对于牙医来说，龋齿是一个难题——为了拯救牙齿，他们必须进一步破坏它。目前，治疗龋齿的主要方法是先清除腐烂物和周围区域，然后在形成的凹坑中填充耐用的替代材料，如金属、塑料或玻璃水泥。
但是，如果牙医不用在牙齿上钻孔并用合成填充物修补，而是可以诱导我们的洁白牙齿自行再生呢？最近，伦敦国王学院的生物工程师保罗·夏普和他的同事们发现了一种在小鼠身上实现这一目标的新方法。去年，他们在《科学报告》上发表了一篇研究，描述了他们的创新技术。从那时起，他们取得了更大的进展，使这种实验性程序更接近人体临床试验。科学家们表示，如果这种治疗最终成为牙医标准工具包的一部分，它将很容易成为该领域 50 年来最重要的进展之一。
我们的牙齿总是会受到损伤。它们遭受的大部分损伤是由于日常磨损以及口腔中微生物的活动造成的。这些微生物覆盖在每颗牙齿的表面，以食物残渣为食。当它们分解食物颗粒时，其中一些微生物会产生并分泌酸作为副产品。而这种酸会腐蚀牙釉质——牙齿坚硬的外层。
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像皮肤一样，牙齿通常可以自行修复轻微的损伤。然而，当我们的牙齿长时间未清洁时，酸会侵蚀牙釉质并开始溶解下面致密的骨样组织层，称为牙本质。当牙本质严重受损时，位于牙齿柔软的最内层——牙髓中的干细胞会变成称为成牙本质细胞的细胞，从而分泌新的组织。（干细胞能够变成几乎任何类型的细胞。）然而，当损伤太大或太深时，新鲜的牙本质不足以修复牙齿。结果通常是龋齿。
夏普怀疑他可以通过动员牙髓中的干细胞来显着提高牙齿的自然愈合能力。早期的研究表明，Wnt 信号通路——参与细胞间通讯的特定分子级联——对于身体许多部位（如皮肤、肠道和大脑）的组织修复和干细胞发育至关重要。夏普想知道：这种信号通路对于牙齿的自我修复过程是否也很重要？如果是这样，那么让受损的牙齿接触刺激 Wnt 信号的药物，是否也会类似地促进牙髓中干细胞的活动——赋予牙齿通常仅在植物、蝾螈和海星中看到的再生超能力。
为了验证这个想法，夏普和他的研究伙伴在小鼠的臼齿上钻孔，模拟龋齿。然后，他们将微小的胶原海绵（由与牙本质中相同的蛋白质制成）浸泡在各种已知可刺激 Wnt 信号的药物中，包括 tideglusib，这是一种已在临床试验中研究其治疗阿尔茨海默病和其他神经系统疾病潜力的化合物。然后，科学家们将这些浸泡过药物的海绵放入钻孔的小鼠臼齿中，将其密封并放置四到六周。与未处理或填充未浸泡海绵或典型牙科填充物的牙齿相比，用这些药物治疗的牙齿产生的牙本质明显更多。在大多数情况下，该技术将啮齿动物的洁白牙齿恢复到以前的完整状态。“这基本上是完全修复，”夏普说。“你几乎看不到新旧牙本质相遇的接缝。这最终可能成为牙科领域的首个常规药物治疗方法。”
哈佛大学生物工程教授大卫·穆尼也研究了牙齿愈合的新方法，但没有参与这项研究，他说他对这些发现“印象非常深刻”。他说：“这不仅在科学上很重要，而且具有显着的实际优势。” 伦敦帝国学院生物工程助理教授亚当·塞利兹也没有参与最近的研究，他说这是新兴的再生牙科领域的重要进展。他说：“牙医使用的材料可能很快就会发生革命性的变化。”
然而，任何招募身体自身干细胞或向身体添加新干细胞的治疗方法，都存在组织不受控制生长的风险。例如，实验性和不受监管的干细胞疗法已导致脑肿瘤，以及眼睑中长出骨头。但夏普表示，在这种情况下，使用的药物量非常小，因此发生不良生长的风险极小。塞利兹同意危险很小，但他表示应该在实验动物和临床试验中进行严格的测试，以排除潜在的副作用。
自从发表他们的初步研究以来，夏普和他的同事已经在老鼠身上测试了他们的再生技术。（由于这些啮齿动物的牙齿比小鼠大，因此钻孔的大鼠臼齿更接近人类的龋齿。）夏普说，这种治疗在老鼠身上的效果与在小鼠身上的效果一样好，但数据尚未发表。现在，夏普的团队正在研究更大范围的候选药物，以确定是否有其他药物比已经测试过的药物效果更好，并确定最佳剂量。他们还在开发一种更适合现代牙科实践的替代输送系统：将选择的药物溶解在凝胶中，然后将其注入龋洞中，并用紫外线照射使其固化——这是一个快速简便的程序，类似于牙医已经用来密封和修复牙齿的程序。
然而，为了正式将这种治疗方法引入现代牙科，研究人员需要对人类患者进行临床试验。夏普说，这项工作至少还需要几年时间。但他可能会考虑的一些药物已经获准用于人类的其他用途，他希望这可以加快最终批准的进程。“许多牙科治疗仍然处于黑暗时代，”夏普说。“是时候向前迈进了。”