随着计算机辅助设计和计算机辅助制造技术的出现,3D打印已经进入医疗保健领域。从患者特定的手术规划到3D打印的解剖模型,3D打印赋予了临床医生更精确的疾病治疗。3D生物打印技术代表了组织工程的又一进步,旨在设计基于生物活性细胞的生物墨水结构。在颅颌面和口腔种植领域,3D生物打印结构可能有望修复颌面部缺损,并克服当前治疗策略的局限性。本文概述了3D打印/生物打印在颅颌面外科和牙种植中的概念。还将讨论目前的理念及其在这些领域的潜在用途,以及未来的前景。
自1983年查克·赫尔发明立体光刻(SLA)以来,三维(3D)打印已经彻底改变了医学和牙科。3D打印技术的进步和制造成本的降低大大增加了其使用率。这项技术利用增材制造,将材料一层接一层地连接起来创建物体(Hollister 2005)。最初,打印模型用于解剖研究学习,现其应用扩展到包括口腔和颅面修复体,患者特定手术引导和个性化牙种植体(Dadhich et al. 2022)。
使用自体移植物进行组织重建面临着一些挑战,包括利用度有限及供区并发症风险,这在大范围颅颌面缺损和严重的牙槽嵴缺损中尤其如此,在牙种植体植入之前需要广泛的组织移植。此外,同种异体和异种移植物在临床操作和成骨能力方面也存在局限性(Ivanovski et al. 2023)。然而,将3D打印与组织工程概念相结合的3D生物打印技术可能会有效地解决这些问题。
生物3D打印旨在通过对活细胞、生物材料和生物活性分子的逐层精确定位,为特定的患者和部位量身定制,从而产生再生组织和器官。这种个性化治疗有可能模拟大型缺陷重建中复杂的细胞间和细胞内相互作用,为靶向组织修复提供了有希望的解决方案(Bartold & Ivanovski 2022;Obregon et al. 2015)。
除了颅面缺损重建,生物打印技术在口腔再生领域的应用也越来越受到关注。生物3D打印和干细胞技术的创新促进了牙本质、牙龈、牙周韧带、牙槽骨甚至全牙结构的重建(Ostrovidov et al. 2023)。鉴于种植体周围疾病的高患病率(Derks & Tomasi 2015)和种植体周围炎治疗成功的不可预测性(Herrera et al. 2023),基于生物打印的组织和/或牙齿再生可能是治疗牙周病或牙髓病的一种有希望的替代方法。
本文将概述3D打印和生物打印在颅颌面外科和牙种植中的概念。还将讨论目前的理念及其在这些领域中的应用,以及未来的前景。