如何在牙髓受到损伤时保存活髓一直是国内外学者所共同关心的热点问题之一。牙髓在受到创伤感染时，其储备的未分化细胞可分化为造牙本质细胞，分泌牙本质基质，将牙髓与创伤感染面分离，从而使牙髓具备了创伤修复的潜能。这种潜能是牙髓细胞固有的生理机能，也是牙髓活髓保存治疗的生物学基础。另外，应用合适的盖髓材料，将牙髓与感染组织隔离，为牙髓组织的自身修复提供良好的生物学环境，对于活髓保存治疗也是至关重要。近年来，上述研究进展迅速，本文特就此作一综述。
一、牙髓自身修复的特点
牙髓作为机体的一种特殊组织，其修复方式亦具有其独特性——以牙本质桥形成为特征。其修复的基础是牙髓细胞具有再生分化的潜能。当牙髓细胞受到龋损，理化，或机械等各种因素刺激时，可能造成造牙本质细胞的损伤甚至死亡。如果刺激比较轻微，与刺激接触的造牙本质细胞可以迅速的分泌新的牙本质基质形成反应性牙本质[1]；而较强的刺激则可能造成造牙本质细胞的死亡。若此时牙髓和牙本质交界处的条件适当，在一系列胞外基质和生长因子的协同作用下，牙髓细胞分化形成新一代的造牙本质细胞，分泌修复性牙本质[2].由此可见，进一步了解造牙本质细胞的形成分化机理将对活髓保存治疗起着至关重要的作用。
二、牙髓损伤修复的细胞学基础
2.1造牙本质细胞的表型
造牙本质细胞是终末分化细胞，最后一次有丝分裂后期细胞发生极化，细胞骨架重排，分泌前期牙本质[3]，同时牙本质特异蛋白，包括，牙本质磷蛋白，牙本质唾蛋白，及牙本质基质蛋白[4].
修复牙本质形成过程中形成的新一代造牙本质样细胞与原发的成牙本质细胞是否具有相同的表型还不清楚。通过纤维连接蛋白植入牙髓后的观察，认为与原发的造牙本质细胞一致[5].然而，chiego等通过对原发的和新的造牙本质样细胞的超微结构和放射自显影比较研究后证明两者的生物合成活性不同[6]，所以将新形成的细胞称之为造牙本质样细胞。目前造牙本质样细胞的评价标准还没有确定，但由于其能分泌极化的前期牙本质，所以虽然细胞并没有出现极化，但通常被认为是新的造牙本质细胞
2.2骨样牙本质和管样牙本质的形成
牙齿发育的过程中在釉上皮和基底膜的诱导下，外围的牙乳头细胞分化成为造牙本质细胞，分泌管样牙本质。但在牙髓损伤修复的过程中，缺乏牙釉质和基底膜，牙本质同样也能发生。新的造牙本质细胞如何分化成熟，受何种因素的诱导调控？大量证据表明，胞外基质成分发挥了类似基底膜的作用，其中Fn和TCF-β，BMP超家族作用尤为突出。Nakashima等粗纯的骨BMP植入狗牙髓腔观察牙髓对BMP的反应，结果发现管状基质需要由非极化细胞分泌管状基质来启动，管状牙本质则由完全分化的造牙本质细胞分泌[7].由此可见，牙髓细胞分化成为造牙本质样细胞并分泌骨样及管样牙本质，关键是取决于细胞与基质的相互作用，这种作用可能影响造牙本质样细胞表型的表达，调节牙髓细胞的迁移，增生及分化过程。
三、牙髓损伤修复的分子学基础
在成牙本质细胞的分化过程中胞外基质参与了重要作用，同时还参与了牙髓的损伤修复过程。胞外基质主要由胶原、蛋白多糖、糖蛋白、牙本质非胶原蛋白（non-collagenous protein，NCPs）及各种细胞因子等组成。其中纤维连接蛋白（fibronectins，Fn）及细胞因子作用明显。
3.1纤维连接蛋白（fibronetion，Fn）
纤维连接蛋白属于高分子量的糖蛋白，由两条或者是更多的肽链及一些低聚糖分子组成。每条肽链上有多个低聚糖分子侧链，这种结构很适合于作为细胞和细胞外基质之间的配体，因而主要功能是介导细胞与细胞，细胞与基质间的粘附，在牙齿发生和牙髓损伤愈合时起重要作用。Tziafas等用具有同源性的血浆Fn置于狗牙髓腔，观察其对牙本质的诱导能力。结果表明1周后就能诱导造牙本质细胞的分化，4周后形成一厚层非管状牙本质基质，未见管状牙本质形成[5].以后又用脱钙牙本质置于狗牙髓腔研究Fn的免疫定位，结果发现脱钙牙本质三天就有明显的Fn吸附，由极化或非极化的的细胞分泌的未钙化基质含有丰富的Fn，提示脱钙牙本质的诱导作用可能是由牙髓暴露于含Fn的表面所启动的[8].
3.2细胞因子
细胞因子（cytokine）是由各种细胞分泌的，并能调节细胞功能的小分子多肽。迄今已发现许多种细胞因子参与了牙髓组织的自身修复：包括转化生长因子β超家族（transforming growth factor-βs，TGF-βs），胰岛素样因子-I（insulin-like growth factor-I，IGF-I），成纤维细胞生长因子（fribroblast growth factor，FGF），血小板衍生生长因子（patelet derived growth factor，PDGF）等，其中转化生长因子超家族β研究较多，也较深入。
转化生长因子β超家族包括转化生长因子β（transforming growth factor-βs，TGF-β）、activins、和骨形成蛋白（bone mophogenetic proteins，BMPs），与修复性牙本质形成关系较为密切的有BMP-2，BMP-4.
生长转化因子β（TGF-β）分子量为25000u，由两条相同的单链组成，十余年前，其（TGF-β）从人血小板、人胎盘中分离出来，2年以后这种分子被克隆化，并相继在脊椎动物中发现5种异构体。人体中有3种异构体，即TGF-β1，TGF-β2，TGF-β3.它们之间存在 70~80﹪同缘性，并有许多相似的生物学作用[38].
Tziafas等发现，预先用TCF-β中和抗体浸泡的脱钙牙本质完全失去了诱导造牙本质细胞分化的能力；正常的牙本质用TCF-β中和抗体处理后，仅能刺激形成纤维性牙本质；用来自人血小板的TCF-β浸泡的微孔滤膜种植于牙髓，可见极化的牙髓细胞被一层厚厚的管状牙本质包绕。该实验表明TGF-β与成牙本质细胞分化及牙本质基质分泌的调节密切相关[9]
Cassidy等证实人牙本质中含有TGF-β，牙本质中的TGF-β很有可能参加了牙髓损伤的修复[10].他们从兔牙本质中成功的提取出了TGF-β，并发现大约有一半以活性形式存在，另一半以非活性形式存在，与不容性的胶原纤维基质结合在一起，但这种非活性的TGF-β很容易被溶解和活化，当牙髓损伤后，如龋病，细菌所产生的酸可以溶解牙本质中的TGF-β并使之活化，参与牙髓损伤的修复[11]
TGF-β超家族功能的发挥是受细胞表面的特异受体控制。已经发现6种不同的I型丝氨酸/苏氨酸激酶受体，称为active recepter-like Kinases（ALK-1~6）， TGF-βs和BMPs的II型受体也已分离出来。Toyono等通过牛的原代牙髓细胞培养观察TGF-β超家族成员和他们的受体在造牙本质细胞分化中的表达情况，说明牛牙髓细胞分化为造牙本质细胞可能与TGF-β超家族成员和它们的受体的临时协同表达有关，包括TGF-β1，BMP-4，ALK-2，ALK-3和ALK-5的上转录上调[12].
Martin等观察了aFGF，bFGF，TGF-β1和IGF-1对造牙本质细胞分化的影响。结果表明在体外培养条件下，aFGF或bFGF单独作用时，都不能诱导造牙本质细胞分化，而aFGF，bFGF与IGF-1或TGF-β1共同作用时可发挥作用，促进牙乳头细胞的极化和功能性分化[13]，说明生长因子之间可能存在着复杂的协同作用。
3.3牙髓细胞中碱性磷酸酶
碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）是体内广泛分布，对生长发育有重要意义的水解酶。其分子结构为二聚体分子，两亚基间具有协同效应。其作用底物较为广泛，大多数酶活性定位于微粒体酶活性相关细胞器中，如浆膜，粗面内质网，滑面内质网和Golgi‘s器来源的小囊中。组织化学的方法证实[14]，前期牙本质和造牙本质细胞层内的酶活力相当高，发育期牙的形成细胞中含有ALP，均分布于短柱状的分泌后期造釉细胞，中间层，星网层和外釉上皮层细胞。不同发育时期，酶活力亦有异常。ALP可作为牙髓组织活力的一种指标。目前，较为肯定的是它与牙本质沉淀和矿化密切相关。文玲英等[15]用组织化学和图象分析的手段观察了人乳牙和年轻恒牙牙髓组织中的ALP的分布特征，发现二者间有显著差异，并由此认为乳牙牙髓的自身修复潜能远不及年轻恒牙。Attalla[16]曾将纯化的ALP直接用于穿髓点，可导致牙髓细胞分化为造牙本质细胞和牙本质基质的形成。其确切的机理，尚待进一步讨论。
3.4牙髓组织中的神经及神经肽
牙髓神经中含有丰富的躯体感觉和自律神经。前者的低级中枢位于三叉神经节，一般可分为A纤维和C纤维。它们共同担负着牙髓的感觉功能[17].近年来的研究发现，C纤维对伤害性刺激传入中枢有特殊的意义，与牙髓炎症、痛觉过敏机制以及生长发育过程密切相关[17~19].
神经肽（neuropeptides）是机体内传递信息的小分子多肽，主要分布于神经组织，在其它组织，亦有广泛分布。在信息传递过程中可起递质（transmitter）或调质（modulator）作用。目前发现牙髓感觉神经中的主要物质有三类：P物质（substance P，SP），降钙素基因相关肽（calcitontin gene_related peptide，CGRP）和神经激肽A（nerokinin，NKA）[17].含SP的神经纤维与血管一起成束地通过根尖孔进入牙髓，在牙髓中呈网状分布。多与神经伴行。但并不是所有的神经都与血管伴行，也不是所有的血管都伴有神经[18].在造牙本质细胞层，含SP的单条神经纤维可发出分支穿过造牙本质细胞层，并进入前期牙本质[19].CGRP和NKA免疫阳性神经纤维在牙髓组织中的分布与SP相似。在自律神经中的神经肽主要有神经肽Y（neuropeptide Y）和血管活性肠多肽（vasoactive intestinal polytide，VIP）[17，20]生理学和药理学实验发现SP和CGRP都具有舒张血管的作用，而NPY具有收缩血管的作用，它门可能参与血管循环的调节。尚有实验发现SP和SGRP能促进血管内皮细胞的增殖，并且二者有协同作用[20].当牙髓受到机械刺激时，牙髓SP、CGRP免疫阳性纤维数量发生变化，提示SP，CGRP等神经肽在损伤所致牙本质修复过程中有重要意义[21，22].最近，Nagata[23]观察到鼠发育中牙齿的增生上皮内存在SP和CGRP免疫阳性神经纤维，认为它与牙齿发育早期上皮细胞的短暂增生有关。推测SP和CGRP可能作为细胞因子，控制细胞增生的时间和分布。另有人[24]观察了人牙胚中神经内分泌蛋白基因产物9.5（protain gene product 9.5）的分布特征。发现在牙胚发育早期，牙囊及牙乳头中既有PRG9.5阳性神经纤维的出现，推测其对牙囊及牙乳头的发育有诱导作用。认为它与牙本质形成有关。同时发现，PRG9.5在成熟造牙本质细胞中呈阳性反应。由此提示了神经及神经肽在牙髓细胞的诱导分化过程中有重大意义。但其确切作用及机理尚待进一步阐明
3.5牙髓中的自由基
自由基（free redical）是含有未配对电子的原子或原子团，其化学性质非常活跃，在多种生理、病理机制中有重要意义。当前，对于自由基研究比较活跃的领域是对活性氧（active oxygen specles，AOS）的研究[25~27].
AOS包括超氧阴离子自由基，羟自由基、过氧化氢、单线态氧、和脂质过氧化物（looh）生理状态下，机体可以通过酶促及非酶促反应产生少量AOS，但很快被机体内的消除系统，如维生素E，C及酶类。包括超氧化物歧化酶（superoride dismutase.SOD）、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶所清除[25].使健康机体内自由基的产生与消除处于一种平衡状态。一旦这种平衡被打破，机体就会受到损伤。这对炎症、损伤的发病机制有重要意义。
对超氧因子自由基来讲，特异的清除剂是SOD.石冢克已[26]对实验性牙髓炎中花生四烯酸极其代谢产物的动态变化进行了研究，发现牙髓炎症的的发病及预后与这对平衡体系有关。后来，国内吴补领[27]等研究了人牙髓炎症时超氧阴离子自由基及SOD的变化，取得了相似的结果。并发现正常牙髓组织SOD酶活力具有增龄改变，推测SOD可能与牙髓自身修复能力下降有关
近年来，人们对自由基的研究热点逐渐转移到一氧化氮自由基（nitric oxide，NO）上来。NO是在机体内尿素循环――左精氨酸在一氧化氮合成酶（nosynthase，NOS）作用下生成瓜氨酸的过程中释放出来的。最初发现是血管内皮细胞合成释放NO，并作为血管内皮细胞松弛因子。后来发现多种组织，细胞如巨噬细胞、中性粒细胞、肝细胞、血小板及某些肿瘤细胞均可合成NO.目前认为神经系统是最重要的NO合成场所[28].其生理功能包括细胞信使及细胞毒两个方面。它涉及到中枢神经系统的信息传递、心血管调节、免疫调节及内分泌调节等过程，现已证实。NO是一种新的神经调质，尤其是与伤害刺激传入功能有关[29].同时，由NO引来非特异性免疫的现象，当Mφ被内毒素或T细胞激活。可诱导表达NOS，而合成释放NO，作为宿主的防御机制，杀灭侵入机体的抗原物质。因而，NO同时具备细胞稳定（cytotostatic）和细胞毒（cytotoxic）二重作用。曾有学者提出[30]：乙酰胆碱、SP缓激肽等的效应需NO介导，并且有实验证实NOS与VIP，SP可共存于同一种神经原内[31].由此提示，牙髓组织的NO对于牙髓组织损伤、炎症及修复过程可能有重要意义。但有待进一步研究探讨。
四、盖髓材料
随着对活髓治疗生物学基础理论的深入和完善一系列新的盖髓材料及技术应运而生，其中以生长因子复合盖髓材料及激光辅助盖髓技术最具代表性
4.1生长因子复合盖髓材料
胶原是人牙髓和牙本质的有机组分，可以刺激上皮分化，维持细胞附着及生长。Rucherford[32]等以胶原复合bmp盖髓后，盖髓材料被未分化的牙髓细胞侵入，机化为富含血管、纤维的牙髓样结缔组织，随后矿化形成骨样牙本质。Bmp2和bmp4复合胶原蛋白I作盖髓剂，可使牙髓细胞增生，分泌基质形成骨样牙本质（内含骨样牙本质细胞），该反应成BMP剂量依赖性。而胶远蛋白I复合2μg TGF-β1时，牙髓组织表现为增生抑制，胶原未被吸收。上述均为诱导出造牙本质细胞分化并形成管样牙本质，这可能和应用了重组BMP及TGF-β1有关。重组蛋白成分单一，另据报道[33]，较之TGF-β1，TGF-β2对成牙本质细胞更具分化诱导活性。
牙本质基质具有诱导活性，其活性与TGF-β样物质相关[34].经脱脂、盐酸胍浸润出等处理后活性丧失，胶原纤维暴露。有学者[35]以其复合硫酸软骨素和胶原粉作BMP载体盖髓，发现形成两层牙本质，上层是未分化的牙髓细胞和梭型细胞产生的骨样牙本质，牙髓反应先是成纤维细胞样细胞增殖，载体材料提供了适宜细胞附着及分化的条件，细胞附着，然后BMP刺激其分化。载体材料发挥重要作用。
李国华、赵京宁[36]等应用β转化因子复合骨形成蛋白（TGF-β/BMP）覆盖狗暴露牙髓，术后8周发现，TGF-β/BMP能诱导牙成纤维细胞、内皮细胞增殖并抑制炎症反应，提高牙髓修复能力，且有完整的的牙本质桥形成。
总之，BMP在活髓保存应用取得了一定进展，TGF-β在活髓保存的应用还有待于进一步研究；多种生长因子复合应用以发挥其协同作用将是未来发展方向，同时，临床应用这一类生长因子，尚需解决其载体材料的研制、应用问题。
4.2钙磷陶瓷类盖髓材料
钙磷陶瓷主要为可降解的磷酸钙和几乎不溶的β羟磷灰石（Hydroxylapatite， HA）等。其组成和牙本质矿物质构成相似，生物相容性好，对蛋白质、细胞等有一定亲和性。一般认为这种材料本身只具有引导活性，而无分化作用。Jaber L[37]等将其应用于鼠牙盖髓，并作了病理学及计算机影象学分析。他们发现虽然HA具有骨诱导潜能，但与Dycal 相比，其盖髓时诱发的牙髓炎症反应时间较长，诱导形成完整牙本质桥的几率较低。并且由于颗粒分散，易诱发髓腔的广泛钙化，所以，Jager L等认为HA应用于临床盖髓还有待进一步完善。
五、激光之于活髓保存
陈新梅、肖明振等[38]对107个狗牙露髓面用3个不同参数的ND-YAG激光照射后，用氢氧化钙盖髓，与单纯用氢氧化钙比较发现：低能量的激光有利于照射区和侧方修复性牙本质形成，促进下方创伤愈合的作用，而高能量的激光照射可能引起牙髓的坏死。他们认为激光的热刺激作用使牙髓细胞受损，而牙髓细胞在恢复过程中被活化，从而促进修复性牙本质形成，另外，激光的照射也具有杀菌、止血和减短手术时间、降低露髓面损伤和感染的机会，从而大大提高了活髓保存治疗的成功率。
六、展望
综上所述，随着对牙髓损伤机制认识的深入，以及材料学的飞速发展，更多更好的盖髓材料及盖髓方法将会产生，活髓保存治疗范围将会扩大，其成功率将会大大提高，将有更多的患者从活髓保存治疗中受益。
