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In der Regenerativen Medizin beginnt der 3D-Druck zunehmend eine Rolle zu spielen und Innovationen wie das Drucken von menschlichen Organen oder Atemwegskanälen mittels Bio-Tinte beispielsweise sind nicht länger reine Science-Fiction. Auch in der Zahnheilkunde werden zunehmend Fortschritte gemacht und so ist nun ein Forscherteam der KU Leuven der Möglichkeit einen Schritt nähergekommen, Zähne mittels 3D-Druck von der Wurzel aus nachwachsen zu lassen.

Nach den großen Fortschritten im 3D-Druck für zahnmedizinische Anwendungen (Stichwort patientenspezifische Aligner, Kronen und Zahnimplantate) rückt nun auch die Regenerative Zahnheilkunde immer stärker in den Fokus der Wissenschaft. So zeigte das sogenannte „Dental Tissue Engineering“ in jüngster Vergangenheit vielversprechende Ergebnisse für den Ersatz von verletztem und fehlendem Zahngewebe. Im Rahmen von regenerativen endodontischen Verfahren soll dadurch entzündete oder beschädigte Pulpa repariert oder ersetzt und infolge die Vaskularisierung, Immunreaktion und Nervenversorgung wiederhergestellt werden. In diesem Zusammenhang hat das Material Chitosan aufgrund seiner Biokompatibilität, biologischen Abbaubarkeit und Gelbildung jüngst große Aufmerksamkeit erregt. Dieses antimikrobielle Biopolymer wird zum Teil aus Pilzen, Insekten oder dem Exoskelett von Krustentieren gewonnen. Für ihre Studie verwendeten die Belgischen Forscher Chitosan tierischen Ursprungs sowie aus Aspergillus niger gewonnenes Pilz-Chitosan. Als zusätzliches Polymer kam Gelatinepulver zum Einsatz, während Genipin und 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan (GPTMS) als Haftvermittler eingesetzt wurden. Bei der Herstellung der Chitosan-basierten Gerüste kam eine Emulsions-Gefriertrocknungstechnik zum Einsatz: Zunächst wurden die Formen mittels CAD-Software entworfen und mit einem PolyJet 3D-Drucker gedruckt. Nachdem die zusätzlichen Polymerlösungen eingearbeitet wurden, legten die Forscher die Formen für 24 Stunden in Trockeneis, um eine radial orientierte Porenstruktur der finalen Gerüste zu erhalten. Zwar wurden bei dieser Studie vorerst nur simple Formen gedruckt, allerdings ermöglicht der 3D-Druck auch die Herstellung von komplexeren patienten- und zahnspezifischen Gerüsten. Die Forscher untersuchen die Gerüste mit Blick auf deren klinische Anwendung in der Regenerativen Endodontie und hoffen, damit Infektionen besser kontrollieren und Dentin- und Wurzelbildung induzieren zu können. Auch glauben die Forscher, dass ihre Gerüste durch das Hinzufügen von anorganischen Komponenten wie bioaktivem Glas modifiziert werden können, um die Regeneration von alveolärem Knochen zu fördern.

Die Ergebnisse der Studie wurden unter dem Titel „3D-printing-assisted fabrication of chitosan scaffolds from different sources and cross-linkers for dental tissue engineering“ im eCM Journal veröffentlicht.

Quellen: eCM Journal, 3D Printing Industry