Mit der Einführung von Computer-assisted Design und Computer-assisted Manufacturing Technology hat der 3D-Druck Einzug in die Gesundheitsversorgung gehalten. Von patientenspezifischen Operationsschablonen bis zu 3D-gedruckten anatomischen Modellen ermöglicht der 3D-Druck dem Arzt eine präzisere Behandlung von Krankheiten. Der 3D-Biodruck bedeutet einen weiteren Fortschritt beim Tissue Engineering, das darauf abzielt, Formstücke aus biologisch aktiven zellbasierten Biotinten zu designen. Auf den Gebieten der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie und der Implantologie eröffnet das 3D-Bioprinting vielversprechende Möglichkeiten bei der Regeneration orofazialer Defekte und der Überwindung von Einschränkungen der bisherigen Behandlungsstrategien. Dieser Artikel vermittelt eine Übersicht über den 3D-Druck/-Biodruck in der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie und Implantologie. Außerdem werden die aktuellen Konzepte sowie ihr potenzieller Einsatz in diesen Bereichen und ihre zukünftigen Perspektiven besprochen.
Seit der Erfindung der Stereolithografie (SLA) durch Chuck Hull im Jahr 1983 hat der dreidimensionale Druck die Medizin und Zahnmedizin revolutioniert. Die Fortschritte in der 3D-Drucktechnologie und die Senkung der Herstellungskosten haben die Verbreitung der Technologie erheblich gesteigert. Die Technologie verwendet die additive Fertigung, bei der die Materialien zur Fertigung von Objekten Schicht für Schicht ergänzt werden (Hollister 2005). Zunächst wurden damit gedruckte Modelle für anatomische Studien angefertigt, aber ihre Anwendung erweiterte sich auf kraniofaziale Prothesen, individualisierte Operationsschablonen, und personalisierte Zahnimplantate (Dadhich et al. 2022).
Zu den Herausforderungen bei der Verwendung autologer Transplantate gehören deren begrenzte Verfügbarkeit und die Morbidität der Entnahmestelle. Dies gilt vor allem für große Mund-Kiefer-Gesichts- und Alveolarkammdefekte, bei denen vor dem Setzen eines Implantats eine ausgedehnte Transplantation erfolgen muss. Die Verwendung von Allografts und Xenografts wiederum ist durch das erschwerte Handling und die fehlende osteogene Kapazität eingeschränkt (Ivanovski et al. 2023). Der 3D-Biodruck, der den 3D-Druck mit Konzepten des Tissue Engineering kombiniert, kann diese Einschränkungen effektiv überschreiten.
Der 3D-Biodruck kann regenerative Gewebe und Organe erzeugen, indem er – präzise auf den jeweiligen Patienten und die Lokalisation zugeschnitten – lebende Zellen, Biomaterialien und bioaktive Moleküle aufschichtet. Diese personalisierte Behandlung ahmt bei der Rekonstruktion großer Defekte komplexe inter- und intrazellulären Interaktionen nach und bietet vielversprechende Lösungen für eine gezielte Gewebereparatur (Bartold & Ivanovski 2022; Obregon et al. 2015).
Neben dem Einsatz zur Rekonstruktion kraniofazialer Defekte wächst das Interesse an der Anwendung des Bioprintings in der regenerativen Zahnheilkunde. Inzwischen ermöglichen Innovationen beim 3D-Biodruck und der Stammzelltechnologie die Rekonstruktion von Dentin, Gingiva, Parodontalligament, Alveolarkamm und selbst kompletter Zähne (Ostrovidov et al. 2023). Angesichts der hohen Prävalenz der periimplantären Erkrankungen (Derks & Tomasi 2015) und des Umstands, dass der Erfolg einer periimplantären Behandlung nicht vorhersagbar ist (Herrera et al. 2023), könnte die Gewebe- und/oder Zahnregeneration unter Verwendung von Biodruck eine vielversprechende Alternative zur Behandlung von parodontal erkrankten oder unbezahnten Patienten sein.
Dieser Artikel vermittelt eine Übersicht über den 3D-Druck/-Biodruck in der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie und Implantologie. Außerdem werden die aktuellen Konzepte und ihr potenzieller Einsatz in diesen Gebieten sowie auch ihre zukünftigen Perspektiven besprochen.