Patienten können durch präzise, personalisierte Biokeramische Transplantate heilen

Eine kürzlich veröffentlichte Übersichtsarbeit revolutioniert die Landschaft der craniomaxillofazialen Knochenregeneration durch die Einführung personalisierter biokeramischer Transplantate. Diese bahnbrechende Forschung untersucht die Herstellung und das klinische Potenzial synthetischer Transplantate, die mittels Additiver Fertigung (Additive Manufacturing, AM) erzeugt werden, und adressiert dabei zentrale Einschränkungen traditioneller autogener Transplantate. Durch den Fokus auf 3D-gedruckte Biokeramiken, die individuell auf die Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten sind, markiert die Studie einen bedeutenden Fortschritt in der Präzisionsmedizin und der patientenspezifischen Versorgung, was neue Hoffnung für Patienten mit Knochenrekonstruktionsbedarf bietet.

Herausforderungen bei der Rekonstruktion craniofazialer Knochen

Defekte craniofazialer Knochen, die durch Trauma, angeborene Erkrankungen oder chirurgische Eingriffe verursacht werden, stellen eine große Herausforderung in der rekonstruktiven Chirurgie dar. Während autogene Transplantate eine gängige Lösung darstellen, sind sie häufig durch Morbidität an der Entnahmestelle und begrenzte Verfügbarkeit eingeschränkt. Diese Nachteile haben die Entwicklung synthetischer Transplantate angeregt, die die komplexe Struktur und Funktion natürlicher Knochen nachahmen. Der Aufstieg fortschrittlicher biokeramischer Materialien, kombiniert mit Technologien der Additiven Fertigung, bietet eine vielversprechende Alternative, die die regenerative Medizin revolutionieren und die Ergebnisse für Patienten verbessern könnte.

Zusammenarbeit beleuchtet AM-basierte Biokeramische Transplantate

In einer aktuellen Zusammenarbeit zwischen Forschern der University of Michigan und der São Paulo State University hebt eine Übersichtsarbeit (DOI: 10.1038/s41368-024-00327-7), veröffentlicht im International Journal of Oral Science, das Potenzial von AM hervor, personalisierte biokeramische Transplantate herzustellen. Der am 31. Oktober 2024 veröffentlichte Artikel untersucht die klinischen Anwendungen dieser fortschrittlichen Materialien und konzentriert sich auf ihre Rolle bei der Verbesserung der craniomaxillofazialen Knochenregeneration.

Wichtige Einblicke in die Forschung

Diese detaillierte Übersichtsarbeit untersucht die innovative Entwicklung von 3D-gedruckten biokeramischen Transplantaten und Gerüsten für die personalisierte Knochenrekonstruktion. Sie beleuchtet die zentrale Rolle keramischer Biomaterialien sowie die Auswirkungen von Eigenschaften der Transplantate und Gerüste auf makro- und mikrostruktureller Ebene. Die Forschung beschreibt den Prozess der Herstellung maßgeschneiderter biokeramischer Transplantate mittels materialextrusionsbasierter 3D-Druckverfahren, unterstützt durch in vitro-Modelle zur Bewertung ihrer Wirksamkeit. Darüber hinaus wird untersucht, welche Signalwege durch diese Biokeramiken bei Kontakt mit Zellen aktiviert werden, wobei ihr Potenzial zur Förderung des Knochenwachstums hervorgehoben wird. Ein wesentlicher Aspekt der Forschung ist die Möglichkeit, dass sich diese synthetischen Transplantate parallel zur Bildung neuen Knochengewebes abbauen, was eine optimale Integration und langfristige Funktionalität sicherstellt.

„AM revolutioniert die regenerative Medizin“, sagt der leitende Forscher Dr. Marco C. Bottino. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass 3D-gedruckte biokeramische Transplantate eine präzisere, effektivere Lösung für die craniomaxillofaziale Knochenrekonstruktion bieten. Dieser Ansatz reduziert nicht nur die Morbidität an der Operationsstelle, sondern verbessert auch die Ergebnisse für die Patienten.“

Breitere Auswirkungen auf die regenerative Medizin

Die Zukunft der craniomaxillofazialen Knochenreparatur sieht mit diesen personalisierten biokeramischen Transplantaten vielversprechend aus. Über die Transformation der Knochenrekonstruktion hinaus hat diese Technologie weitreichende Auswirkungen auf die regenerative Medizin, da sie einen effektiveren und individuelleren Ansatz zur Behandlung einer Vielzahl von Knochenfehlbildungen und Verletzungen bietet. Die potenziellen Anwendungen dieser Forschung könnten das Fachgebiet grundlegend verändern und den Patienten präzisere und effizientere Behandlungsoptionen bei minimalen Komplikationen bieten.

Finanzierungsinformationen
Dieses Projekt wurde durch Fördermittel des National Institutes of Health (NIH, National Institute of Dental and Craniofacial Research [R01DE031476 an MCB]) sowie der São Paulo Research Foundation (FAPESP, Projekte 2022/03811-9 an ABGC; 2021/05259-9 an RLMSO; und 2022/12217-3 an EST) unterstützt.

Über das International Journal of Oral Science
Das International Journal of Oral Science (ISSN 1674-2818) wurde 2009 gegründet und verfolgt das Ziel, alle Aspekte der oralen Wissenschaft und interdisziplinärer Forschungsbereiche zu veröffentlichen, einschließlich grundlegender, angewandter und klinischer Forschung. Abgedeckte Themen umfassen orale Mikrobiologie, orale und maxillofaziale Onkologie, Kariologie, orale Entzündungen und Infektionen, dentale Stammzellen und regenerative Medizin, craniofaziale Chirurgie, dentale Materialien, orale Biomechanik sowie genetische und entwicklungsbedingte Erkrankungen des oralen, dentalen und maxillofazialen Bereichs.

Originalveröffentlichung
Ana Beatriz G. de Carvalho, Maedeh Rahimnejad, Rodrigo L. M. S. Oliveira, Prabaha Sikder, Guilherme S. F. A. Saavedra, Sarit B. Bhaduri, Debby Gawlitta, Jos Malda, Darnell Kaigler, Eliandra S. Trichês & Marco C. Bottino
Journal:International Journal of Oral Science
Artikel: Personalized bioceramic grafts for craniomaxillofacial bone regeneration
Veröffentlichungsdatum: 31. Oktober 2024
DOI: 10.1038/s41368-024-00327-7

Medienkontakt
Yini Bao
International Journal of Oral Science
E-Mail: ijos@scu.edu.cn

Quelle: EurekAlert! (https://www.eurekalert.org/news-releases/1069287)