對於牙醫來說，齲齒是一個難題——為了拯救牙齒，他們必須進一步破壞它。目前，治療齲齒的主要方法是先清除腐爛物和周圍區域，然後在形成的凹坑中填充耐用的替代材料，如金屬、塑膠或玻璃水泥。
但是，如果牙醫不用在牙齒上鑽孔並用合成填充物修補，而是可以誘導我們的潔白牙齒自行再生呢？最近，倫敦國王學院的生物工程師保羅·夏普和他的同事們發現了一種在小鼠身上實現這一目標的新方法。去年，他們在《科學報告》上發表了一篇研究，描述了他們的創新技術。從那時起，他們取得了更大的進展，使這種實驗性程式更接近人體臨床試驗。科學家們表示，如果這種治療最終成為牙醫標準工具包的一部分，它將很容易成為該領域 50 年來最重要的進展之一。
我們的牙齒總是會受到損傷。它們遭受的大部分損傷是由於日常磨損以及口腔中微生物的活動造成的。這些微生物覆蓋在每顆牙齒的表面，以食物殘渣為食。當它們分解食物顆粒時，其中一些微生物會產生並分泌酸作為副產品。而這種酸會腐蝕牙釉質——牙齒堅硬的外層。
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像皮膚一樣，牙齒通常可以自行修復輕微的損傷。然而，當我們的牙齒長時間未清潔時，酸會侵蝕牙釉質並開始溶解下面緻密的骨樣組織層，稱為牙本質。當牙本質嚴重受損時，位於牙齒柔軟的最內層——牙髓中的幹細胞會變成稱為成牙本質細胞的細胞，從而分泌新的組織。（幹細胞能夠變成幾乎任何型別的細胞。）然而，當損傷太大或太深時，新鮮的牙本質不足以修復牙齒。結果通常是齲齒。
夏普懷疑他可以透過動員牙髓中的幹細胞來顯著提高牙齒的自然癒合能力。早期的研究表明，Wnt 訊號通路——參與細胞間通訊的特定分子級聯——對於身體許多部位（如皮膚、腸道和大腦）的組織修復和幹細胞發育至關重要。夏普想知道：這種訊號通路對於牙齒的自我修復過程是否也很重要？如果是這樣，那麼讓受損的牙齒接觸刺激 Wnt 訊號的藥物，是否也會類似地促進牙髓中幹細胞的活動——賦予牙齒通常僅在植物、蠑螈和海星中看到的再生超能力。
為了驗證這個想法，夏普和他的研究夥伴在小鼠的臼齒上鑽孔，模擬齲齒。然後，他們將微小的膠原海綿（由與牙本質中相同的蛋白質製成）浸泡在各種已知可刺激 Wnt 訊號的藥物中，包括 tideglusib，這是一種已在臨床試驗中研究其治療阿爾茨海默病和其他神經系統疾病潛力的化合物。然後，科學家們將這些浸泡過藥物的海綿放入鑽孔的小鼠臼齒中，將其密封並放置四到六週。與未處理或填充未浸泡海綿或典型牙科填充物的牙齒相比，用這些藥物治療的牙齒產生的牙本質明顯更多。在大多數情況下，該技術將齧齒動物的潔白牙齒恢復到以前的完整狀態。“這基本上是完全修復，”夏普說。“你幾乎看不到新舊牙本質相遇的接縫。這最終可能成為牙科領域的首個常規藥物治療方法。”
哈佛大學生物工程教授大衛·穆尼也研究了牙齒癒合的新方法，但沒有參與這項研究，他說他對這些發現“印象非常深刻”。他說：“這不僅在科學上很重要，而且具有顯著的實際優勢。” 倫敦帝國學院生物工程助理教授亞當·塞利茲也沒有參與最近的研究，他說這是新興的再生牙科領域的重要進展。他說：“牙醫使用的材料可能很快就會發生革命性的變化。”
然而，任何招募身體自身幹細胞或向身體新增新幹細胞的治療方法，都存在組織不受控制生長的風險。例如，實驗性和不受監管的幹細胞療法已導致腦腫瘤，以及眼瞼中長出骨頭。但夏普表示，在這種情況下，使用的藥物量非常小，因此發生不良生長的風險極小。塞利茲同意危險很小，但他表示應該在實驗動物和臨床試驗中進行嚴格的測試，以排除潛在的副作用。
自從發表他們的初步研究以來，夏普和他的同事已經在老鼠身上測試了他們的再生技術。（由於這些齧齒動物的牙齒比小鼠大，因此鑽孔的大鼠臼齒更接近人類的齲齒。）夏普說，這種治療在老鼠身上的效果與在小鼠身上的效果一樣好，但資料尚未發表。現在，夏普的團隊正在研究更大範圍的候選藥物，以確定是否有其他藥物比已經測試過的藥物效果更好，並確定最佳劑量。他們還在開發一種更適合現代牙科實踐的替代輸送系統：將選擇的藥物溶解在凝膠中，然後將其注入齲洞中，並用紫外線照射使其固化——這是一個快速簡便的程式，類似於牙醫已經用來密封和修復牙齒的程式。
然而，為了正式將這種治療方法引入現代牙科，研究人員需要對人類患者進行臨床試驗。夏普說，這項工作至少還需要幾年時間。但他可能會考慮的一些藥物已經獲准用於人類的其他用途，他希望這可以加快最終批准的程序。“許多牙科治療仍然處於黑暗時代，”夏普說。“是時候向前邁進了。”