发布时间：2023-10-11 16:23:09
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的口腔医学技术的发展前景样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：数字化 牙科 治疗机
中图分类号：TH78 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)07-0203-02
现代口腔医学和牙科学是应用生物学、医学、理工学及其自然科学的理论和技术，以研究和防治口腔及颌面部疾病为主要内容的科学。口腔医学的发展与应用材料、冶金与机械、生物材料、电子学、工程技术学及美学密不可分，口腔医学的科学性质属生物医学工程的范畴。
牙科设备（dental equipment)也叫齿科设备，是医学技术装备的组成部分，是指专门生产并（或）提供给有资格的人员在牙科学临床及（或）其相关操作步骤中使用的各种设备、机器、仪器及附件的总称。
牙科设备分类：(1)牙科综合治疗设备；(2)牙科治疗设备；(3)牙科种植设备；(4)牙科激光设备；(5)牙科诊断设备；(6)牙科X光设备；(7)牙科影像设备；(8)牙科消毒设备；(9)牙科技工设备。
数字化牙科综合治疗机属牙科综合治疗设备，它是采用工业总线测控技术、基于模块化设计的数字化口腔综合业务单元，由测量控制平台和信息处理平台组成。其中，测量控制平台是通过模块化的总线节点式功能组件实现统一的机载设备水电气执行部件控制、运行数据的实时监测反馈以及相关人机控制接口，按照这种新型结构设计的牙科综合治疗机能够根据不同型号以及不同机载设备需求任意组合而不必修改硬件驱动和控制电路板，从而在硬件上实现设备的模块化集成；信息处理平台支持在治疗过程中的重要过程和临床数据的自动记录，包括各种生命体征数据和口腔内图像数据的采集，并能够方便医生和患者与先进口腔综合治疗台的有效交互，提供远程设备故障维修诊断功能，并成为今后远程口腔诊疗的数字化终端。
1、数字化牙科综合治疗机的组成
1.1 系统组成和关键模块如图一所示
该系统采用总线技术，由总线（CANBUS）将所有执行单元模块串联起来，实现部件控制和数据监测反馈等，再通过计算机进行信息处理。
1.2 结构组成如图二所示
结构部分主要由主箱体、痰盂、器械盘、助手架、无线脚开关、牙科椅、手术灯和显示器等几大部分组成。
、数字化牙科综合治疗机的功能特点
2.1 集成化
数字化牙科综合治疗机集成了强大的图像处理功能和生命体征监测功能。图象处理功能将数字读片机输入图像和数字内窥镜拍摄图像通过计算机处理进行图像数据显示并存储；生命体征监测系统主要进行患者心电、血压及血氧饱和度等信息的采集和显示，实时监测患者的状况。
2.2 模块化
模块化设计基于总线技术的应用，所有执行单元如图一所示的C1:牙椅位置姿态驱动单元；C2：气动类手机驱动单元；C3：电动有刷手机驱动单元；C4：电动无刷手机驱动单元
C5：超声类驱动单元（如超声洁牙机、超声骨刀）；C6：接触型外部控制编码器；C7：非接触型控制输入识别编码器
以及信息采集的U1：数字内窥镜；U2：机载生命体征监测系统；U3：数字X牙片机；U4：非接触型运动图像识别输入编码器和B1蓝牙无线遥控编码器.
2.3 自动化
痰盂可电动旋转，痰盂与牙科椅吐痰位的联动，当发出吐痰位指令后，牙椅靠背会自动俯起，同时痰盂自动向内旋转90度，方便患者吐痰。器械盘的电动升降以及头枕高度的电动调节都是自动化的体现。(如图3)
2.4 人性化
整机根据人机工程学原理采用三维动态模拟设计，器械盘部分采用触摸式薄膜按键开关，增加了液晶显示屏，使人机交互可视化。
牙科椅的坐垫和靠背的造型是根据人体造型结合工业设计及美学原理设计，柔软舒适。牙椅位置姿态驱动模块采用了软启动技术，牙椅启动和停止时就会非常平稳。
漱口水的取水采用双重感应取水，就是在漱口水龙头座的位置设计有光电感应装置，当漱口水杯子在靠近水龙头时，就会自动向杯子注水，当水量达到设定重量时就会自动停止。
漱口水温度显示和调节，自来水缺水提示，以及强弱吸过滤网的外置设计均体现了人性化的设计理念。
2.5 高安全性
作为医疗器械的数字化牙科综合治疗机，高安全性是必须的。在牙椅的下罩壳处、靠背处设有安全保护开关，在牙椅下降过程或靠背仰下过程中，当碰到障碍物时牙椅会自动停止并小幅上升或俯起以释放被压物体。
痰盂自动避让功能，由于整机采用机椅分体式结构为的是操作更加稳定，而分体式结构在牙椅上升的过程中治疗机部分是不动的，痰盂旋转到吐痰位时，正处于牙椅上方，此时系统会自动监测痰盂的位置，如果处于干涉位置，系统会自动先转动痰盂到安全位置再执行牙椅的上升动作。
管路防回吸功能和管路消毒功能，由于在治疗过程中，高速旋转的手机在其停止工作的瞬间，由于惯性的作用会在其头部形成负压，而使病人口中的唾液和血液倒吸，污染设备的内部管路。管路防回吸功能就是在手机停止工作的同时向手机体内注入压缩气，在其头部形成正压防止倒吸现象的发生。但是防回吸也不是完全能杜绝设备管路被污染，管路消毒功能就是在防回吸的基础上对设备的内部管路进行消毒，彻底防止患者与患者之间的交叉感染。
为了防止患者与医生的之间的交叉感染，就是让医生的双手在治疗过程中尽可能少的接触设备而完成对设备的操作。因为口腔疾病患者呼出的病菌随着空气的传播会附着在整个设备的表面。数字化牙科综合治疗机的非接触控制正做到了这一点，非接触红外控制器的设计，医生可以不用去接触设备，只需在红外控制器内用手中的器械做向上、向下、向左、向右的动作，系统会跟踪到以上的动作从而控制牙椅升、降、俯、仰动作（如图4）。
非接触控制方式还有无线蓝牙语音控制和虚拟光纤鼠标控制，语音控制就是通过无线蓝牙耳机向设备发出语音指令，从而控制设备的基本功能（冲洗痰盂、漱口水、手术灯的开、关等）；而虚拟光纤鼠标控制就是利用医生手中带光纤的器械在无线鼠标捕捉窗口范围内的移动，通过U4非接触型运动图像识别输入编码器可以控制显示器的指针，如同我们操作电脑一样去操控设备。
还有器械盘可消毒保护罩、可拆卸手术灯把手，可拆卸的强弱吸手柄、吸头等均可进行135℃高温高压反复消毒，使用更安全。
3、数字化牙科综合治疗机的发展前景
随着人类社会的不断发展，计算机技术的飞速进步，数字化制造技术获得了极大的发展。从产品的优化设计、智能设计、逆向工程、虚拟制造等以CAD为基础的设计制造技术方面的研究，到应用研究都异常活跃。
目前在工业发达国家，数字化制造技术与产品已经成为提高企业和产品竞争力的重要手段。在我国有些数字化产品已应用于生产生活等各个领域，如数字化显示仪表、数字化断层分析仪、CT等，其中包括数字化牙科综合治疗机。
数字化牙科综合治疗机由于采用总线技术，控制系统的硬件连接线将大大减少，可有效提高系统稳定性；采用模块化设计，可满足用户的个性化需求，针对特定功能的增加更加便捷，可实现功能扩展，全面提升产品层次；临床数据、生命体征数据将为医生提供必要的数据支持。
综上所述，数字化牙科综合治疗机无论是从技术的先进性和可靠性，还是从设计的先进理念，都已经超越了现有常规牙科治疗机。数字化牙科综合治疗机的集成化、模块化、自动化、人性化以及高安全性特点，无疑在整个齿科行业都是极富科技含量和先进理念的产品，尤其是其模块化的设计，更是为其规模化生产提供了便利，产品具有高的附加值和竞争优势，所以数字化牙科综合治疗机将主导整个齿科行业的发展。
参考文献
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[关键词] 美学；审美能力；美学牙医学；软科学；硬科学；容貌健康；生命质量；边缘学科
[中图分类号] R782 [文献标识码]C[文章编号]1673-7211（2008）11（b）-156-02
追求美，是人类的天性，也是自然界的价值取向。科学是人类认识自己的武器，而美学则是人类完善自己的武器，认识是基础，完善则是更高层次的目的。将美的追求与科学的发展相结合才能更好地使人类自身趋向健康和谐、趋向完美。美学牙医学正是牙医学这门科学更高层次的发展和追求，其前景十分广阔。本文就此略抒己见，抛砖于同行。
1 美学牙医学的兴起
近代牙医学创建于18世纪，美学牙医学的产生是科学发展的结果，美学的产生是人们一种自然意识的发展。但作为一门学科，它产生于18世纪后叶，它的产生最初只是一种感知。德国哲学家亚历山大・鲍姆嘉通在“诗的哲学深思”中首先提出“aesthetia”这一概念。“aesthetia”这一名称源于希腊文“aisthetsis”，原义为“用感官去感知”，汉译为“审美学”。但因由日文转译而来，中文意译为“美学”。鲍姆嘉通从建立完整人类知识体系出发，提出人类心理功能有知、情、意三个方面：“知”的专著为逻辑学；“意”为伦理学；“情”则是研究朦胧认识的学科，也就是用“aisthetsis”这一术语加以阐述，这就是我们所说的美学。由于它是一门科学，第一次由鲍姆嘉通过比较自觉建构了这门学科，并比较系统地阐释了它的研究对象，把美学作为一个相对独立学科体系，使国际上公认了“美学”理论，以后又通过近代、现代哲学家、美学家，如黑格尔、车尔雪夫斯基等，又从不同角度与深度进一步阐述和发展了美学，丰富了美学，使美学理论更趋完整、系统。到了20世纪80年代，美学医学逐渐得以国际医学界的普遍接受和重视，而牙医学的发展对美观的要求，使美学原理和理论应用到牙医学中，并指导牙医学实践，形成美学牙医学这一新的边缘交叉学科，从而成为美学医学的一个重要分支。美学牙医学的产生可追溯到人类原始的装饰，口腔保健和对龋齿的最初认识中。例如原始部落的人从大自然和动物耳上得到启发，将兽牙钻孔穿绳，挂在脖子上，这便是人类了早的“牙型项链”；在北京周口店发现了石器时代山顶洞人用兽牙制作的女性装饰物；《庄子・盗跖》篇说：唇如激丹，齿如齐贝。“贝”，既是古人常用的装饰品，又是一种货币。以贝喻齿，可见当时人们把牙齿放在一个很重要的位置。在牙齿缺失中，由于它不仅影响正常咀嚼和发音，而且在某种情况下，也影响了面容的健与美。陆游在《岁晚幽兴》诗中有：“卜冢治棺输我快，染须种齿笑人痴”，并注有“近闻有医补堕齿为业者”。由此可见，我国美学牙医学的历史源远流长，并且在不同时期都有新的闪光点显现，这些就是后来逐渐发展起来的牙齿疾病预防方法和粗浅的审美观念，即后来的美学牙医学的前身。这种由人类按照自身需要而产生和爱美倾向相结合，反映了古人对牙齿健美的质朴追求，也为美学牙医学后来的发展奠定了基础。因此，美学牙医学从它的产生就预示着强大的生命力和远大的发展前途。
2 美学牙医学的现状
美学牙医学起源于20世纪20年代。好莱坞的影星们为了加强口面部的银幕效果，或为了扮演不同角色而需要改变面部的形象，就求助于牙科医师，而且要求口面部使用的矫正器不影响颊舌的运动，不影响演技的发挥。在这方面工作最有成效的牙科医师就是Charles L Pincus,他用自己渊博的牙医学知识和娴熟的美容技巧出色的解决了一个又一个难题，从而积累了丰富的经验。他最有成效的工作就是在牙齿表面粘贴一层人造牙面以改变牙齿的颜色和形态。被人们称为“好莱坞贴面”。为了提高牙医学美学的发展，在他的发起下，1975年美国首先成立了美学牙医学学会，年年举办学术活动。为了纪念他在美学牙医学方面的成就，1993年建立了Pincus基金会，设立了Pincus奖［1］。到了20世纪80年代，美学医学逐渐得到了国际医学界的普遍接受和重视，并且牙医学的发展和对美观的需求，迫使美学原理和理论应用到牙医学中，并指导牙医学的实践，使美学牙医学从现代医学模式的全方位和医学整体目标上来认识人体牙医学的美学活动，使牙医学中美学的基本规律和审美的基本原则及其临床应用成为研究的重点，这使美学牙医学具有了相对的普遍性和较大的包容性。其内容除涉及牙医学各种医学美容技艺外，还包括牙医学与美学相结合点上的理论研究及其审美教育等。因此，它既是一门理论医学科学，又是一门实践性很强的临床应用科学，具有理论医学、医学技术和艺术成分的三重特征，既具有软科学和硬科学的两种性质，又具有宏观角度和微观实施的高度统一。它既有美学理论价值，又有以人的美感为心理中介来实现的医学实用价值，是美学与牙医学的完整结合，美学牙医学发展的目的是为了研究预防和治疗口腔颌面部疾病，维持个体和群体健康，同时负有修复和塑造容貌美的使命。美学牙医学研究的基本宗旨，主要是：①将人们对口腔颌面部健美的修复和塑造，由盲目状态导向一种自觉的创造性审美活动，最终使牙医学从救治疾病和减轻痛苦的最低目标，逐步向提高和优化生命质量，增强容貌健康的总体方位目标迈进。②从美学的角度，在理论上充实和完美学牙医学的学科体系，丰富牙医学，推动牙医学向最高层次发展。③在实践上将美学基本原理、基本知识，以及美学牙医学研究成果，直接运用于临床和科研，提高牙医的审美能力和美学素质，指导医疗实践，提高技艺水平，以达到更高质量的，既符合生理生物学要求，又符合美学规律的治疗效果。④从战略的眼光出发，开展美学牙医学的研究，培养更多的美学牙医学人员，使美学牙医学事业蓬勃发展。由此看来，美学牙医学的发展不仅是历史的必然，也是社会发展的必然趋势。
3 美学牙医学的前景
随着科学技术的日新月异，美学牙医学在经历了数十年发展之后，终于在20世纪80年代末期，将其中的美学问题报到了学术研究的前沿，使其从抽象到具体。医学与口腔相互交叉、相互渗透、相互结合，形成了一门新的学科――医学美学［1］。由于牙医学的不断进步，美学理论的不断提高，使它们的结合必须有一个较大的提高。对牙医学审美学实践经验加以高度概括和总结，上升到理论，又回到实践中去检验或指导实践，使其生命力更强，未来发展更广阔，其内容更加丰富。总之，美学牙医学的发展，使人们对美的认识从长期压抑的“”中解放出来，社会大环境导致人们对自我形象的关注，让人们理直气壮地争取“美”的权利，使人们从盲目到自觉。这就迫使美学牙医学工作者面临着临床美学的诸多问题，以及与之相适应的美学素养、价值观念和行为方式等，使美学牙医学工作者们作出相应的自我调整和提高，并把这些溶入在他们的医疗实践中，使美学牙医学的理论更加充实，使之在今后的不断变化中，更加密切注视和预测未来的变化，预测社会人群对口齿健美的心理需求变化，及吸取其他学科的先进方法，以形成美学牙医学的未来观。使美学牙医学从宏观上着眼、从微观上着手的一致性趋势在内容上不断更新，在范围上向众多的交叉学科拓宽，在方法上向实用化、审美化过渡。以美学原理和规律的应用作为实现这一目标的重要手段，使美学牙医学成为一门举足轻重而普遍关心的边缘学科。因此，美学牙医学的发展前景更加广阔。如今愈来愈多的牙科医师认识到，口腔医学与美学相结合，可使口腔医学达到一个更高、更新的水平。
[参考文献]
【关键词】牙周炎；口腔护理；预防感染
牙周炎是一种日常生活常见的慢性炎症，主要病因是牙周的支持组织在局部因素的作用下发炎。患者多在35岁以后发病，若牙龈发炎而未得到及时的诊治，那么炎性因子可由牙龈向更深层扩散到牙周膜、牙槽骨和牙骨质等，进而发展成为我们熟知的牙周炎。由于该病一般没有明显的早期症状，所以容易被我们忽视，后期有症状时病情已发展到较严重的地步，全面治疗往往需要拔除牙齿[1]。因而我们需要做到早发现，早治疗，加强宣传教育，加强患者的就诊意识。
1资料与方法
1.1一般资料：研究者随机选取50例志愿者，对他们采用优质的口腔护理，男性患者27例，女性患者23例，年龄为35~72岁，平均年龄（54.7±1.2）岁；其中男性患者的体质量为68~86kg，平均体质量为（76.54±3.63）kg，女性患者的体质量为59~78kg，平均体质量为（67.43±2.56）kg。经分析，两组患者各方面差异无统计学意义（P＞0.05），可比性高。1.2方法：发展到今天，口腔护理已经不再局限于刷牙和洗牙，护理方法有了更多的延伸。1.2.1口腔清洁技术：时下流行且有效的口腔清洁方法较多，常用的有：①一次性清洁刷：要做到以无菌为主要原则，首先就得有用一次性用具的习惯。使用一次性用具并不是不环保，而是要从根本上防止人与人之间的病菌传播。首先使用的口腔护理用具是清洁刷，刷子既灵活由有韧性，可以协助医护人员彻底的对患者口腔进行清洁。在一次性刷子的选择方面可以考虑优先使用耐磨和不易黏附的新型聚合纤维制成的刷子，价格在患者容易接受的范围内，可以大面积临床推广。②医用漱口水：漱口水在家庭中的使用越来越多，这里强调的医用漱口水的不同在于灭菌作用更强，持续抑菌时间更长，而且不良反应小，临床上尚未出现合理使用下的中毒事件。临床使用的漱口水大多为碱性液，pH在7.4~8.5。对于在医院重症监护的患者，前面已经叙述，口腔的护理十分重要，但以前的护理着重于对口腔进行清洁刷洗，持续时间不长，还会产生因多次刷洗而造成的口腔黏膜破损的情况。使用漱口水可以很好的解决以上问题，对于昏迷患者不能自主漱口可以采用喷雾剂的形式，测试结果显示，细菌增生得到有效抑制。③震动电动牙刷：人们虽然每天刷牙，但对牙齿的清洁仍不能做到百分之百，其实仅达到60%左右。运动牙刷的最大优势就是它能够更加彻底的清洁口腔，其刷头可以1周随意转动，有些牙刷还安装有舌苔护理面，利用协助护理口腔。牙刷有超生震动装置，可以清扫掉一般牙刷不宜发现的牙龈和牙间隙里的食物残渣，比普通牙刷更加有效率，相比之下价格较高[3]，但质量有保障，适合对口腔清洁要求高的人群。④嚼口香糖法：我们经常可以在大街上看见嚼口香糖的行人，有的是为了清新口气，有的是想让自己显得轻松一点，有的是为了锻炼咬肌，有的或许只是因为一个人无聊，原因很多样化，但他们可能不知道，这样做后，的确可以达到清洁口腔的作用。有的口香糖里含有薄荷等碱性物质，可以轻微抑制细菌生长，另外，口香糖的黏性也对清洁口腔有很大帮助，口腔细菌一般吸附力不强，在口香糖或木糖醇的黏附作用下，很容易从口腔脱离，而被黏在口香糖上，待10min左右，就可以吐出口香糖，而我们的口腔就做了一次比较全面的清洁。1.2.2口腔护理的常用药物：适量用药，掌握好药物的适应证也可以有效防治牙周炎：①西医用药：口腔护理西医用药多为抗菌药物，如复方氯己定含漱液和西吡氯铵含漱液，此两种药物均为抗菌抑菌药，抗菌谱广，使用简单，抑菌时间长，能够清新口气，适用于牙周炎，牙龈肿痛，口腔溃疡等，甲硝唑还可以抑制厌氧菌的生长，以上药物均为外用非处方药，可以在药店自行购买[4]。另外一些强效的抗生素可以抑制全身细菌生长，也可以当作护理口腔的一方面，在术后患者的感染预防中起到很大作用，但由于其可以产生耐药性，所以多为处方药，只有符合要求的医师才可以开具。②中医用药：中医强调阴阳平衡，常见的口腔炎，牙龈肿痛等在中医的理论里可以归为肝火旺盛，阳气过重的表现，有口气也可以当作上火的一种表现，中医不同于西医之处在于，其寻求从根本上除病，若是口腔炎，西医进过分析会得出患者口腔有感染的结论，进而使用抗菌药，而中医会分析患者为何更能会口腔感染，可能是肝功不佳，代谢出现异常，因此中医会开具调理肝肾的药物，从源头解决口腔问题，调节各脏器功能，药物的作用是一级级出现的，最后才会在患者就诊时的主诉上表现出来，这也是中药起效慢的原因之一。常见的用于口腔护理的中成药如口腔溃疡散，冰硼散，口腔炎喷雾剂等，其成分多样，如蒲公英，蜂房，忍冬藤，白矾，冰片等，几种药的药理作用相互辅助，达到调理平衡的目的。③其他：另外有研究者将5%的浓盐水用注射器伸入咽部直接注射的方法清洁咽喉，经统计分析，此法有效，可以促进慢性支气管炎，咽喉炎患者排痰，另有杀菌抑菌作用，需要注意的是，浓盐水的配置一定要遵循无菌原则，过期盐水不可重复使用，采用的注射器同样每次需要更换，若不使用一次性注射器，则每次必须按照医疗器械消毒规范对玻璃注射器进行消毒灭菌，坚持规范操作，可有效改善病情，延缓病情发展。
2结果
实验者采用了上述方法中的几种定时为志愿者清洁牙齿，取得了较好的结果，志愿者们的牙齿污染程度平均比对照人群低18.36%，研究者的无菌意识也很重要，遵守无菌操作的术者，其患者的感染率平均低40个百分点。实验中观察志愿者的依从性，以及记录治疗后患者的各项生化指标，判断患者的感染率和感染情况，实验组严格采用了上述的感染防控措施，治疗效果明显优于未严格或完全采用防控措施的观察组，见表1和表2，P＜0.05，具有统计学意义。
3讨论
口腔护理医学作为一科专门医学，相对于内外科而言，仍是一项较新的学科，发展至今离不开医学工作者的不懈努力，其中最为基础的口腔护理近几年也在不断发展，口腔护理工作是关乎生命质量的重要课题，其外来的发展前景十分广阔[5]。从以上论述可以看出口腔医学在朝着更加全面和细致的方向发展，未来的发展方向大致可分为三项，即口腔护理仪器的全自动化，口腔护理药物的高效和低不良反应，及口腔护理方法的细致和多样化。更多的新型药物会被开发出来，使用新材料制作的医疗器械也会逐渐投入使用[6]。在未来世界，科技的进步仍然会引导医学的发展，口腔护理技术的完善和健全与科技的进步息息相关。牙周炎是一种日常生活常见的慢性炎症，主要病因是牙周的支持组织在局部因素的作用下发炎。患者多在35岁以后发病，若牙龈发炎而未得到及时的诊治，那么炎性因子可由牙龈向更深层扩散到牙周膜、牙槽骨和牙骨质等，进而发展成为我们熟知的牙周炎。由于该病一般没有明显的早期症状，所以容易被我们忽视，后期有症状时病情已发展到较严重的地步，全面治疗往往需要拔除牙齿。因而我们需要做到早发现，早治疗，加强宣传教育，加强患者的就诊意识。我们应当在加强口腔的清洁技术的同时，注重提升我们的服务对象的医疗素质，包括患者及其家属的，也可以说是整个社会，特别是偏远地区或者经济不发达的地区，他们更需要我们的主动科普，从一点一滴做起，来护理口腔，清洁牙齿，预防牙周炎的发生和发展。在这个科技为主导的世纪，人文关怀更显得尤为重要，已经有不止一条的消息报告，患者的恢复与心理状态有关，在护理过程中，需要医护人员对患者的病痛有切身的体会，医患双方相互理解，护士在护理过程中做到细心和耐心，对老年、智力低下患者或其他护理困难的情况下，仍不忘一名医护人员应有的职业道德与素养，关心爱护患者，帮助患者早日康复。
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【摘要】 目的 综述近年来骨髓间充质干细胞体外培养、定向分化为成骨细胞的条件及相关研究进展。方法 查阅大量相关文献，整理、综合、分析骨髓间充质干细胞的研究进展。结果 骨髓间充质干细胞具有增殖和分化潜能，在特定条件下可定向分化为成骨细胞，目前倾向于多因素联合应用或序贯使用促进骨髓间充质细胞高效表达成骨标志产物，提高成骨率。结论 骨髓间充质干细胞可满足骨组织工程中种子细胞的要求，具有广阔的发展前景和临床应用价值。
关键词 组织工程 骨髓间充质干细胞 成骨
骨组织工程学研究内容包括种子细胞、载体、诱导物质以及组织工程化骨组织的临床应用等诸多方面，其中种子细胞是组织工程研究中首要的、最基本的环节。20世纪70年代中期 ［1］ 就已证实骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesˉenchymal stem cells，BMMSCs）具有自我增殖能力和分化潜能，而且BMMSCs具有来源广泛、取材简单、分化成骨潜能强等特点，成为目前骨组
织工程种子细胞研究的重点。
1 骨髓间充质干细胞体外培养研究进展
干细胞是指那些具有高度增殖和自我更新能力，并能分化为两种以上不同类型组织细胞的细胞;组织干细胞是指发育成熟的个体内具有多向分化潜能的细胞，目前比较明确的能够转化的组织干细胞主要是骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesenchymal stem cells，BMMSCs）。Freidenˉstein ［1］ 发现了骨髓培养中有呈纺锤状的少量贴壁细胞，能够分化形成多种中胚层组织，包括:骨、软骨、肌腱、肌肉组织、骨髓基质结缔组织等，这种形成集落的初始骨髓基质细胞被称为成纤维细胞样细胞集落形成单位（Colony forming unit-firbroblastic，CFU-F）。Mingnell ［2］ 认为BMMSCs为存在于骨髓基质中的非造血来源的细胞亚群，Ashton ［3］ 称其为骨髓基质成纤维细胞。BMMSCs对营养条件要求高，而且含量很低，约为0.001%～0.01%，要利用BMMSCs就必需实现其体外分离培养及扩增 ［4］ 。BMMSCs培养方法主要有全骨髓培养法和离心培养法，前者是将无菌抽取的骨髓加入培养液制成细胞悬液，原代培养培养物以造血细胞成分居多，为利于BMMSCs的贴壁生长，可采用DMEN和胎牛血清。胎牛血清终浓度为10%～20%，塑料培养瓶较一般玻璃培养瓶更有利于BMMSCs贴壁生长。有人主张用4%醋酸溶解RBC，去除RBC对BMMSCs的贴壁干扰，但有人认为RBC会随着换液而逐渐被自然去除，对BMMSCs影响不大。细胞融合后以1:2比例传代，3～4天换液一次 ［5］ 。离心培养法是根据骨髓中细胞成分比重的不同，采用离心分离法提取单核细胞进行培养。在新鲜无菌的骨髓抽取物中加入抗凝培养液稀释，以1500～2000r/min离心20～30min，采集交界处的单核细胞层，PBS洗涤2～3次后，加入培养液接种培养。机体内BMMSC数量很少，接种数目太少会影响成骨率，太多对于临床应用又不太现实，每立方厘米载体接种1×10 6 个细胞就能满足成骨要求。
目前，三维细胞培养技术已在骨组织工程中得到广泛应用，Kinoshita ［6］ 等利用胶原凝胶载体培养BMMSCs，发现三维的胶原网络能有效的刺激成骨细胞分化;Glowacki ［7］ 等采用培养液灌注造成动力性三维细胞培养环境，增加了细胞的适应生存能力及成骨功能。三维细胞培养能够有效地种植功能细胞、保持旺盛的细胞活性、最大程度地发挥细胞的功能。特别是流体力学刺激可通过PGE 2 途径将力学刺激转导至细胞内发挥调节作用，能够明显增加成骨细胞增殖，总蛋白合成和DNA合成增加 ［8］ 。
2 骨髓间充质干细胞定向分化的研究进展
特定条件下，组织干细胞才能向成骨细胞转化，骨髓间充质干细胞成骨很大程度上依赖于体外培养条件，而且，BMMSCs的定向分化还受到其他多种条件的制约和影响。体外细胞的分化程度决定着成骨的成败，加入成骨诱导剂可促使BMMSCs向成骨细胞分化。化学物质（如Dex、1，25（OH） 2 D 3 、β-GP、维生素C等），细胞因子（如BMP、TGF-β、bFGF等）可促进BMMSCs成骨过程中标志产物ALP、BGP、骨桥蛋白、骨涎蛋白等高效表达及矿化结节形成，提高成骨率。迄今为止，对这些诱导物的作用机制知之甚少，而且不同诱导剂的作用又不尽相同 ［9～11］ 。
大量实验研究发现:Dex作用于BMMSCs后，骨髓间充质干细胞ALP活性增强，骨钙素（BGP）、骨涎蛋白、骨桥蛋白的合成明显增加。Dex可促进BMMSCs的成骨分化，早期以促进基质合成为主，后期以促进矿化为主。Dex促进成骨的同时，亦诱导细胞向脂肪分化。Beresford ［10］ 在传代培养细胞中加入1，25（OH） 2 D 3 ，则抑制其向脂肪细胞转化，骨钙蛋白mRNA表达增加，证实向成骨细胞转化占优势，而仅在传代培养细胞中加入Dex时，则多向脂肪细胞转化，这主要是因为Dex促进成骨的同时，能激活BMMSCs表面的糖皮质激素受体，而1，25（OH） 2 D 3 通过降低脂肪细胞晚期基因标志物ap2和脂肪的mRNA水平而抑制糖皮质激素诱导的脂肪形成 ［11］ 。β-GP可释放磷酸根，为细胞矿化提供离子环境，可加速矿化结节的形成和骨钙素的合成。维生素C通过延长Ⅰ型胶原转录因子的半衰期而最终增加Ⅰ型胶原mRNA的含量 ［9］ 。
BMP、TGF-β、bFGF等细胞因子在骨髓间充质干细胞分化增殖中起着重要作用，但作用不一 ［12～14］ 。BMP为特异性的骨生长因子，靶细胞为血管周围具有分化能力的间充质细胞，能够启动BMMSCs的成骨过程，其作用机制:促进BMMSCs分化为成骨细胞，引导成骨细胞成骨表型的表达。BMP为唯一具有异位成骨能力的生长因子，可诱导诱导性骨祖细胞（Inducible osteogenic precursor cell，IOPC）向定向性骨祖细胞（Detenined osteogenic precursor cell，DOPC）分化，这一特征为骨组织工程的临床应用提供了广阔前景。TGF-β是较强的促成骨分化因子，在体内能够增强BMP的诱导成骨作用。TGF-β主要是通过促间充质干细胞分裂增殖，为BMP提供丰富的靶细胞;抑制脂肪细胞生成;促进骨细胞产生Ⅰ型胶原，抑制软骨细胞产生Ⅱ型胶原，增强基质钙化及对周围的成骨细胞的趋化作用，三方面提高BMMSCs的成骨效应。bFGF是一种促进血管生成剂，在骨移植时可促进局部毛细血管生长。bFGF能够促进BMMSCs体外培养CFU-F的形成，促进细胞增殖。bFGF可促进BMMSCs增殖的同时抑制其向成骨细胞分化;bFGF对Ⅱ型胶原蛋白的合成有促进增殖作用，而对于Ⅰ型胶原的影响比较复杂，可能bFGF是通过与细胞膜上bFGF受体结合及一系列信号转导最终激活DNA-结合蛋白，作用于靶细胞上特异的bFGF反应元件起作用。Kypreos ［14］ 报道bFGF抑制Ⅰ型胶原基因转导可能是由B-myb一种DNA-结合蛋白介导的，bFGF为具有负性调控作用的细胞因子。Marˉtin ［15］研究表明:bFGF对BMMSCs具有最强的促分裂作用，与BMP-2联合应用促BMMSCs转化作用强于应用单一细胞因子。骨的生长代谢是由多种细胞因子、化学物质、物理、生物因素等同时参与调节的过程，目前倾向于多因素联合应用或序贯使用。
随着多种骨生长因子调控基因分离成功及成骨机制的分子水平研究的不断深入，基因转移技术广泛用于骨组织工程领域，通过导入标志基因或治疗性基因，可致外源性调节基因表达于修复区，实现诱导成骨、免疫调节或成骨调控等预定目的。经BMP、TGF-β、潜在性膜蛋白（LMP-1）转染的BMMSCs已成功应用于骨组织工程化骨组织的构建和骨缺损的修复 ［16］。
3 问题及展望
近年来关于BMMSCs的研究有了较大发展，但将BMMˉSCs应用于临床，仍面临许多问题:（1）BMMSCs体外定向分化培养尚未探索出成熟的方法，分离纯化细胞群的技术有待进一步提高;（2）BMMSCs实验仅限于自体移植方面，在异体移植免疫反应问题上有待进一步探索;（3）如何促进BMMSCs与载体材料相容生长并成骨的难题有待进一步解决。随着三维细胞培养移植模型的进一步发展、基因转染技术的完善和生物可降解材料的日趋成熟，BMMSCs移植将有更广阔的前景，骨缺损、骨不连的治疗将进入一个工程化修复重建的崭新领域。
参考文献
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