材料创新与支架开发
牙周病作为慢性炎症性疾病，可导致牙龈、牙周膜（PDL）、牙骨质和牙槽骨的进行性破坏。传统治疗手段如龈下刮治和翻瓣术虽能控制感染，但难以实现多组织界面的功能性再生。近年来，支架引导性牙周再生（SGPR）通过构建模拟细胞外基质（ECM）的三维支架，为细胞黏附、增殖及血管化提供支持。与颅颌面或肌肉骨骼组织再生不同，牙周再生需同步重建组成和功能各异的多种组织，尤其需解决牙槽骨（矿化组织体积恢复）与牙周膜（纤维定向排列）再生的差异化挑战。
生物陶瓷材料
钙磷基材料（如羟基磷灰石（HA）、β-磷酸三钙（β-TCP））是SGPR中最常用的无机化合物。个性化3D打印的磷酸钙支架能精准匹配牙槽嵴缺损形态，并在动物模型中促进新骨形成。氟化钙磷涂层可增强支架的成骨活性，而镁磷酸盐、生物活性玻璃等离子释放材料则通过调控微环境加速矿化。例如，载有58S生物活性玻璃的熔融电写聚己内酯（PCL）支架兼具多孔结构和促血管生成潜力，显著提升了大动物模型的骨再生效果。
复合与杂化材料
单一材料难以满足牙周组织的复杂需求，因此复合支架成为研究热点。合成聚合物（如PCL、PLA、PLGA）与天然聚合物（如胶原、明胶、丝素蛋白）通过功能化改性，可协同实现抗菌、成骨和力学适配。例如，聚己内酯/羟基磷灰石（PCL/HA）多相支架通过碱性侵蚀暴露HA，增强成骨传导性；负载镁磷酸盐的ECM水凝胶则促进牙髓干细胞（DPSCs）向成牙本质方向分化。功能梯度膜设计进一步实现了抗菌剂（如甲硝唑）与成骨因子（如nBGC）的空间控释。
生物启发材料
为模拟天然牙周膜的层次化结构，多相支架通过分区设计分别模拟牙骨质、牙周膜和牙槽骨。例如，壳聚糖/β-甘油磷酸盐温敏水凝胶负载BMP-7和奥硝唑，在Ⅲ度根分叉缺损中促进牙周组织再生；微图案化PCL/PLGA支架则通过表面拓扑引导牙周膜成纤维细胞定向排列。此外，受莲花根微观通道启发的陶瓷支架可增强血管化，而Bouligand结构的多壁碳纳米管（MWCNTs）复合材料则复制了牙周膜的力学各向异性。
智能功能材料
4D打印技术赋予支架动态响应能力，如pH或酶触发降解、生长因子按需释放等。温敏性水凝胶负载基质细胞衍生因子-1（SDF-1）和二甲双胍，在糖尿病模型中通过时序释放募集干细胞并清除活性氧（ROS）。免疫调控策略亦取得进展：白细胞介素-4（IL-4）负载的肝素微球可诱导巨噬细胞向M2表型极化，抑制炎症并促进修复。
前沿打印技术与设计原则
挤出打印技术可处理高黏度生物墨水，适用于高细胞密度构建，但剪切力可能影响细胞活性；喷墨打印精度高且细胞存活率＞85%，但受限于低黏度墨水。熔融电写（MEW）能制备微米级纤维支架，通过调控丝间距（如250μm与500μm）引导细胞取向。个性化支架基于CBCT影像数据设计，如三明治结构PCL/HA支架（牙骨质层100μm、PDL层600μm、骨层300μm）在皮下模型中成功形成类牙周膜纤维。
功能化构建体的生物打印
细胞负载生物墨水（如胶原/GelMA/藻酸盐）结合牙周膜干细胞（PDLSCs）或DPSCs，可重建牙髓-牙本质复合体或牙周膜-骨界面。手持式生物打印机将胶原生物墨水注入根管，实现血管化牙髓再生；共轴打印技术则构建了具有内部层级结构的血管化组织。此外，机器学习辅助设计优化了打印参数与支架力学性能，推动个性化定制。
生物学性能与再生效果
细胞相互作用与组织整合：支架的拓扑结构（如微沟槽、孔径）直接影响细胞行为。600μm大孔PCL/PEG/HA支架通过促进M2巨噬细胞极化增强血管化和成骨；羟基磷灰石-聚乳酸（HA-PLA）低填充密度支架则提升成骨细胞IL-6/IL-8分泌。多室支架共培养成骨细胞与PDL成纤维细胞，可形成矿化梯度及牙周膜纤维插入。
治疗因子递送与微环境调控：离子释放材料（如Sr2+、Mg2+）通过激活BMP/Smad通路促进成骨；负载BMP-2/PDGF的GelMA/生物活性玻璃微球支架在大牙模型中同步再生牙龈、PDL与牙槽骨。基因激活支架（如pVEGF/PEI功能化PLA）通过持续释放VEGF增强血管化。
免疫调节与抗菌功能：PCL/壳聚糖/L-精氨酸/β-TCP复合支架降低IL-6、TNF-α等炎性因子，同时上调BMP-2/TGF-β；GelMA/几丁质纳米晶双膜层通过西司他丁与葡萄籽提取物协同抑制变形链球菌和牙龈卟啉单胞菌。
挑战与未来展望
临床转化仍面临三大瓶颈：
- 1.
制造与质控：需实现微结构打印重复性、灭菌兼容性及降解行为标准化；
- 2.
监管与安全：含活性成分（细胞、基因）的支架需明确医疗产品分类，并评估残留溶剂、内毒素等风险；
- 3.
临床实施：口腔微生物环境、咬合力负载及个体差异要求支架具备长期稳定性与功能适配性。
未来方向包括机器学习引导的支架设计、4D打印动态支架及临床级规模化生产，最终推动牙周再生迈向个性化精准医疗。
