Nuôi cấy răng người trong phòng thí nghiệm

Đột phá trong phát triển vật liệu mới

Tiến sĩ Ana Angelova Volponi, Giám đốc chương trình sau đại học về nha khoa tái tạo tại King's College London (Anh), đã dành gần hai thập kỷ nghiên cứu răng nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Bà từng là thành viên nhóm nghiên cứu nuôi cấy răng người từ tế bào người và chuột năm 2013. Năm nay, Volponi đạt được đột phá trong việc phát triển vật liệu mới để nuôi cấy răng người trong phòng thí nghiệm.

Vật liệu này mô phỏng tốt hơn môi trường tự nhiên trong khoang miệng, nơi răng sinh học hình thành. Đây là bước tiến quan trọng cho việc thay thế tế bào chuột bằng tế bào người và kích thích chúng phát triển thành răng thật. Môi trường nuôi cấy, hay còn gọi là "giá đỡ sinh học", giữ vai trò then chốt trong quá trình nuôi cấy răng trong phòng thí nghiệm. Nếu như năm 2013, Volponi và các cộng sự sử dụng giá đỡ làm từ collagen, thì hiện nay nhóm nghiên cứu chuyển sang dùng hydrogel, một loại polymer chứa hàm lượng nước cao, linh hoạt và tương thích sinh học tốt hơn.

Quy trình bắt đầu bằng việc thu thập tế bào từ phôi chuột, trộn và quay ly tâm để tạo thành một viên tế bào nhỏ, sau đó tiêm viên này vào bên trong hydrogel và nuôi cấy trong khoảng tám ngày. Sau thời gian đó, những cấu trúc giống răng bắt đầu hình thành trong hydrogel. Trong nghiên cứu trước đây, các "mầm răng" này đã được cấy vào chuột và phát triển thành răng hoàn chỉnh, có cả chân răng và men răng. Tuy nhiên, theo Volponi, vẫn còn nhiều thách thức trước khi công nghệ răng nuôi cấy trong phòng thí nghiệm có thể ứng dụng lâm sàng. Dẫu vậy, vật liệu mới đã mở ra triển vọng lớn khi giúp cải thiện đáng kể khả năng giao tiếp giữa các tế bào chịu trách nhiệm hình thành răng.

Tương lai của răng sinh học

Răng sinh học được tạo ra từ chính tế bào của con người sẽ mang lại nhiều lợi thế vượt trội so với răng sứ hay implant. Răng sinh học có thể được mô xương tiếp nhận tự nhiên, không gây viêm hay đào thải, đồng thời mang lại cảm giác y hệt răng thật, không giống như implant vốn thiếu cảm giác và độ đàn hồi. Nhiều nhóm nghiên cứu khác cũng đang phát triển răng sinh học theo những hướng tiếp cận khác nhau. Tại Viện Nghiên cứu Y khoa thuộc Bệnh viện Kitano ở Osaka (Nhật Bản), giáo sư Katsu Takahashi và các cộng sự đang thử nghiệm một phương pháp điều trị dựa trên kháng thể, nhằm kích thích mọc răng ở những người bị thiếu răng bẩm sinh. Phương pháp này hiện đã bước vào giai đoạn thử nghiệm lâm sàng trên người và có thể được đưa vào sử dụng vào cuối thập kỷ này.

Cuối năm 2024, nhóm nghiên cứu do Pamela Yelick dẫn đầu tại Khoa Nha, Đại học Tufts (Mỹ), đã nuôi cấy thành công răng có cấu trúc giống răng người từ tế bào người và lợn. Khác với con người, lợn có khả năng mọc lại răng nhiều lần trong suốt đời. Mục tiêu lâu dài của nhóm là kích thích các tế bào trong hàm người tự phát triển răng mới mà không cần đến tế bào lợn.

Tại Đại học Washington (Mỹ), nhóm nghiên cứu do giáo sư Hannele Ruohola-Baker, phó giám đốc Viện Tế bào gốc và Y học Tái tạo dẫn đầu đã nuôi cấy thành công tế bào gốc tủy răng từ tế bào gốc người, được lấy từ răng khôn hiến tặng. Trong thập kỷ tới, việc sửa chữa hoặc thay thế răng sinh học hoàn chỉnh có thể trở thành lựa chọn khả thi.