Zastosowania biodruku 3D w stomatologii

Anisha Hall Hoppe, Dental Tribune International

wto. 15 października 2024

ratować

WARDHA, Indie: Zastosowanie technologii druku 3D w stomatologii do wykonywania modeli, aparatów nakładkowych, szablonów chirurgicznych, a także różnorodnych uzupełnień protetycznych staje się coraz bardziej powszechne, jednak zastosowanie technik biodruku w regeneracji tkanek wciąż należy do nowości. Zespół naukowców z Instytutu Szkolnictwa Wyższego i Badań Datta Meghe w Indiach (Datta Meghe Institute of Higher Education and Research ) opublikował przegląd zastosowań druku przestrzennego tkanek (biodruku), które mogą udoskonalić leczenie rekonstrukcyjne i regeneracyjne w stomatologii.

Drukowanie przestrzenne tkanek czyli biodruk 3D jest technologią, która coraz częściej znajduje zastosowanie w medycynie i inżynierii tkankowej. Biodruk 3D polega na tworzeniu niestandardowych, trójwymiarowych struktur biologicznych poprzez warstwowe nakładanie komórek i biomateriałów, wykorzystując komputerowo sterowane urządzenia drukujące. Autorzy badania analizują, w jaki sposób technologia ta może zyskać na popularności, biorąc pod uwagę jej zdolność do precyzyjnej kontroli osadzania komórek i materiałów, a w efekcie oferując nowe możliwości regeneracyjne w stomatologii i poza nią.

Kluczowymi elementami biodruku 3D są biotusze (bioinki) i rusztowania. Bioinki składają się z biomateriałów i żywych komórek, które naśladują środowisko zewnątrzkomórkowe, natomiast rusztowania zapewniają ramy strukturalne niezbędne do wzrostu komórek i tworzenia tkanek. Ponieważ biodruk 3D tworzy rusztowania o równomiernym rozproszeniu komórek, zastosowanie materiałów biodrukowanych 3D pozwala na dostosowanie do pożądanych wymiarów i konfiguracji określonych tkanek. Proces biodruku 3D składa się z trzech głównych etapów: pre-printing (przygotowanie modelu), drukowanie i post-printing. Pre-printing obejmuje zaprojektowanie modelu 3D tkanki, która ma być wydrukowana, najczęściej przy użyciu oprogramowania CAD. Etap druku polega na stworzeniu struktury za pomocą biodrukarki, a etap post-druku skupia się na dojrzewaniu, implantacji i testowaniu biodruku tkanki.

Opublikowany przegląd obejmuje różne techniki biodruku, w tym atramentowe, wytłaczane i wspomagane laserem, z których każda oferuje inne podejście do uzyskiwania precyzyjnych konstrukcji tkankowych. Na przykład biodruk oparty na drukarkach atramentowych wykorzystuje kropelki atramentu do dokładnego lokalizowania komórek, podczas gdy biodruk oparty na wytłaczaniu wykorzystuje ciągły przepływ biotuszu, co jest istotne w przypadku większych struktur. Biodruk wspomagany laserem zapewnia wysoką żywotność komórek dzięki zastosowaniu metod bezkontaktowych do drukowania średnio lepkich materiałów biologicznych.

Jeśli chodzi o stomatologię, niektóre z omawianych zastosowań biodruku 3D obejmują systemy dostarczania leków, pokrywanie powierzchni korzeni zębów, zachowanie zębodołu i protetykę szczękowo-twarzową. Jednak lista potencjalnych zastosowań jest praktycznie nieskończona, ponieważ technologia ta jest obiecująca również w takich obszarach, jak odbudowa zespołu przyzębia, czy regeneracja miazgi zębowej. Co więcej, pojawienie się biodruku 4D wprowadza inteligentne rusztowania, które mogą reagować na bodźce, potencjalnie rewolucjonizując inżynierię tkankową.

Chociaż postęp w zastosowaniu biodruku 3D, szczególnie w stomatologii, jest stosunkowo powolny, potencjał personalizacji leczenia poprzez dostosowanie do indywidualnych warunków biologicznych pacjenta oraz wszechstronność stosowanych materiałów stwarza ogromne nadzieje dla przyszłego rozwoju tej dziedziny.

Badanie zatytułowane „Przestrzenne drukowanie tkanek (biodruk) jako narzędzie inżynierii tkankowej: przegląd” (“Three-dimensional bioprinting as a tool for tissue engineering: A review”), zostało opublikowane w Internecie 11 września 2024 r. w czasopiśmie Journal of Pharmacy and Bioallied Sciences przed umieszczeniem w numerze.