口腔疾病是全球最常见的健康问题之一，给人们带来了沉重的健康和经济负担[1]。准确模拟具有多样机械和生化刺激的复杂口腔环境仍然是一个重大挑战[2]、[3]。牙科研究中的体外和体内模型已从二维（2D）系统发展为三维（3D）培养系统，使得对更复杂生理相互作用的研究成为可能，并推动了该领域的进步[3]、[4]、[5]。研究表明，2D培养只能模拟体内部分复杂的细胞相互作用[4]。此外，要在3D模型中捕捉口腔机械-微环境（包括唾液流动动态和咀嚼应力），需要高度集成且具有生物力学响应性的系统[6]。此外，物种差异和伦理问题限制了动物模型的应用[7]、[8]（图1）。为了弥补与复杂口腔环境相关的研究空白，开发一种新型的集成技术平台对于推动牙科研究至关重要。器官芯片（OoC）技术应运而生，用于模拟口腔组织的复杂生理和机械微环境。OoC具有可定制的腔室结构，在模拟环境相互作用方面具有明显优势[9]。这些系统通过多孔膜连接微通道，能够模拟多细胞组织中的病理过程，如牙髓-牙本质复合体或肿瘤的多器官转移[10]、[11]。利用微流控技术，OoC能够精确控制细胞微环境，包括流体灌注和应力等机械因素，以及微生物和pH值等化学因素[12]、[13]。此外，OoC还允许实时监测细胞对微生物或物理化学因素的反应[9]、[14]。通过微型化体外研究，OoC提高了细胞和组织的利用效率，支持疾病建模和高通量药物筛选，从而有助于开发针对口腔疾病（如口腔癌）的个性化疗法[15]、[16]。
随着人工智能（AI）、3D打印、先进生物传感器和微制造工程等技术的发展，OoC技术正逐步向复杂的多细胞、多器官微流控集成方向发展[17]。随着研究数据的不断增加和研究的深入，AI和机器学习进一步释放了智能OoC的潜力，有助于预测目标器官的疾病并指导治疗策略[18]。机器学习和深度学习可以推动芯片制造、智能数据处理、分析和预测的进步[19]。
OoC已在修复性牙科材料和口腔癌的研究领域得到广泛应用，研究表明OoC能够高保真地模拟牙本质-牙髓界面和肿瘤演变[16]、[20]。Huang等人综述了从常用芯片材料及制造方法到OoC在体外培养中的应用，特别强调了当前用于牙科、口腔和颅面研究的芯片设计。他们系统地介绍了体外 OoC的常用芯片材料及制造方法，详细说明了各种芯片设计（如单腔室、多阵列、平行腔室和串联腔室系统）在牙科、口腔和颅面研究中的具体用途[9]。过去三年中，随着牙面OoC的广泛应用及相关技术的进步，微制造和生物传感器逐渐被整合到牙面OoC中[21]、[22]。此外，AI与OoC技术的结合显著扩展了其应用范围，展现了其在OoC开发中的巨大潜力[18]。本文总结了牙面OoC应用的最新进展，旨在为OoC在口腔生理和病理研究中的应用及优势提供新的视角。我们还强调了将新兴技术整合到OoC中的有效方法，并探讨了AI在牙面OoC中的潜在价值，旨在更好地服务于牙科医学领域并解决更广泛的临床挑战。
