医疗和牙科

研究人员更接近再生牙科3D打印

一个跨学科的研究团队KU鲁汶大学已经越来越靠近使用3D打印从根部再生牙齿的步骤。

由创伤和发育异常引起的牙齿状况往往会影响恒牙的发育,尤其是儿童,导致组织甚至整个牙齿脱落。为了解决这个问题,牙齿组织工程已经成为一种潜在的修复、再生、甚至通过制造生物工程“牙根”来替代牙齿的方法。

在他们的最新研究中,该团队研究了3D打印壳聚糖支架,这种支架来源于动物和真菌,在未来有可能用于这种再生牙科应用。

支架制造工艺。通过ku leuven。
支架制造工艺。通过ku leuven。

3D印刷和再生医学

3D打印在再生医学中的作用仍然处于初级阶段,尽管最近在这一领域已经有了一些有前景的发展。

从人类组织生物打印技术的突破开始,来自布法罗大学的已经开发了一个快速的新型3D生物打印方法预计将使完全打印的人体器官更接近现实,而来自隆德大学已经开发了一个新的3D打印生物墨水源自海藻和肺组织,可用于印刷类似于能够支持细胞和血管生长的人尺寸的气道的构建体。

3 d打印机OEM三维系统最近还宣布了它的突破打印到灌注生物文化平台目前,该公司已经能够快速生产全尺寸、带血管化的肺支架。因此,该公司正计划进一步加强其再生医学活动。

最近,宾夕法尼亚州研究人员公布了一种3D生物打印技术同时印刷硬质和软组织在单一程序中修复皮肤和骨损伤。

尽管3D打印在牙科应用方面取得了很大的进步,比如定制的调整器永久冠,牙科植入物,牙科申请的再生医学发展较少焦点。然而,最近已经探讨了组织工程和再生医学,以替代受伤和缺少牙科组织,具有有前途的结果,例如再生牙髓手术。

这些程序旨在修复或更换发炎或损坏的牙髓 - 该部分在由生物结缔组织和细胞组成的牙齿中心的部分 - 为了恢复血管化,免疫应答,神经供应和牙本质处置,这是指的为牙釉质提供支撑的牙齿的最大结构部件。

扫描电镜图像显示支架的微观结构。通过ku leuven。
SEM图像显示脚手架的微观结构。通过ku leuven。

3D打印壳聚糖支架

据研究人员介绍,除了其生物相容性,生物调节性和凝胶成矿能力之外,壳聚糖引起了牙科组织工程应用的关注。壳聚糖部分来自甲壳类动物的外骨骼,如螃蟹和虾,真菌或昆虫。

本研究选择了两种类型的壳聚糖;动物壳聚糖和真菌壳聚糖来源于黑曲霉,一种常见的真菌引起黑霉。以明胶粉作为附加聚合物,以genipin和3-缩水甘油三酯丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)作为交联剂。

壳聚糖基支架是通过乳化冷冻干燥技术制备的,该技术涉及使用CAD软件设计合适尺寸的模具,然后使用polyjet 3D打印机打印。然后在模具中制备并分配聚合物溶液,然后立即放入干冰中进行定向冻结,以实现径向定向孔结构。

然后冷冻干燥24小时,脱模,得到最终的支架。虽然这一次打印的是基本的模具,但3D打印允许设计和生产病人和牙齿特定的模具,因此支架。

特别是真菌衍生的壳聚糖支架,其可取的特性,降低过敏反应的风险,低分子量和增强抗菌性能。

更一般地,研究了支架,用于它们的直接临床应用,以控制未成熟的牙齿的无细胞再生胸腺功能,以控制感染,诱导牙本质形成和根部形成。

研究人员还认为,通过添加无机成分,例如生物活性玻璃,可以通过添加无机成分来修饰它们的定制支架,以促进肺泡骨再生。肺泡骨是厚的骨脊,含有位于一个人的颚骨上的牙齿插座。

前进,该团队将专注于响应支架,以响应于支架而深入了解干细胞和免疫细胞行为,以优化其在心脏肺泡组织工程中的应用。

关于这项研究的更多信息可以在论文中找到“3D打印辅助制造不同来源的壳聚糖支架和用于牙科组织工程的交联剂,”发表在《欧洲细胞与材料》杂志上。该研究由M. EzEldeen, J. Loos, Z, Mousavi Nejad, M. Cristaldi, D. Murgia, A. Braem和R. Jacobs共同撰写。

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特色图像显示了脚手架制造过程。通过ku leuven。

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