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3D科学谷细察

“锌在引导骨再生中通过促进成骨细胞分化、阻扰破骨细胞活性、抗氧化和抗炎等机制闪现紧迫作用。将来策划将采集在优化锌开释、开垦多功能材料和评估永恒效果。”

近日，芙蓉实验室医用材料与生物仿真策划部雅致东谈主、中南大学湘雅口腔病院院长、湖南省口腔数智化与个体诊疗工夫工程策划中心主任刘欧胜过火指导的湘雅口腔生物智造团队在材料学经典期刊《Materials Today》（IF=21.1）上发表了“Additive Manufacturing of Personalized, Semipermeable and Biodegradable Polymer/Metal Composite Membrane for Guided Bone Regeneration（增材制造个性化、半渗入、可降解高分子/金属复合引导骨头再生膜）”的策划论文 (https://doi.org/10.1016/j.mattod.2025.01.001)。

引导骨再生术（Guided bone regeneration，GBR）是当今诊治牙槽骨骨量不及的主要程序。GBR是通过植入GBR膜阻隔上皮和纤维结缔组织，看守其过早调理骨缺损部位，遴荐性保护骨组织因素的优先滋长。由于高机械性能的需要，关于大面积或复杂牙槽骨缺损，

当今临床常用的是钛等金属基材料制作的GBR膜。与传统医用金属钛和镁比较，锌因其雅致的机械性能、可降解但不产生氢气、降解开释的Zn2+能诱惑骨滋长并提供抗菌性能，被以为是一种可保管大面积或复杂缺损空间、无需二次手术取出、无皮下气肿并发症、能加快牙槽骨再生且能防患术后感染的新式GBR膜材料。而当今临床常用是金属的片或条，需要医师在GBR手术进程中手动切割、报复和个性化塑形以稳当牙槽嵴的花样。这一进程不仅耗时，况兼加多患者感染风险。不精准的塑形还会导致膜与牙槽嵴演叨足贴合。此外，在切割和报复进程中产生的横蛮边际可激励机械刺激，导致黏膜冲突和金属膜自大等并发症。通过3D打印工夫制备的个性化锌基GBR膜省略裁汰手术时刻、提妙手术精度并欺压并发症发生率。

另一方面，GBR膜施行是樊篱膜，其中枢功能是半透性，即阻扰成纤维细胞向骨缺损部位移动滋长的同期不影响养分物资的交换。引入多孔结构不错调控材料的透性。磋议词，在3D打印金属基GBR膜的复杂曲面上打算多孔结构，易形成应力分歧不均，导致裂纹形成，欺压膜的机械性能。此外，成纤维细胞大小是十几到几十微米，如要终了半透性，需要更小的孔打算。激光粉末床熔融是基于微米级金属粉末的3D打印工夫，过小的孔隙打算在制造进程中会导致严重的堵孔。另外，多孔结构打算也会权贵加多锌基材料的比名义积并导致其过快降解，影响膜在骨再生时期的机械齐全性。

为了搞定以上需求，本策划探索一种基于电化学拼装和激光粉末床熔融的复合增材制造程序以制备个性化、半透性和可生物降解的高分子/金属GBR膜。具体而言，当先字据患者牙槽骨缺损的CBCT数据，通过逆向工程配置个性化GBR膜所需的复杂曲面外形模子。其次，禁受自主研发的“曲面随形单位填充算法”终了复杂曲面膜的多孔结构打算。

相较于传统单位填充打算，AG百家乐透视软件该新打算程序能确保复杂曲面上单位结构的齐全性和应力分歧的均匀。随后，通过激光粉末床熔融工夫3D打印个性化的多孔曲面锌膜基底；利用电化学拼装工夫，以多孔曲面锌膜算作撑握结构和模板，让壳聚糖/明胶的冷冻凝胶在锌基底名义滋长，终了大孔金属膜和小孔高分子膜的“共形互嵌”，以自尊GBR膜的半渗入性条目(图1a)。

策划标明该复合膜省略灵验传输养分物资，同期阻扰100%成纤维细胞的浸润。与纯多孔锌膜比较，壳聚糖/明胶冷冻凝胶膜的共形遮蔽增强了GBR膜的机械性能并欺压了其降解速度，使其能保证60天以上的结构齐全性，成心于GBR术后初期成骨所需要的空间保管。

此外，通过截止降解速度，该复合膜缓解了纯多孔锌膜初期降解进程中Zn2+ 开释过快所带来的细胞毒性。通过缓释Zn2+，该复合膜还能推崇出权贵的促成骨和抗感染能力(图1b)。这些发现教导该个性化、半渗入、可降解锌/壳聚糖-明胶膜在大面积或复杂牙槽骨缺损GBR术中的应用后劲，并为如何利用电化学拼装-激光粉末床融化复合增材程序构建个性化高分子/金属复合生物材料提供了应用参考。

图1

芙蓉实验室、湘雅口腔病院刘欧胜培植、程岘副培植、华南理工大学韩昌骏副培植及湖南大学朱伟副培植为共同通信作家，湘雅口腔病院刘焱萍副培植及2023级硕士李枭雄为共同第一作家，湘雅口腔病院卢燕勤培植及周红波副培植参与指导本策划。

湘雅口腔生物智造团队在刘欧胜培植的指导下，以卢燕勤培植、程岘副培植、刘焱萍副培植等考验为团队主干，依托芙蓉实验室医用材料与生物仿真策划部、湖南省口腔数智化与个体诊疗工夫工程策划中心缔造。团队聚焦“在指令、湿气口腔黏膜微环境中控释药物（含诊治性离子）清贫”等临床问题，行使微纳电化学拼装等先进工夫智造新式药物寄递系统。连年来，以第一/通信作家在Matter（2021，2019），Materials Today（2025），Progress in Materials Science（2023），Bioactive Materials（2021），Bone Research（2021），International Journal of Oral Science（2024），Journal of Dental Research（2022）等鸿沟高水平杂志发表论文25篇（9篇IF>10），央求国度发明专利14项，获批国度重心研发名目课题等国度级课题5项、省重心研发名目等省部级课题9项。团队成员入选省卫建委“高级次东谈主才”、省科协“中后生优秀科技东谈主才”、省科技厅“后生科技东谈主才（青拔）”、省委组织部“湖湘后生英才”、省培植厅“优青”等。团队获省科技跳动一等奖、东谈主社部宇宙博士后改动创业大赛金奖。

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芙蓉实验室-湘雅口腔生物智造刘欧胜团队在《Materials Today》发表增材制造引导骨再生膜新后果

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