCs） 从猪的脂肪抽吸物中分离获得。研究人员将MSCs分为两组：第一组经刺激促进骨形成，植入支架内部；第二组由研究者引导分化为软骨组织，接种于支架表面。
五周后，骨-软骨移植物准备就绪。团队将骨骼送至路易斯安那州立大学（Louisiana State University），工作人员将其移植到颌骨被切除的猪体内。
“它们苏醒后立即开始活动并进食”，——武尼亚科-诺瓦科维奇博士说。
实验猪能即刻进食令人鼓舞。六个月后，研究人员实施安乐死并检查移植颌骨。牛骨支架已被猪体完全吸收，新颌骨与原生组织几乎无法区分。
科学家计划近期开展临床试验，对象为六名面部下颌短小且存在开颌问题的患者。外科医生将旋转颌骨并通过植入培育骨骼闭合间隙，从而延长面部使患者能够闭合口腔。
艾西格博士表示他等待此类突破已数十年。
“这虽处于初步阶段，但极为振奋人心”，——他说，“我很高兴在我执业期间见证了这一进展。”
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