本发明提供一种用于牙髓再生的多能干细胞MDPSCs，属于组织工程技术领域。所述MDPSCs为从牙间充质组织中分离的CD24a阳性细胞，所述MDPSCs在3D培养条件下展现自更新能力，形成阳性表达多能相关标志基因Sox2，Nanog，Oct4和Ki67的细胞小球。本发明还提供所述多能干细胞的制备方法及应用。本发明多能干细胞MDPSCs用3D培养的方法对其成功分离和富集，并结合流式细胞术定义了MDPSCs的特征性表面标记。MDPSCs裸鼠体内移植能够再生牙髓，可替代传统根管治疗，在消除牙髓炎症的前提下保存活髓。本发明多能干细胞MDPSCs具有形成血管化牙髓‑牙本质复合体的能力，为研究功能性牙髓再生以及临床转化应用提供了细胞基础。