StomaTeam, s.r.o. - Váš průvodce dentálním světem

menu0CZK 
StomaTeam > Články > Technologie > Aplikace 3D biotisku kolagenu v orální medicíně

Aplikace 3D biotisku kolagenu v orální medicíně

24. 6. 2024 | Redakce médií StomaTeam

Přinášíme vám zajímavý náhled do budoucnosti (patrně nepříliš vzdálené) zubního lékařství, a to prostřednictvím krátkého výňatku ze studie autorů z Jižní Koreje s názvem: 3D bioprinting of collagen-based materials for oral medicine.


Abstrakt

Onemocnění ústní dutiny se celosvětově stalo jedním z hlavních problémů veřejného zdraví. Přestože stávající klinické modality pro obnovu úbytku zubní tkáně a kraniomaxilofaciálních poranění mohou dosáhnout uspokojivých terapeutických výsledků, nemohou plně obnovit původní komplexní anatomickou strukturu a fyziologickou funkci tkáně. 3D tisk biologických tkání si získal rostoucí zájem v oblasti orální medicíny se schopností díky možnosti řízeně zpracovávat bioinkoustovou složku a vytvářet tiskovou strukturu pro prostorově heterogenní opravné konstrukty, což je obrovský příslib pro precizní léčbu onemocnění dutiny ústní. Zejména materiály na bázi kolagenu byly uznány jako slibné biogenní bioinkousty pro regeneraci určitých tkání s vysoce aktivačními a biokompatibilními vlastnostmi. V tomto přehledu shrnujeme metody 3D tisku pro biomateriály na bázi kolagenu a jejich mechanismy. Dále upozorňujeme na živočišné zdroje kolagenu a jejich vlastnosti a také na metody extrakce kolagenu. Kromě toho tento přehled prezentuje technologie 3D biotisku pro regeneraci pulpálního nervu a krevních cév, chrupavky a periodontální tkáně. Domníváme se, že tato technika otevírá obrovské možnosti oproti konvenčním metodám, s vysokou replikovatelností a variabilní funkčností, která může v konečném důsledku podpořit účinnou regeneraci ústní tkáně.

Metody extrakce kolagenu

Kolagen je přírodní vysokomolekulární protein a důležitý obnovitelný zdroj, který se běžně vyskytuje v kůži, chrupavce a dalších pojivových tkáních zvířat a tvoří 25–30 % všech biologických proteinů [26, 27, 28]. Kolagen má vynikající biologické vlastnosti (např. nízkou imunogenicitu a vysokou biologickou odbouratelnost) a fyzikální vlastnosti (např. vysokou flexibilitu, silnou mechanickou pevnost a strukturní stabilitu a uspokojivou permeabilitu) [29,30, 31]. Má tedy nezastupitelnou roli v mnoha oborech, jako je biomedicína (např. hemostáza [32], antibakteriální [33], tkáňové inženýrství [34], uvolňování léčiv [35, 36]), potravinářství [37, 38], kosmetika [39, 40, 41] a inženýrské aplikace [42, 43, 44, 45, 46]. Se zvyšujícím se zájmem a poptávkou po kolagenu jsou široce zkoumány jeho zdroje a metody extrakce. Běžnými metodami získání kolagenu jsou alkalická extrakce [47], kyselinová extrakce [48], extrakce horkou vodou [49], enzymová extrakce [50] a další extrakční metody [51].

3D tiskové metody pro biomateriály na bázi kolagenu

Biotiskové technologie lze do značné míry rozdělit do tří kategorií podle jejich základních principů tisku (obr. 3) [83], včetně biotisku založeného na inkoustovém tisku (inkjet based bioprinting) [84], biotisku s asistencí tlaku (pressure-assisted bioprinting) [85] a biotisku s asistencí světla (light-assisted bioprinting) [86]. Bioinkoustové materiály na bázi kolagenu prokázaly dobrou tisknutelnost pomocí řady různých technik 3D tisku a lze je formulovat jako tekutiny s nízkou viskozitou, které lze vytlačovat malou tryskou [87]. To umožňuje přesnou kontrolu umístění a tvaru tištěného materiálu při biotisku na bázi inkoustového tisku. Při tisku s asistencí světla je bioinkoust, který lze využít k výrobě struktur s vysokým rozlišením, selektivně ztužen pomocí laserového paprsku. Tato metoda umožňuje přesnou kontrolu tištěného materiálu a lze ji využít k vytváření struktur s vysokou mechanickou pevností. Je však třeba poznamenat, že tisknutelnost bioinkoustů na bázi kolagenu závisí na jejich složení, včetně jejich viskozity, doby gelace a teploty, a také na vlastnostech konkrétní použité tiskové techniky [88].3D tisk bezbuněčného lešení může kontrolovaně vytvářet jak vnitřní póry, tak vnější tvar tištěného konstruktu, aby přitahoval endogenní kmenové buňky vytvořením mikroprostředí příznivého pro buněčný růst a uvolňováním bioaktivních molekul; nebo inokulací buněk přímo na lešení, které poskytuje ideální 3D prostor pro buněčnou adhezi, proliferaci a diferenciaci [88]. Protože uvnitř lešení nejsou žádné živé buňky, materiál lešení může být pečlivěji vybrán a upraven pro lepší funkci. Aby bylo možno vytisknout biomimetické struktury připomínající organické a anorganické složky přirozené kostní tkáně, Kajave et al. [89] kombinovali bioaktivní sklo a metakrylátový kolagen a poté prokázali účinky těchto materiálů na zachování životaschopnosti lidských mezenchymálních kmenových buněk a zvýšení aktivity alkalické fosfatázy. Biotisk s buněčnou náplní (Cell-laden bioprinting) je proces implementace živých buněk do vhodných biomateriálů, aby se vytvořil bioinkoust pro vytvoření trojrozměrné struktury požadované tkáně nebo orgánu a distribuce buněk uvnitř struktury prostřednictvím 3D tisku, který může přímo přivádět buňky na určené místo v těle. Muthusamy a kol. [90] vytiskli trojrozměrnou stabilní strukturu endoteliálních buněk vložených mezi vrstvy fibroblastů po přidání xanthanové gumy ke kolagenu typu I jako bioinkoustu pro zapouzdření buněk. Experimentálně prokázali, že v této struktuře lze vytvořit propojenou síť podobnou kapilární, a schopnost tohoto lešení produkovat cévy má potenciální využití při 3D biotisku různých tkání a orgánů.

Buďte v obraze

Chcete mít pravidelný přehled o nových článcích na tomto webu, akcích a dalších novinkách? Přihlaste se k odběru newsletteru.

Odesláním souhlasíte s našimi zásadami zpracování osobních údajů.

Aplikace 3D biotisku kolagenu v orální medicíně

Regenerace pulpálního nervu a cév
Konvenční ošetření kořenových kanálků oslabuje postižený zub tím, že odstraňuje nervy a krevní cévy z dřeně, což způsobuje ztrátu citlivosti a nedostatečný přísun živin do zubu.

Zaujala vás ukázka článku?

Předplaťte si online obsah StomaTeamu a získejte neomezený přístup ke kompletnímu odbornému obsahu a řadu výhod pro předplatitele

chci předplatné
Další články z rubriky:
Analýza použití oxidu dusného ve stomatologii Články
Analýza použití oxidu dusného ve stomatologii

29. 5. 2024 | Technologie

Oxid dusný N2O je osvědčené a všestranné anestetikum, které se používá ve stomatologii...

Detail příspěvku

Technika Canvas pro esteticky náročné náhrady ve frontálním úseku chrupu Články
Technika Canvas pro esteticky náročné náhrady ve frontálním úseku chrupu

27. 3. 2024 | Technologie

Pacient, 50letý muž, si přál výměnu dvou stávajících frontálních korunek...

Detail příspěvku

Nová technologie micro-layering pro vysoce estetické zirkonové rekonstrukce Články
Nová technologie micro-layering pro vysoce estetické zirkonové rekonstrukce

17. 4. 2024 | Technologie

V tomto příspěvku bych rád ukázal inovativní metodu individualizace zirkonové...

Detail příspěvku

Mohlo by vás také zajímat:

Fatal error: Uncaught Error: Call to undefined function mysql_query() in /www/doc/www.dentaljobs.cz/www/api/dental-job.php:7 Stack trace: #0 {main} thrown in /www/doc/www.dentaljobs.cz/www/api/dental-job.php on line 7

Buďte v obraze

Chcete mít pravidelný přehled o nových článcích na tomto webu, akcích a dalších novinkách? Přihlaste se k odběru newsletteru.

Odesláním souhlasíte s našimi zásadami zpracování osobních údajů.

Ano, i my od vás potřebujeme souhlas s používáním cookies.
A to ještě není všechno. Protože je stomateam.cz web pro odbornou zdravotnickou veřejnost, je nutné potvrdit i vaši odbornost.

Abychom vám ušetřili čas, můžete vše vyřešit jedním kliknutím. Samozřejmě si vše můžete libovolně nastavit.

Kliknutím na níže uvedené tlačítko Potvrzuji a přijímám vše vyjádříte současně souhlas s použitím všech cookies a také to, že jste odborníkem ve zdravotnictví ve smyslu § 2a zákona č. 40/1995 Sb. a současně jste si vědom(a) rizik spojených se seznámením se s informacemi určenými pro odborníky ve zdravotnictví pro případ, že odborníkem ve zdravotnictví nejste. Chcete-li pokračovat k individuálnímu nastavení cookies, klikněte na tlačítko Podrobné nastavení a pokračujte dále.

Pro prohlížení časopisu se prosím přihlašte.

Přihlášením získáte následující výhody:

- možnost prohlížet si kompletní elektronická interaktivní PDF vydání všech našich titulů
- bezplatné zvýraznění TOP inzerce na portálech dentalbazar.cz a dentaljobs.cz
- snadné nakupování na našem e-shopu

Přihlášení

Nemáte ještě registraci? Nová registrace

Zapomenuté heslo

Vyplňte svůj registrovaný e-mail. Heslo Vám bude neprodleně zasláno do Vaší e-mailové schránky.

×
Podrobné nastavení
V tomto nastavení můžete přizpůsobit využití souborů cookies dle kategorií a dle vašich preferencí.
Nezbytná technická cookies

Soubory nezbytné pro správné fungování webu, uchování produktu v nákupním košíku, filtrování a další základní funkce. Využití technických cookies nelze deaktivovat, využíváme je na základě oprávněného zájmu.

Analytické cookies

Soubory, které nám umožňují měřit výkon našeho webu a našich reklamních kampaní, určit počet a zdroje návštěv našeho webu apod. ...ukázat více Analytická data zpracováváme souhrnně, bez použití identifikátorů, které by ukázaly na konkrétního uživatele našeho webu. Nesouhlasem s využitím analytických cookies ztrácíme zčásti možnost analýzy výkonu webu, ale také možnosti optimalizace našich opatření a nastavení systému webu ...ukázat méně

Personalizované soubory cookies

Používáme také cookies a technologie, které pomáhají přizpůsobit obsah a nabídku našeho webu vašim zájmům tak, abychom mohli připravit nejlepší možnou nabídku právě pro vás. ...ukázat více Souhlas s použitím personalizovaných cookies nám společně pomůže vyvarovat se zobrazení či zasílání neužitečných či nežádoucích informací či nabídek a zobrazení jedinečných funkcí a informací pro vaše zájmy a váš status (např. člena Klubu StomaTeam). ...ukázat méně

Reklamní cookies

Reklamní cookies používáme my nebo naši partneři pro zobrazení pro vás vhodného obsahu nebo reklamy na našem webu nebo na webech třetích stran. ...ukázat více Díky nim můžeme vytvářet profily založené na vašich zájmech. Při využití těchto cookies zpravidla není možná vaše bezprostřední identifikace. Nevyjádříte-li souhlas s použitím reklamních cookies, nebudeme vám zobrazovat obsah či zasílat reklamu přizpůsobené vašim zájmům. ...ukázat méně

Jsem odborníkem ve zdravotnictví ve smyslu § 2a zákona č. 40/1995 Sb. a jsem si vědom(a) všech rizik spojených se seznámením se s informacemi určenými pro odborníky ve zdravotnictví, pokud odborníkem nejsem.