新加坡研究人員利用人工智能和3D生物打印定制口腔移植

魔猴君  科技前沿   25天前

新加坡國(guó)立大學(xué)(NUS)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種通過(guò)結(jié)合3D生物打印和人工智能(AI)來(lái)創(chuàng)建定制牙齦移植的方法。這項(xiàng)新技術(shù)由牙科學(xué)院助理教授Gopu Sriram領(lǐng)導(dǎo)，與傳統(tǒng)方法相比，它提供了一種更具適應(yīng)性且侵入性更小的解決方案，傳統(tǒng)方法通常需要從患者口腔中取出組織，而這個(gè)過(guò)程有時(shí)很痛苦，并且受到可用組織量的限制。

因此，這種方法可以簡(jiǎn)化牙齦問(wèn)題的治療，例如與牙齦疾病或牙種植體相關(guān)的問(wèn)題。通過(guò)創(chuàng)建完全適合每個(gè)患者的移植物，不僅可以提高治療效果，還可以減少不適并限制恢復(fù)期間感染等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

3D生物打印和人工智能：個(gè)性化牙齦移植的突破

傳統(tǒng)上，這些移植是通過(guò)直接從患者口腔中取出組織來(lái)進(jìn)行的，但這種方法可能會(huì)不舒服，提供的組織量有限，并且可能導(dǎo)致并發(fā)癥。為了克服這些缺點(diǎn)，研究人員開(kāi)始轉(zhuǎn)向3D生物打印。他們還開(kāi)發(fā)了一種特殊的生物墨水，可以促進(jìn)細(xì)胞再生，同時(shí)確保精確的打印和穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)。3D生物打印的成功取決于幾個(gè)關(guān)鍵因素，例如擠壓壓力、打印速度、噴嘴尺寸、生物墨水粘度和打印機(jī)溫度。過(guò)去，調(diào)整這些參數(shù)是通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)手動(dòng)完成的，這是一個(gè)漫長(zhǎng)而昂貴的過(guò)程。為了改進(jìn)這一步驟，人工智能的整合使得簡(jiǎn)化工作成為可能。新加坡國(guó)立大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系主任Dean Ho教授解釋說(shuō)：“人工智能改變了我們的方法，將優(yōu)化生物打印參數(shù)所需的試驗(yàn)次數(shù)從數(shù)千次減少到僅25種組合。?

生物打印的牙齦移植表現(xiàn)出優(yōu)異的仿生特性，打印后以及培養(yǎng)18天后細(xì)胞活力均達(dá)到90%以上。它們還保留了它們的形狀和結(jié)構(gòu)，分析顯示存在必需蛋白質(zhì)和類似于天然牙齦的多層組織。助理教授Sriram補(bǔ)充道：“這項(xiàng)研究展示了人工智能和3D生物打印如何融合，通過(guò)精準(zhǔn)醫(yī)療解決復(fù)雜的醫(yī)療問(wèn)題。”“通過(guò)針對(duì)每位患者優(yōu)化組織移植，我們可以減少牙科手術(shù)的侵入性，同時(shí)確保更好的愈合和恢復(fù)。”

口腔組織這種自我修復(fù)且不留下疤痕的能力可能有更廣泛的應(yīng)用。這項(xiàng)研究的結(jié)果確實(shí)有助于開(kāi)發(fā)其他組織（例如皮膚）的移植物，從而改善皮膚傷口的愈合且不留下痕跡。

編譯整理：3dnatives