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研究人員通過3D打印更加接近再生牙科

魔猴君  行業(yè)資訊   1260天前

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魯汶大學(xué)的跨學(xué)科研究人員團隊已邁出了一步,可以使用3D打印從根部長出牙齒。由外傷和發(fā)育異常引起的牙齒狀況通常會影響發(fā)育中的恒牙,特別是在兒童中,導(dǎo)致組織脫落,甚至整顆牙齒脫落。為了解決這個問題,通過組織生物工程化的“牙根”,牙科組織工程學(xué)已成為一種潛在的修復(fù),再生甚至牙齒替代的手段。在他們的最新研究中,研究小組研究了來自動物和真菌來源的殼聚糖支架的3D打印,這些支架將來可能會在這種再生牙科應(yīng)用中使用。

腳手架的制造過程。圖片來自KU Leuven。

3D打印與再生醫(yī)學(xué)

3D打印在再生醫(yī)學(xué)中的作用仍處于起步階段,盡管最近在該領(lǐng)域已取得了一些有希望的發(fā)展。布法羅大學(xué)的科學(xué)家從人體組織生物打印方面的突破開始,開發(fā)出了一種快速的新型3D生物打印方法,旨在使已完全打印的人體器官更接近現(xiàn)實,而隆德大學(xué)的研究人員則開發(fā)了一種新的可從海藻和肺中提取的3D可打印生物墨水??捎糜诖蛴☆愃朴谌祟悮獾赖慕Y(jié)構(gòu)的組織,能夠支持細胞和血管的生長。

3D打印機OEM 3D Systems最近還宣布了其“從打印到灌注”生物打印平臺的突破,該平臺現(xiàn)在能夠快速生產(chǎn)全尺寸,帶血管的肺支架。因此,該公司正計劃加大其再生醫(yī)學(xué)活動的開展。最近,賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員推出了一種3D生物打印工藝,該工藝能夠同時打印硬組織和軟組織,從而在一個步驟中修復(fù)皮膚和骨骼的損傷。盡管在3D打印中為牙科應(yīng)用(例如定制的對準(zhǔn)器,永久性牙冠和牙科植入物)邁出了巨大步伐,但針對牙科應(yīng)用的再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展卻沒有受到關(guān)注。然而,最近已經(jīng)探索了組織工程學(xué)和再生醫(yī)學(xué),以替換有損傷和缺失的牙齒組織,并獲得了令人鼓舞的結(jié)果,例如再生牙髓治療程序。

這些程序旨在修復(fù)或替換發(fā)炎或受損的牙髓(由活結(jié)締組織和細胞組成的牙齒中央部分),以恢復(fù)血管生成,免疫反應(yīng),神經(jīng)供應(yīng)和牙本質(zhì)處置。為牙釉質(zhì)提供支撐的牙齒的最大結(jié)構(gòu)部件。

SEM圖像顯示了支架的微觀結(jié)構(gòu)。圖片來自KU Leuven

3D打印殼聚糖支架

研究人員認為,殼聚糖除了具有生物相容性,生物降解性和凝膠形成能力外,還具有抗菌和免疫調(diào)節(jié)特性,因此在牙科組織工程應(yīng)用中引起了人們的關(guān)注。殼聚糖部分衍生自甲殼類動物的外骨骼,例如螃蟹和蝦,真菌或昆蟲。

為該特定研究選擇了兩種類型的殼聚糖。動物來源的殼聚糖和源自黑曲霉的真菌殼聚糖,黑曲霉是引起黑霉病的常見真菌。明膠粉被用作附加聚合物,而Genipin3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)被用作交聯(lián)劑。殼聚糖基支架是通過乳液冷凍干燥技術(shù)制備的,該技術(shù)涉及使用CAD軟件設(shè)計合適尺寸的模具,然后使用polyjet 3D打印機進行印刷。然后制備聚合物溶液并將其分配在模具中,然后立即將其放置在干冰中進行定向冷凍以獲得徑向取向的孔結(jié)構(gòu)。然后將模具冷凍干燥24小時并脫模以獲得最終的支架。這次是在打印基本模具的同時,3D打印允許設(shè)計和生產(chǎn)患者和牙齒專用的模具,因此也可以設(shè)計和生產(chǎn)腳手架。特別是對真菌衍生的殼聚糖支架進行了探索,以其降低變應(yīng)性反應(yīng)風(fēng)險,低分子量和增強抗菌性能的理想特性。

更普遍地,研究了支架在不成熟牙齒的無細胞再生牙髓中的直接臨床應(yīng)用以控制感染,誘導(dǎo)牙本質(zhì)形成和牙根形成的直接臨床應(yīng)用。研究人員還認為,可以通過添加無機成分(如生物活性玻璃)來促進牙槽骨再生,從而對定制的腳手架進行修改。 牙槽骨是位于人的頜骨上的包含牙槽的厚骨脊。

展望未來,該團隊將致力于深入了解干細胞和免疫細胞對支架的反應(yīng),以優(yōu)化其在牙槽組織工程中的應(yīng)用。


來源:https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/40291.html

   
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