3D打印技術(shù)又稱3D快速成型技術(shù)或增材制造技術(shù),是一種以數(shù)字模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬、塑料以及生物材料等多種可粘合材料,通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù),該技術(shù)由Charles W.Hull于1986年首次提出。此后,隨著數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的增多和制造業(yè)的發(fā)展,3D打印技術(shù)取得了重大進(jìn)展,并被成功應(yīng)用于頜面外科、修復(fù)、正畸和牙體根管預(yù)備等眾多口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。與其他制作方法相比,3D打印技術(shù)具有更加精確、快速、易于生產(chǎn)且成本效益高等優(yōu)點(diǎn),而且還提供了可單獨(dú)或組合打印多種生物材料和打印具有復(fù)雜設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)象的多功能性。
目前,3D打印技術(shù)在各學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展迅速,其中在口腔材料領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面:(1)根據(jù)數(shù)字影像資料打印出牙齒模型用于模擬臨床操作和教學(xué);(2)利用3D打印技術(shù)制造手術(shù)輔助工具或器械;(3)打印個(gè)性化的種植牙部件或其他修復(fù)體,以修復(fù)牙齒或頜骨缺損;(4)將3D打印技術(shù)應(yīng)用于組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,打印具有生物活性的支架材料用于牙齒、頜骨、牙周等再生研究。本文對(duì)3D打印技術(shù)在口腔材料領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀做一綜述,包括常用的方法、基本步驟、可打印材料以及當(dāng)下面臨的問(wèn)題4個(gè)方面。
1.3D打印的方法
目前在口腔醫(yī)學(xué)中應(yīng)用最廣泛的3D打印方法包括熔融沉積模型法(fused deposition modeling,F(xiàn)DM)、電子束選區(qū)熔化技術(shù)(selective electron beam melting,SEBM)、選擇性激光燒結(jié)法(selective laser sintering,SLS)、立體光刻法(stereolithography,SLA)、噴墨打印法(poly jet printing)以及生物打?。╞ioprinting)技術(shù)等。
FDM是在臨床醫(yī)學(xué)以及口腔醫(yī)學(xué)中最早應(yīng)用的3D打印方法,具有應(yīng)用范圍廣、打印質(zhì)量可靠、安裝方便、費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn),可打印丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene,ABS)和聚乳酸(polylactic acid,PLA)等材料。FDM的基本過(guò)程包括:將打印材料熔化后送入熱噴嘴,擠壓至二維平面,在噴嘴升高或打印機(jī)床下降時(shí)實(shí)現(xiàn)逐層打印。相比較而言,F(xiàn)DM更適用于打印解剖結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的模型,比如牙齒或各種修復(fù)體的模型、教具等;對(duì)于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的對(duì)象,其存在打印時(shí)間變長(zhǎng)、色彩選擇受限、打印精準(zhǔn)度下降以及支撐材料難以清除的缺點(diǎn)。
SEBM是20世紀(jì)90年代中后期發(fā)展起來(lái)的一種粉末床熔融型3D打印技術(shù),該技術(shù)在真空環(huán)境下成形,具有能量利用率高、掃描速度快、成形應(yīng)力低等突出優(yōu)點(diǎn),特別適合高活性、高熔點(diǎn)、脆性難加工的金屬材料的直接成形。
其基本流程為:(1)將所設(shè)計(jì)目標(biāo)物按一定的厚度切片分層,得到所有二維信息;(2)在真空環(huán)境下以電子束為能量源,在電磁偏轉(zhuǎn)線圈的作用下由計(jì)算機(jī)控制,根據(jù)各層截面的CAD數(shù)據(jù)對(duì)鋪好在工作臺(tái)上的粉末層進(jìn)行掃描熔化,一層加工完成后,工作臺(tái)下降一個(gè)層厚的高度,再進(jìn)行下一層鋪粉和熔化,直至零件加工完后從真空箱中取出;(3)用高壓空氣清除松散粉末,得到三維零件。目前,SEBM技術(shù)制備的鈦合金植入體已在醫(yī)用骨科植入材料領(lǐng)域取得了成功,多孔鉭和鈷鉻合金也在臨床得到了試用,未來(lái)市場(chǎng)將會(huì)呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長(zhǎng)趨勢(shì)。
SLS和SLA都是采用激光進(jìn)行逐層掃描的對(duì)象構(gòu)建,SLS采用粉末狀材料進(jìn)行打印,而SLA則是基于液體樹脂材料進(jìn)行打印。二者均克服了FDM打印精度不足以及打印原材料受限的缺點(diǎn),但容易出現(xiàn)打印物體聚合收縮的現(xiàn)象。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,SLS和SLA技術(shù)主要用于打印具有生物相容性的聚合體植入物,包括打印具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的對(duì)象以及可生物降解的組織工程支架等。噴墨打印法是目前打印精度最高的3D打印技術(shù),其操作原理為:以超薄層(16μm)的狀態(tài)將光敏聚合材料逐層地噴射到構(gòu)建托盤上,直至部件制作完成。
每一層感光聚合材料在被噴射后立即用紫外線光照進(jìn)行凝固,從而制作出完整的模型,可立即進(jìn)行搬運(yùn)與使用,而無(wú)需等待凝固。全部流程由直觀的ObjetstudioTM軟件管理。噴墨打印法的優(yōu)勢(shì)在于其可對(duì)打印材料的密度、硬度、柔韌性、孔隙度、分辨率等各方面特性進(jìn)行精確控制,打印精度可達(dá)16μm,加工成型速度快,尤其適用于加工具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的對(duì)象。其缺點(diǎn)是材料加工成型后需要強(qiáng)力清洗,以及支撐材料難以移除等。
目前,噴墨打印法在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括:(1)加工個(gè)性化設(shè)計(jì)的具有復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)的人體組織、器官的3D模型,然后進(jìn)行外科手術(shù)方案的確定;(2)加工外科手術(shù)過(guò)程中所需的支架或?qū)О?;?)進(jìn)行整形或心臟手術(shù)的術(shù)前模擬;(4)用于組織工程支架的3D打印等。近十年來(lái),隨著3D打印在各學(xué)科應(yīng)用的迅速發(fā)展,將3D打印技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)的組織工程技術(shù)相結(jié)合便產(chǎn)生了生物打印技術(shù)。
目前許多材料已被用于制造可加載細(xì)胞的3D打印支架,如殼聚糖、硅酸鈣復(fù)合物及可緩釋生物活性因子的聚合物材料等。在細(xì)胞培養(yǎng)方面,利用生物打印技術(shù)將種子細(xì)胞與3D打印的聚合物支架材料相結(jié)合,可為組織工程、藥物篩選和體外疾病模型建立提供三維的細(xì)胞培養(yǎng)體系。目前,以“種子細(xì)胞墨水”(cell ink)或細(xì)胞聚集體/微組織系統(tǒng)為基礎(chǔ)的生物打印技術(shù)已被開發(fā)出來(lái),用于加工人工“組織”,并被證實(shí)可在體外建立復(fù)雜的三維模型。3D打印也為臨床干細(xì)胞治療技術(shù)帶來(lái)了新的啟發(fā),其可將種子細(xì)胞靈活地打印至個(gè)性化設(shè)計(jì)的支架材料中,用于體內(nèi)移植和組織再生。
2.3D打印的基本步驟
整個(gè)3D打印過(guò)程基本上可分為4個(gè)步驟:(1)利用掃描的或計(jì)算機(jī)斷層掃描的數(shù)據(jù),在軟件內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字化的3D模型;(2)對(duì)3D模型進(jìn)行分析處理,“分層切割”后形成許多“二維層”數(shù)據(jù);(3)采用逐層堆積材料的方式構(gòu)建物體的實(shí)體模型,逐層打印出最終的3D對(duì)象;(4)打印完成后的處理,包括打印對(duì)象的處理以及支撐結(jié)構(gòu)的徹底清除等。這個(gè)基本的工作流程能夠適用于不同類型的3D打印技術(shù),可廣泛使用金屬、陶瓷、高分子聚合物等打印材料。
3.3D打印的口腔材料
目前3D打印技術(shù)已滲透至社會(huì)生活的各個(gè)方面,對(duì)于3D打印材料的研究多而廣泛。本文主要介紹口腔材料領(lǐng)域所涉及的3D打印材料。對(duì)于此類材料,要求不能具有明顯的細(xì)胞毒性,同時(shí)需具有良好的生物相容性。對(duì)于應(yīng)用于牙體牙髓、牙周再生等方面的3D打印材料,要求能夠促進(jìn)細(xì)胞在材料表面黏附、增殖及分化等生物學(xué)行為。其主要包括以下5類:(1)金屬材料;(2)生物陶瓷材料;(3)可生物降解的天然聚合物;(4)可生物降解的合成聚合物;(5)人牙齒、血液等衍生物。
3.1金屬材料
金屬生物材料因其優(yōu)異的機(jī)械性能而被廣泛應(yīng)用于口腔及整形外科領(lǐng)域。與聚合物和陶瓷相比,其具有高強(qiáng)度、強(qiáng)韌性和高硬度的特點(diǎn),更適合在承重區(qū)使用。據(jù)報(bào)道,可通過(guò)調(diào)節(jié)金屬材料孔徑大小改變金屬支架的機(jī)械性能。鈦和鈦合金具有高生物相容性、適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能和彈性,可促進(jìn)骨骼再生。不同研究報(bào)告顯示,基于鈦的3D支架顯示出良好的親水性,從而促進(jìn)了礦物質(zhì)沉積的增加;并通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)證實(shí),其促進(jìn)了細(xì)胞的黏附和增殖以及新骨的形成,且在體內(nèi)無(wú)任何炎癥或壞死的跡象。雖然鈦金屬已被證實(shí)是一種良好的材料,但鈦金屬植入物不能被骨內(nèi)植入物代替,也不能作為生物活性分子的載體。同時(shí)鈦和鈦合金的一個(gè)主要缺點(diǎn)是缺乏生物降解性,去除時(shí)需要進(jìn)行二次手術(shù),大大增加了醫(yī)療成本。
在過(guò)去的十年中,人們對(duì)鎂和鎂合金進(jìn)行了深入的研究,發(fā)現(xiàn)鎂離子能夠促進(jìn)細(xì)胞黏附和成骨分化,鎂合金的彈性模量與人體骨骼相接近,并且鎂合金材料結(jié)合了惰性材料和可降解材料的優(yōu)點(diǎn),成為醫(yī)用材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。雖然純鎂在體內(nèi)的降解速度很快,但可通過(guò)使用鎂合金或在純鎂上鍍鈦或陶瓷來(lái)加以控制。高生祥等通過(guò)對(duì)熱等靜壓前后合金的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),使用熱等靜壓工藝對(duì)3D打印的鎂合金進(jìn)行熱致密化處理后能在一定程度上使合金組織明顯細(xì)化,力學(xué)性能和耐磨損性能得到明顯提高。
姜海鵬等采用3D打印后熱等靜壓處理工藝制備了鎂基骨釘,并對(duì)其進(jìn)行顯微組織觀察以及力學(xué)性能和生物相容性的實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),鎂基骨釘組織致密、細(xì)小,無(wú)明顯孔隙,具有與人體骨骼相似的力學(xué)性能,并有較佳的生物相容性。鈷基合金與鈦合金相比,硬度高、耐磨性優(yōu)異、成本低,更適合于制造體內(nèi)承載條件苛刻的長(zhǎng)期植入體,也是醫(yī)療中常用的金屬,但由于鈷、鎳元素存在嚴(yán)重致敏性,導(dǎo)致其在應(yīng)用過(guò)程中受到一定限制,不過(guò)近年來(lái)通過(guò)表面改性技術(shù)又重新提高了其臨床應(yīng)用效果。鉭、鈮、鋯都具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗生理腐蝕能力以及良好的生物相容性,在生物醫(yī)學(xué)中也得到一定的應(yīng)用,但昂貴的價(jià)格限制了其廣泛應(yīng)用。該組材料在口腔醫(yī)學(xué)中可用于頜面部骨缺損修復(fù)、牙體修復(fù)、種植體制造等領(lǐng)域。
對(duì)于上述材料,每種材料都有顯著的特點(diǎn)和各自的局限性。而由于骨、牙齒等硬組織由有機(jī)成分和無(wú)機(jī)成分構(gòu)成,使得單一生物材料難以模擬其復(fù)雜的組織構(gòu)造,也難以滿足組織所需要的全部特性。因此,在應(yīng)用中往往將2種或2種以上不同的生物材料結(jié)合在一起,在整體性能上產(chǎn)生“協(xié)同效應(yīng)”,并改善支架的機(jī)械性能、生物活性和降解能力等特性。這些材料被稱為“復(fù)合材料”或“混合材料”,如“陶瓷/金屬”和“聚合物/金屬”等。
張明等介紹了一種聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)/β-磷酸三鈣(β-TCP)/鎂(Mg)多孔支架的多參數(shù)制備技術(shù)研究,通過(guò)采用聚合物/陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料,改善了目前用于修復(fù)骨缺損的可降解材料缺乏有效促成骨活性因子、力學(xué)強(qiáng)度不適宜、易引起局部炎癥等問(wèn)題,提高了多孔支架的促成骨活性,以利于植入部位的骨再生及功能重建。
3.2生物陶瓷材料
生物陶瓷包括磷酸鈣生物陶瓷和生物活性玻璃等,它們?cè)诳谇患肮强祁I(lǐng)域中作為骨填充劑已得到了廣泛應(yīng)用。磷酸鈣生物陶瓷包含羥基磷灰石(HA)、磷酸三鈣(TCP)和雙相磷酸鈣(BCP)等。HA是研究最多的磷酸鈣生物陶瓷,其與天然骨、牙齒等具有相同的化學(xué)成分,并對(duì)成骨細(xì)胞的黏附和增殖有積極影響,具有成骨誘導(dǎo)性。HA不可吸收,這種特性有利于維持骨再生空間的穩(wěn)定。
TCP有高溫型的α相和低溫型的β相2種。Trisi等的研究結(jié)果表明,β-TCP在體內(nèi)降解時(shí)伴隨新骨形成,其生物降解性在TCP中最強(qiáng)且不妨礙骨基質(zhì)的形成。β-TCP的理化及生物學(xué)特性均優(yōu)于HA,其移植入機(jī)體內(nèi)后可自行降解,在植骨床鄰近處維持鈣磷離子的固液平衡,這些鈣磷離子最終形成鈣磷固體沉積在骨表面,形成與骨的直接結(jié)合。當(dāng)TCP的兩相成分與HA結(jié)合時(shí),會(huì)產(chǎn)生BCP。
相比其他磷酸鈣陶瓷,BCP具有更顯著的生物活性、機(jī)械性能以及促進(jìn)骨生長(zhǎng)能力。同時(shí)BCP也具備骨傳導(dǎo)作用和良好的組織相容性,適合作為一種骨移植替代材料。因其具有產(chǎn)量高、價(jià)格低的優(yōu)勢(shì),在口腔頜面外科、牙周科以及骨科等學(xué)科領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。BCP已被證實(shí)是一種能支持新骨形成的、安全的生物相容性支架,既可單獨(dú)使用也可與生長(zhǎng)因子結(jié)合使用。
Chen等利用凝膠法開發(fā)出能夠快速凝固及降解可控的鎂-硅酸鈣水門汀(Mg-CS)支架材料,用于骨、牙齒等硬組織再生。研究發(fā)現(xiàn),Mg-CS的降解速率取決于其中Mg的含量,緩釋的Mg離子可促進(jìn)牙周膜細(xì)胞的增殖能力,提高細(xì)胞堿性磷酸酶(ALP)、牙齒發(fā)生相關(guān)基因DSPP和DMP-1及血管生成相關(guān)蛋白vWF和ang-1的分泌,證實(shí)該材料具有促進(jìn)牙齒發(fā)生和血管生成等功能。以上材料也都可采用可注射成型的水門?。ê齽┬问剑祟惪伤苄蔚牧姿徕}材料對(duì)復(fù)雜形貌的骨缺損具有良好的適應(yīng)性,這是傳統(tǒng)的骨移植材料難以實(shí)現(xiàn)的。
生物陶瓷材料由于其出色的生物相容性、生物活性、親水性、骨傳導(dǎo)性以及潛在骨誘導(dǎo)能力,同時(shí)其成分與天然骨類似、成本相對(duì)低廉,在骨及牙組織重建中被廣泛應(yīng)用。但由于其剛度差、低韌性、易碎性的缺點(diǎn),對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)計(jì)對(duì)象難以成型,3D打印中SLS技術(shù)可小部分彌補(bǔ)其難以成型的缺陷,使其在骨及口腔組織修復(fù)中得以應(yīng)用,但仍限制在非承重區(qū)。
3.3可生物降解的天然聚合物
天然聚合物包括蛋白質(zhì)和多糖,由于其具有良好的親水性、生物相容性、細(xì)胞識(shí)別性,并能增強(qiáng)周圍環(huán)境中的細(xì)胞相互作用,而成為在不同臨床應(yīng)用中首先使用的生物材料。由于這些特性,它們作為水凝膠在組織工程支架材料研究中進(jìn)行了深入探索,而且取得了滿意的效果。膠原蛋白是人體中表達(dá)最廣泛的蛋白質(zhì)之一,可為從皮膚到骨骼的許多組織提供強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。多糖、殼聚糖具有生物相容性好、無(wú)毒、止血、止痛、抗菌、促進(jìn)創(chuàng)口愈合、可生物降解的特性,這些特性可極大地降低支架污染及術(shù)后感染的風(fēng)險(xiǎn),從而防止支架的最終暴露和手術(shù)失敗。
藻酸鹽和殼聚糖在人體內(nèi)并不存在,但它們卻顯示出與人體組織(如骨)天然細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)中發(fā)現(xiàn)的糖胺聚糖(GAG)具有結(jié)構(gòu)相似性,從而成為用于組織再生的優(yōu)異材料。其缺點(diǎn)是缺乏生物活性、機(jī)械性能較弱及在酶促反應(yīng)下具有較快的降解速度,這些使天然聚合物在口腔組織的再生應(yīng)用中受到一定的限制。
3.4可生物降解的合成聚合物
由于可生物降解合成聚合物的成本相對(duì)較低,且與天然聚合物相比具有較長(zhǎng)的保質(zhì)期。該組中研究最多的生物材料是脂肪族聚酯(aliphatic polyesters),包括聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)及聚乳酸-羥基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]等。其中,PCL具有生物相容性好、降解速度慢和機(jī)械穩(wěn)定性高的特點(diǎn),適用于各種支架制造技術(shù)。Suárez-González等設(shè)計(jì)具有不同孔徑大小的PCL支架,加載牙周膜干細(xì)胞后,用于牙周復(fù)合體(骨/牙周膜/牙骨質(zhì))的再生,發(fā)現(xiàn)采用3D打印設(shè)計(jì)的不同孔徑的孔隙具有誘導(dǎo)不同類型組織再生的特點(diǎn)。一般而言,脂肪族聚酯與天然聚合物和生物陶瓷相比,降解速度較慢。合成聚合物通過(guò)水解而降解,水解分為2種形式,即整體降解和表面侵蝕。
大多數(shù)可利用的聚酯通過(guò)整體降解的形式水解,該機(jī)制的特征是在生物材料內(nèi)部發(fā)生水解,導(dǎo)致空殼形成,但外形尺寸仍可維持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,這一特征使其適用于制作骨移植替代物的支架,但不太適合作為藥物遞送的載體。Sandberg等將PLA膜應(yīng)用于骨缺損研究,發(fā)現(xiàn)骨膜內(nèi)的成骨細(xì)胞沿PLA膜表面增殖、分化、分泌骨基質(zhì)鈣化成骨;同時(shí)PLA材料可通過(guò)自身降解產(chǎn)物刺激骨膜成骨。
3.5人牙齒、血液等衍生物
胞外基質(zhì)(ECM)衍生的支架可提供用于組織再生的天然和細(xì)胞相容的微環(huán)境。其中,牙本質(zhì)基質(zhì)已被證明含有多種可促進(jìn)牙齒形成的可溶性和不溶性的信號(hào)分子。Athirasala等開發(fā)了一種新型的生物墨水(bioink),將可打印的藻酸鹽水凝膠與牙本質(zhì)基質(zhì)的可溶性和不溶性部分混合,發(fā)現(xiàn)藻酸鹽和牙本質(zhì)的比例為1∶1時(shí),可溶性牙本質(zhì)分子得到了較好的保存,水凝膠混合物的黏度也較為合適。作者證實(shí)此生物墨水具有良好的細(xì)胞相容性和天然牙源性能力,可用于制造具有復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)的牙形態(tài)支架和用于牙齒再生。富血小板纖維蛋白(platelet-rich fibrin,PRF)作為第2代血液濃縮制品,不但含有各種細(xì)胞因子和血小板,可有效促進(jìn)軟、硬組織再生,并且具有成本低、易于制備等優(yōu)點(diǎn)。
宋亞平等對(duì)比研究了使用珊瑚羥基磷灰石(CHA)與PRF的復(fù)合物成骨和單獨(dú)使用CHA成骨的效能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者明顯優(yōu)于后者。在國(guó)外的一項(xiàng)臨床治療中,研究者術(shù)前基于1例牙周缺損患牙的CBCT數(shù)據(jù)集利用3D打印制作光敏樹脂支架,然后將患者的血液進(jìn)行離心以獲得PRF,將其與Bio-Oss?骨粉混合并加載到支架,再在支架上部覆蓋PRF膜和Bio-Gide?膠原膜,手術(shù)后15個(gè)月隨訪顯示,治療部位的牙周袋深度減小,牙周骨組織也有少量形成。PRF被視為牙周再生治療的理想生物材料。
4.3D打印技術(shù)在口腔材料應(yīng)用中面臨的問(wèn)題
盡管在過(guò)去的幾年中,如噴墨打印法之類的商用3D打印已經(jīng)達(dá)到了極高的分辨率,但將3D打印技術(shù)應(yīng)用于可植入的口腔生物材料的研究,仍然受到可打印材料各方面性狀的嚴(yán)重制約。
例如:(1)有機(jī)溶劑不僅會(huì)損害支架的生物相容性,還會(huì)損害打印機(jī)頭的使用壽命。為了避免使用有機(jī)溶劑,推薦發(fā)展水性黏合劑用于支架制造。(2)較高的處理溫度會(huì)損害并縮短普通3D打印機(jī)的工作壽命。因此,應(yīng)探索低溫3D打印的可行性,尤其對(duì)于陶瓷材料而言,可增強(qiáng)其穩(wěn)定性、控制收縮率以及在此基礎(chǔ)上添加生物活性因子、聚合物等。(3)當(dāng)前使用的大多數(shù)3D打印技術(shù)無(wú)法長(zhǎng)期維持細(xì)胞生存以及生物分子的活性,若克服上述技術(shù)的局限性,將活細(xì)胞、生長(zhǎng)因子或藥物等加入3D打印的支架中,可進(jìn)一步推進(jìn)3D打印技術(shù)在口腔再生中的應(yīng)用。(4)如何同時(shí)保證打印的支架材料具有良好的機(jī)械性能、高分辨率以及精確的多孔互連結(jié)構(gòu)等。針對(duì)此問(wèn)題,可通過(guò)制備復(fù)合生物材料的混合物及優(yōu)化3D打印后的處理工藝等進(jìn)行改善,通過(guò)協(xié)調(diào)打印支架材料的機(jī)械性能、生物相容性、藥物輸送能力和降解特性等,改善3D打印材料的各種性能。
5.展望
3D打印技術(shù)在材料制作方面精確迅捷,目前在口腔頜面外科手術(shù)、牙周病治療、口腔修復(fù)以及種植牙治療等領(lǐng)域中進(jìn)行了廣泛研究和應(yīng)用,但仍存在著大量亟待解決的問(wèn)題。尤其是對(duì)于頜骨或牙周等再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,如何選擇相應(yīng)的種子細(xì)胞和生物墨水,如何保證不同種子細(xì)胞在生物材料中的活性和生理功能,如何維持種子細(xì)胞、生物支架材料和周圍移植環(huán)境進(jìn)行更好的相互作用等需要進(jìn)一步研究。需要注意的是,目前國(guó)內(nèi)方面對(duì)于3D打印技術(shù)在口腔材料領(lǐng)域的研究很少,臨床試驗(yàn)也極為有限。希望今后國(guó)內(nèi)能有更多的科研團(tuán)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行深入研究。相信在不久的將來(lái),3D打印技術(shù)必將引領(lǐng)一場(chǎng)口腔材料學(xué)的技術(shù)革命。
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