综述:植入式牙科屏障膜:口腔再生医学的新希望

【字体: 时间:2025年03月06日 来源:Tissue Engineering and Regenerative Medicine 4.4

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  为解决牙周炎和颌面骨缺损问题,研究人员探究牙科屏障膜,多种材料和方法助力口腔组织再生。

  在口腔医学领域,牙周炎和颌面、牙槽骨组织因创伤、肿瘤等原因导致的缺损,一直是困扰患者和医生的难题。这些问题不仅影响患者的咀嚼、发音等口腔功能,还对美观造成极大影响。想象一下,患者因牙周炎失去牙齿,面部塌陷,自信心受挫,生活质量严重下降。而在理想的牙周重建中,需要重新建立上皮封闭,让新的纤维牙骨质沉积,牙槽骨得以重建,牙周韧带有序连接。但现实很残酷,在缺损部位,上皮细胞的迁移速度远远超过成骨细胞和牙周韧带细胞,导致上皮过早占据空间,组织重建不足。为了攻克这些难题,来自香港大学牙医学院的研究人员展开了关于植入式牙科屏障膜作为口腔再生医学手段的研究,相关成果发表在《Tissue Engineering and Regenerative Medicine》杂志上。
研究人员采用了文献综述的研究方法,对牙科屏障膜相关的研究进行了全面梳理。通过查阅大量资料,总结了用于制造膜的各种生物材料、制备方法以及在牙科组织再生中的应用现状,并基于当前膜策略的优缺点,提出了未来改进膜设计的研究方向。

在生物材料方面,研究涵盖了多种类型。合成聚合物中,不可生物降解的聚四氟乙烯(PTFE)及其改良形式,如膨体聚四氟乙烯(e - PTFE)和致密聚四氟乙烯(d - PTFE),虽具有良好的稳定性和生物相容性,能阻挡牙龈和上皮结缔组织细胞迁移,但存在影响血液流动、导致牙龈开裂等问题。可生物降解的合成聚合物,如聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)和聚(乳酸 - 共 - 乙醇酸)(PLGA)等,具有可调节的机械性能和生物降解性,且便于药物和促进组织再生物质的浸渍,但单独使用时机械性能提升困难。天然聚合物中,胶原蛋白虽在人体中广泛存在,生物相容性好,但机械稳定性和刚性较差;明胶由胶原蛋白水解而来,资源丰富、成本低,但降解速度过快、机械性能弱;壳聚糖具有良好的生物相容性、抗菌性等,但缺乏人体临床试验研究;丝素蛋白机械性能优异、透气透水性好,在组织再生方面展现出潜力。金属材料中,钛(Ti)网虽能提供较好的空间管理和机械支撑,但需要二次手术取出,且边缘锋利可能导致感染;镁(Mg)具有出色的机械稳定性、可降解性和生物相容性,能促进细胞迁移和增殖,在牙科屏障膜应用中前景广阔;锌(Zn)作为人体必需微量元素,能促进骨再生,且具有抗菌性能。此外,研究还涉及在膜中添加生物陶瓷(如钙磷化合物、生物活性玻璃)和功能物质(如生长因子、金属纳米颗粒)来提升膜的性能。

在制备方法上,传统制造方法包括冷冻干燥、乳液模板法、溶液浇铸和静电纺丝等,其中静电纺丝可制备纳米纤维膜,促进细胞黏附等,但存在溶剂残留和细胞浸润困难的问题。三维(3D)打印技术近年来发展迅速,主流方法有喷墨打印、挤出打印和光辅助打印,各有优缺点,为牙科膜的制备带来了创新。

在应用方面,牙科屏障膜在多个领域发挥作用。在骨再生方面,通过调整膜的物理性质、添加无机化合物和生长因子等策略来促进骨形成,但部分策略存在剂量和释放速率等问题。抗菌性能方面,抗菌策略分为化学和物理方法,化学方法如使用金属离子虽能杀菌并促进骨再生,但存在细胞毒性等限制;物理方法如光动力疗法(PDT)和光热疗法(PTT)虽抗菌效果直接,但会对周围组织造成损伤。机械支持方面,非可吸收膜机械性能好,但需二次手术取出;可吸收膜生物相容性好,但机械支持性能差,目前通过多种策略来优化其性能。抗炎症方面,理想的牙科膜应具备生物相容性和抗炎症性,可通过调整膜的组成、形貌和添加抗炎物质来实现。仿生和分层结构方面,仿生表面和智能分层结构的膜,如具有特定结构的膜,能调节细胞行为,促进组织修复。此外,牙科屏障膜还在止血和自黏附等方面有应用探索。

研究结论表明,牙科屏障膜在口腔再生医学中具有广阔的应用前景,多种生物材料和制造方法为其发展提供了理论支持。然而,目前仍存在一些问题,如大多数研究仅关注成骨,忽视牙周韧带重建;膜的刚度和生物降解性难以平衡;组织重建过程复杂,需要更好地利用生物活性剂和优化膜形态。未来,需要材料科学家、生物工程师和临床医生的跨学科合作,以推动口腔组织再生领域的发展,加速研究成果向临床应用的转化,为公众口腔健康带来福祉。
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