智慧仿真牙植入新突破：「能感受的植牙」初現曙光

塔夫茨大學研發突破性「智慧牙齒植體」：或將改變全球牙科醫療版圖

在全球數以百萬計的牙齒缺失患者中，牙科植體已成為恢復咀嚼功能與笑容的首選方案。然而，即便最先進的傳統植體，也始終缺乏一項關鍵特質——感覺回饋。近日，塔夫茨大學（Tufts University）研究團隊於國際知名開放取用期刊 Scientific Reports 正式發表一項突破性成果：一種能與牙齒周圍神經重新連結的生物工程牙齒植體，有望讓人工牙齒真正「感覺」到咀嚼壓力與溫度變化，帶來類似天然牙齒的完整感官體驗。

這篇論文（PMID: 40307481, PMCID: PMC12043845）詳細描述了研究團隊的設計理念、實驗過程與初步成果。該項技術的核心在於一種特殊的「智慧植體」結構，結合了可生物降解的奈米纖維塗層、幹細胞與成長因子，旨在促進牙齒與周邊軟組織之間的神經再生與整合。

（圖/AI生成示意）

傳統植體的侷限性

現有的牙科植體多由純鈦或鈦合金製成，需經過鑽孔手術植入顎骨，依靠骨整合（osseointegration）固定。然而這種結構跳過了天然牙齒與牙槽骨之間的「牙周韌帶」（periodontal ligament），也因此缺乏豐富的神經末梢分佈。
「缺少牙周韌帶，就像在鞋底塞了木塊，雖然穩固，但你感覺不到地面的細微變化。」研究的資深作者、塔夫茨牙醫學院口腔生物學教授 Jake Jinkun Chen 博士如此形容現有植體的問題。這種缺乏感覺的特性，不僅讓患者失去咬合力控制的精準度，也可能增加牙齒與植體受損的風險。

新型植體的設計原理

塔夫茨大學的團隊採用了與傳統截然不同的設計策略。新型植體雖然仍包含金屬螺旋結構作為支撐，但外層包覆一層由可降解聚合物製成的奈米纖維薄膜。該薄膜中預先植入經誘導分化的幹細胞，並添加名為 FGF-2（纖維母細胞生長因子-2） 的蛋白質。FGF-2 在再生醫學領域以促進血管生成與神經再生聞名，其存在能有效引導幹細胞分化為支持感覺功能的細胞群。

另一項創新是植入方式。與鑽孔固定不同，研究團隊開發了一種 press-fit（壓入式）安裝 方法。植體在植入牙槽窩時呈現輕微壓縮狀態，隨後像記憶泡棉一樣逐漸回彈貼合周圍組織，形成一層仿牙周韌帶的軟組織間隙。這個間隙不僅有助於神經纖維穿行，還能減少骨性接觸所引發的排斥與炎症反應。

（圖/AI生成示意）

動物實驗的早期成果

該研究首先在大鼠模型中進行測試。研究人員將新型植體安裝在大鼠的缺牙區域，並在術後進行為期六週的觀察。結果顯示，這些植體在不使用傳統骨整合的情況下依然穩固，沒有出現植體鬆脫或明顯排斥反應。組織學分析發現，植體周圍形成了穩定的軟組織層，內含新生血管與大量神經纖維。

「我們在顯微鏡下看到，新生的神經纖維已經開始穿過奈米纖維塗層，進入植體與牙槽骨之間的間隙。這是一個令人振奮的信號，代表我們的設計確實有助於神經重建。」論文共同作者、口腔再生醫學專家 Siddhartha Das 博士指出。

期刊的科學審查與肯定

在 Scientific Reports 發表的同行評審過程中，多位獨立審查員對該研究的創新性與潛在臨床價值給予高度評價。審查意見中指出，這項設計「提供了一個實現牙科感覺回復的全新途徑」，並且「在避免傳統骨整合缺陷的同時，可能為其他義肢與植體的神經整合提供參考」。

不過，審查員同時提醒，目前的成果僅來自小型動物模型，距離臨床應用仍有一段距離。如何在大型動物甚至人體中複製這種神經整合效果，仍需大量後續研究與長期安全性評估。

下一步計畫

研究團隊表示，他們已啟動大型動物實驗的準備工作，預計將在犬或豬等動物中測試該植體的長期穩定性與感覺回饋功能。測試方法包括在咀嚼不同硬度食物時記錄神經訊號，以及觀察植體對溫度刺激的反應。

若大型動物試驗順利，團隊計畫於數年內申請人體臨床試驗許可。研究人員預測，一旦技術成熟，不僅能應用於單顆牙齒缺失患者，還有望為全口義齒、顳顎關節重建，甚至顏面外科植體帶來革命性改變。

（圖/AI生成示意）

全球市場與影響

根據美國牙科協會（ADA）與相關產業報告，全球牙科植體市場在 2024 年的估值已超過 50 億美元，且持續以每年 7% 以上的速度增長。隨著人口老化與缺牙問題日益普遍，預計未來十年對高性能植體的需求將大幅上升。

雖然目前尚無權威數據證實「到 2026 年將有四分之一的美國人擁有至少一顆植體」的說法，但業界普遍認為，植體技術的改良將進一步刺激市場成長。若塔夫茨大學的「智慧牙齒植體」能成功商品化，其結合感覺回饋的特性勢必成為高端市場的新標準。

臨床與倫理考量

專家指出，在將該技術推向臨床之前，必須確保其安全性與可預測性。幹細胞與生長因子的使用雖然在再生醫學中屢見不鮮，但仍需評估其在長期植入後是否有引發腫瘤或免疫反應的風險。此外，植體的生物降解材料在人體內的分解速度、代謝途徑與潛在副作用，都需要經過嚴格監測。

倫理學者也提醒，在進行人體試驗時，必須清楚向受試者說明風險與潛在不確定性，並確保知情同意的完整性。

專家觀點

美國加州大學舊金山分校（UCSF）牙醫學院的口腔植體專家 Linda Park 博士在受訪時表示：「這是我見過最接近模仿天然牙齒的植體設計。如果它真的能在人體中實現感覺回復，那將是牙科醫療的里程碑。但我必須強調，從大鼠到人體是一個巨大的跨越，中間可能會遇到預料之外的挑戰。」

同時，英國倫敦國王學院（King’s College London）口腔生物工程系主任 Michael Hughes 博士則認為，此項技術不僅適用於牙科，還可能啟發人工關節、假肢等領域的神經整合研究。「如果我們能讓人工器官與神經系統互動，那麼假肢的控制與感覺體驗將會被徹底改寫。」

塔夫茨大學的「智慧牙齒植體」雖然仍處於早期實驗階段，但其創新理念與初步成果已引起牙科界與再生醫學領域的廣泛關注。從傳統的「無感」金屬螺絲，到有望恢復咀嚼感知的智慧植體，這一轉變不僅是材料與工藝的升級，更可能是人類對人工器官功能追求的新里程碑。

隨著後續研究推進，未來的患者或許能重新體驗到咬下一塊蘋果時的脆響、啜飲熱茶的暖流，甚至感知到微妙的口腔壓力變化。屆時，人工牙將不再只是修復外觀的替代品，而是真正的「感覺器官」。

（圖/AI生成示意）



Tufts 大學發表最新研究，首揭大鼠實驗成功開啟「神經回接」先機，具人類臨床轉譯潛力

缺牙補植多年來以鈦金屬植體配合陶瓷牙冠為主流，雖能恢復咀嚼功能與外觀，但仍無法提供天然牙齒所具備的細膩感知—例如咬硬物時的大腦壓力回饋、食物溫度與質地的感受等。這些感覺主要透過牙周韌帶（periodontal ligament, PDL）中的神經末梢傳導給大腦，但傳統植牙手術通常切斷這些神經，植體與牙骨之間又沒有軟組織介面，因而失去感知功能。

Tufts 大學生醫科學家近期在《Scientific Reports》期刊揭露一項新型“智慧植牙”（smart dental implant）成果，採用創新奈米纖維包覆鈦植體，並搭載幹細胞與促神經生成蛋白質 (FGF‑2)，具備在牙床內促進神經再生的潛能。此技術初現於大鼠實驗，展現了穩定性與生物相容性，可望突破傳統植牙的功能限制。(PubMed, Tufts Now)

一、原理拆解：從感知缺失到細胞重建

自然牙齒依靠牙髓及牙周韌帶提供咬壓、質地、溫度等感覺，這些都是植牙患者長期缺乏的生理反饋。然而，在傳統植牙中，植體與頜骨直接骨整合，缺乏 PDL，也難以導入神經元，因此無法傳遞此類訊息。(PubMed, Tufts Now)

Tufts 研究團隊由戈氏（Subhashis Ghosh）、陳景昆教授（Jake Jinkun Chen）與達斯（Siddhartha Das）帶領，設計一款「智慧植牙系統」：將鈦植體包覆一層可降解奈米纖維；纖維內含幾種關鍵成分——幹細胞與 FGF‑2 蛋白，有助於細胞分化為神經組織，並在植入後緩慢釋放，推動神經重建。(Tufts Now)

此外，該奈米纖維具有類似「記憶泡棉」的延展性，使植體插入時比牙齒稍小，但進入牙槽後纖維自然膨脹，緩衝插入過程，確保與牙槽壁密合，同時降低對周遭神經與組織的微創傷害。(Tufts Now, New Atlas)

二、大鼠實驗亮點：六週植入無排斥、生組織介面初現

在實驗中，研究者對大鼠切除下頜中央切牙後，立即以上述智慧植體進行“press-fit”植入。術後六週，成像結果顯示植體穩固、安全，且無明顯發炎或排斥反應。放射與 micro‑CT 影像進一步指出植體與骨頭間呈放射性透明區（radiolucency），顯示其未與骨直接融合，而是透過軟組織介面整合。這種狀況有利於神經再生與可能的感覺回復。(PubMed)

儘管目前尚無證據顯示這些神經可成功傳導至大腦，但初步構築的神經潛能為未來證實感覺回饋奠定基礎。(New Atlas, Tufts Now)

三、研究意義與潛在影響：超越牙科的跨領域啟示

陳景昆教授指出，此創新植牙系統具備「讓植牙像是真的牙齒能與大腦交談」的潛力，對牙科重建具有革命意義，未來或可應用於其他骨科植入，如髖關節或骨折金屬植入，推動神經整合技術普及。(Tufts Now, New Atlas)

目前仍在早期階段，未來需進行大動物試驗以評估安全性與功能性，並搭配腦電圖等技術觀察是否真實傳達咀嚼感覺至大腦，再進入人體臨床試驗路徑。(Tufts Now)

四、研究背景與期刊發表

該研究已於 2025 年 4 月 30 日發表於《Scientific Reports》，題為《Surgical considerations towards inducing proprioceptive feedback in dental implants》，由 Siddhartha Das 等人撰寫，並記錄於 PubMed（PMID: 40307481; PMCID: PMC12043845）。文章詳細闡述牙周神經生理、植體設計與初步動物實驗結果。(PubMed)

研究團隊來自 Tufts 大學生醫科學研究所與牙醫學院，並獲得多項美國國家衛生研究院（NIH）R01 項目資助，研究符合倫理與 IACUC 規範，無利益衝突。(PubMed)

五、未來展望與挑戰

預期挑戰：

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  功能驗證：需證實神經繼續生長並與三叉神經系統連通，成功傳導感覺訊號。

  
  


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  生物安全性：需確保細胞與 FGF-2 的使用不引發腫瘤或異常增生。

  
  


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  長期穩定性：需觀察植體長期在口腔環境中的耐用性與維持感知功能的狀況。

  
  

長期展望：

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  若能成功轉譯至人類，將重新定義植牙標準，使植牙從單純結構恢復進化為功能性再造。

  
  


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  可望大幅提升病患生活品質，在咀嚼安全性、飲食享受與語言表達上帶來突破性改善。

  
  


• 
  

  該技術亦可能擴展至其他骨植體領域，重塑骨科植入整合新思維。

  
  

Tufts 大學團隊這次的研究，揭開「智慧植牙」的雛形，將生物醫學、神經科學與牙科技術融合，為植牙領域注入感知功能的希望。儘管尚未臨床應用，但已邁出跨足「活感植牙」的關鍵一步。未來若能進一步證實神經連通與感覺回饋，將是牙科與再生醫學史上的里程碑。

牙科新革命：Tufts 大學「會感覺的智慧植牙」動物實驗成功，有望重建缺牙者咀嚼感知

波士頓，2025 年 6 月 12 日 —
缺牙患者多年來的最大遺憾，不只是笑容缺陷，更是失去天然牙齒獨有的感覺回饋。當你咬下一塊酥脆餅乾或啜飲一口熱湯時，牙周韌帶的神經會立即告訴大腦食物的硬度、溫度與質感。然而傳統植牙雖能恢復外觀與咀嚼功能，卻難以重現這種細膩感知。

Tufts 大學研究團隊近日在《Scientific Reports》發表一項突破性研究（PMID: 40307481; PMCID: PMC12043845），開發出新型「智慧植牙」系統，結合可降解奈米纖維包覆層、幹細胞與促神經生長蛋白 FGF-2，不僅能穩固植入，還為神經再生創造條件。

不同於傳統「鑽入骨頭」的方式，這種智慧植牙採「press-fit」壓入式安裝，植體包覆的奈米纖維如同記憶泡棉，植入後會膨脹填滿牙槽，形成軟組織介面，為神經纖維重新接入創造空間。

在大鼠試驗中，六週植入後無排斥反應，影像顯示植體周圍形成透明區域，代表未直接骨整合，而是留有軟組織緩衝。研究團隊推測，這是未來恢復牙齒感知功能的重要基礎。

雖然目前尚未進入人體臨床，也未證實感覺訊號能傳至大腦，但此成果已被視為再生牙科的重要里程碑。下一步將進行大動物試驗與腦部訊號監測，確定能否真正「讓植牙和大腦對話」。

（圖/AI生成示意）

研究團隊成員：Siddhartha Das、Jake Jinkun Chen、Subhashis Ghosh
資助來源：美國國家衛生研究院（NIH）
期刊：《Scientific Reports》，2025 年 4 月發表

植牙也能「有感覺」？！
想像一下，你咬下一口冰淇淋，或啃脆脆的餅乾…牙齒馬上把冷熱、硬脆的感覺傳給大腦。這種「天然牙的回饋感」，傳統植牙是辦不到的，因為它們直接卡在骨頭上，沒有神經接線。

但 Tufts 大學的科學家最近搞出大新聞：他們做出一種「智慧植牙」，外面包著奈米纖維外套，裡面藏著幹細胞和神經生長蛋白，還能像記憶泡棉一樣壓進牙槽後自己漲開，留出軟組織空間讓神經重新長回去！

重點是：
✔ 減少鑽孔、安裝更溫柔
✔ 可能讓你恢復咀嚼時的感知
✔ 動物實驗六週內穩定無排斥
✔ 下一步要驗證能不能真的把訊號送到大腦

雖然現在還沒用在人類，但未來有機會讓植牙「活」起來，咬東西不只是功能恢復，而是真正像自己的牙齒！

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