修复和再生牙齿：超声波是答案吗？

频率在千赫（kHz）范围内的超声被证明能促进生物效应，并被认为是组织愈合和修复的非侵入性工具。

发展超声治疗

然而，要描述和开发用于治疗的千赫超声存在许多挑战。尤其是在关于体外超声暴露生物细胞方法学的文献中，基于证据的指导和标准程序有限。

以往的研究表明，低强度超声被认为是促进硬组织修复，特别是促进延迟性骨折愈合的一种有效的非侵入性治疗方法。

最近，超声波被认为是修复和再生牙齿组织的治疗工具。我们最近的研究表明，低频千赫范围的超声波能够与牙髓细胞相互作用，这些细胞有可能刺激牙本质修复过程，从而促进牙齿的生存和寿命。

超声刺激的基因表达

我们的工作解决了超声是否可以作为一种非侵入性生物力学疗法来促进牙齿健康和组织修复的问题。口腔健康对人类健康和福祉至关重要。正如世界卫生组织所报告的那样，牙科疾病影响到全世界个人的生活质量，给医疗系统带来巨大负担。

尽管在修复材料方面取得了进展，但使用填充材料的传统牙科治疗相对低效，约50%的病例需要在治疗后5-10年内进行翻修。

我们研究了低频（千赫兹范围）超声对成牙本质细胞样细胞的影响，这种超声通常用于牙科洁治。这些研究表明，单次暴露于低频超声下的成牙本质细胞样细胞对细胞活力和细胞行为有明显的影响。

超声能刺激成牙本质细胞的基因表达和生长因子的产生，如转化生长因子β1和血管内皮生长因子，被认为对成牙本质细胞活性和牙本质修复有重要意义。

这些有希望的数据突出了超声在新型牙齿再生治疗中的巨大潜力。

在Hofstra大学工程与应用科学学院完成的有限元分析的支持下，我们能够模拟超声波穿过矿化牙组织（牙釉质、牙本质）的不同层，以及它们与牙本质-牙髓复合体的相互作用。

这被用来探索并证实一个潜在的理论，即在频率和强度的正确组合下，可以使用小剂量的超声波来修复牙齿。

多孔板的风险

我们最近在伯明翰大学医学和牙科科学学院牙科学院进行的研究，目的是利用类似的成牙本质细胞样细胞系（MDPC-23）模型来表征多孔培养板中的超声场和生物效应。

然而，超声处理这些细胞的方法被改进，以研究在多孔板相邻孔中培养的未处理细胞的影响。当多孔板用于涉及体外细胞培养的实验时，空间束图确定了相邻孔的风险。

我们发现，低频超声具有明显的横向扩散，并影响多孔培养板相邻孔的细胞培养。

直接暴露于超声波的培养井中的细胞显示出温度的变化和生物学效应。这与未经超声波直接处理的培养井的发现形成对比，后者在没有温度升高的情况下报告了生物效应。

这增加了超声波对生物细胞机械作用的证据。这项研究证明了表征设备超声输出的重要性，并质疑了多孔培养板在低频超声应用中的适用性。

这为进一步研究千赫兹低频超声对贴壁细胞培养的生物学效应打开了大门。

未来

尽管如此，我们相信基于超声波的牙科治疗即将到来。我们的数据表明，超声波可以利用传播到牙髓区，在那里它可以与活细胞相互作用，促进牙本质修复。

为了开发一种新型的无创牙组织再生工具，必须进一步研究低频超声与牙髓的精确物理和生物学相互作用。

一旦完成，这将只是一个时间问题；首先让牙科社区接受它；其次让它去牙科办公室。