[发明专利]一种用于3D生物打印的牙周生物模块及构建方法及应用

说明书

本发明属于口腔再生医学技术领域，尤其涉及一种用于3D生物打印的牙周生物模块及构建方法及应用，所述模块设有网格结构、柱状结构和生物墨水，网格结构由N个小格交织形成，小格为中空；柱状结构设有M个柱状体和底板，柱状体并列固定于底板上与底板形成一体；柱状体在底板上位置与网状结构中小格位置相对应，网状结构与柱状结构嵌合成一体；小格内壁与柱状体外壁之间设有孔隙，小格直径柱状体直径。本发明将活性生物墨水光固化成型，构建的牙周生物模块在为细胞提供良好的粘附与生长微环境的同时，使细胞在空间和结构上具有特殊且特定的排列顺序，且可维持长期微观结构的稳定，并能在实验动物体内良好地修复牙周缺损。

技术领域

本发明属于口腔再生医学技术领域，尤其涉及一种用于3D生物打印的牙周生物模块及构建方法及应用。

背景技术

牙齿是人类重要的器官，承担着咀嚼、发音、维持颌面部形态等功能，牙周组织作为牙齿的支持结构，有着维持牙直立、将咀嚼压力转变为牵引力、固定牙及牙根尖、防止牙根向冠方移动等重要作用。因此，牙周组织的炎症及缺失是导致牙齿缺失的重要原因之一。各种原因导致的牙周组织的炎症及缺损已成为一个较常见的现象，对牙周组织的修复，为牙齿治疗提供了一条途径或需要。

已有临床上使用传统修复、治疗方法来应用于牙周组织缺损的修复，例如牙周骨移植、引导组织再生术、引导骨再生术、生长因子局部缓释等。但存在着在炎症控制后对牙周缺损部位组织的修复依赖于患者机体剩余的健康间充质干细胞的数量与功能的技术问题，仅适用于牙周炎症较轻或剩余健康牙周组织较多的患者。

构建结构及功能完整的牙周组织的仿生结构是修复牙周缺损的必要趋势及目标。

组织工程技术随着发展，也越来越应用于修复、治疗牙周组织的炎症及缺损，是目前应用最广泛且最有前景的，可有望实现牙周组织完全再生的技术。由于牙周组织具有复杂的组成部分及三维结构，其不仅由牙骨质、牙周膜、牙槽骨组成的“三明治”结构所构成，且其中的牙周膜纤维在微观上是由多组具有不同且特定方向的牙周膜纤维束所构成的，组织工程技术上也存在着很难模拟上述复杂的微观结构的技术问题。

有的组织工程的研究采用生物材料复合牙源性干细胞或细胞膜片的方法，成功再生出牙周组织的“三明治结构”，其中包括新生的牙槽骨、牙骨质及牙周纤维样组织。但此类新生纤维中，纤维无特定排列方向，再生效果不稳定。

又有人采用3D打印PCL支架并复合牙周膜干细胞的技术来模拟牙周纤维的排列方向，结果虽发现有按一定方向排列的纤维样组织，但其纤维结构间断、不连续，且再生后的“三明治结构”中三层结构间有明显界面产生，不能保证最终结构的完整性，制作方法复杂。而采用该方法所进行的临床试验，结果未良好地修复牙周缺损部位。

中国发明CN201910465240.1公开了一种引导牙周硬软组织再生梯度材料及其制备方法，包括3D打印支架层和静电纺丝纤维膜层，所述3D打印支架层中羟基磷灰石含量高于静电纺丝纤维膜层，所述3D打印支架层的孔径大于静电纺丝纤维膜层，所述3D打印支架层的孔径大小为100～1000μm，所述静电纺丝纤维膜层的纤维直径大小为300～5000nm，所述静电纺丝纤维膜层的结构为无规分布或取向排列或网格状结构，静电纺丝纤维膜层厚度为 0.08～1mm。方法制备工艺简单、稳定，集牙周引导组织再生膜与牙槽骨修复支架材料一体化，且具有实现临床定制化治疗的潜能。所述梯度材料具有良好的体内引导硬软组织修复效果，能更好的应用于牙槽骨及牙周组织同步再生、修复。但这个专利中需分别构建3层结构，且每层结构间存在明显界面，无法生成完整的牙周“三明治结构”；同时，未能生成定向排列的牙周纤维结构；此外，存在着制作方法繁琐技术问题。