预防和治疗牙齿疾病的功能化义肢界面
1.本专利申请要求优先于于2019年3月8日提交的第62/815,671号美国临时申请，该申请的专利被纳入本技术。


背景技术：

2.2015年全球生物材料耗材市场价值约662亿美元，预计到2020年增长约14％。该行业的很大一部分专注于牙科聚合物的使用，主要关注假牙的制造。据预测，到2050年，美国成人总人口将达到860万。美国口腔修复学学会指出，大约90％的假牙患者使用假牙作为康复治疗。除了评估和制造的创新，由多甲基甲基丙烯酸酯(pmma)制成的假牙是假肢牙科的支柱。然而，这些假牙佩戴者，特别是行动不便的年迈人士，对假肢的清洁程度有限。其中一个主要担忧为白色念珠菌(c.albicans)的存在会导致假牙口腔炎。据报告，在佩戴假牙的人群中，其患病率超过65％。念珠菌感染过程通过三个阶段，即上腭瘀点，弥漫性红斑，和主要在硬腭和牙槽嵴的中心区域的乳头状增生。这种疾病由多因素造成，其中包括局部和全身因素。目前的治疗方案包括消毒剂、防腐漱口水、抗真菌剂、微波消毒和光动力疗法。
3.尽管有这些治疗方案，但因生物膜组织相互作用的多因素性质和复杂性，治疗方案对假牙相关口腔念珠菌感染的临床疗效有限。此外，pmma(负)和假牙颗粒/假牙薄膜(正)之间的表面电荷差异，使它们易于被生物膜(包括白色念珠菌)定植。已有研究尝试各种修改pmma表面电荷的技术，如羧酸盐和磷酸盐阴离子，或与阴离子单体共聚合，但注意到这些技术会对聚甲基丙烯酸甲酯pmma的物理性质进行修改。聚己内酯(pcl)是另一种生物相容性和可生物降解聚合物，渗透性低。它已被用作微球或纳米球，用于持续输送生物分子，如肽类或药物。
4.计算机辅助设计和计算机辅助加工(cad-cam)等数字技术的发展正在临床牙科中得到广泛应用。与传统假牙处理相比，这些数字方法具有一些优势，包括消除pmma假牙的聚合收缩，确保更好的贴合，更容易复制假牙，以便更好地使用临床新假牙，以及减少表面孔隙性，从而降低其表面的微生物滞留量。此外，在不影响质量的前提下，用一致的最小厚度制造假牙，减少了临床预约、治疗时间和成本，改善了患者和临床医生对这些方法的沟通和满意度。除了这些优点，假肢的数字化工作流程有效地集成了电子健康记录的发展
5.3d打印方法大致分为加法和减法技术。临床牙科是减法的早期适配器，包括用于牙冠制造的铣削技术和数字成像。不幸的是，由于缺乏牙科材料的指导和监管，尽管技术上取得了重大进展，但添加剂技术仍然落后因此，生物材料的创新提供了额外的功能，将刺激牙科3d打印的进一步接受和普及。
6.因此，我们需要改进假牙及其他义肢的界面以便输送药物，以及改进其他化合物以便预防和治疗口腔和牙科疾病。.披露摘要
7.本专利展示了使用熔融长丝制造打印机制造pmma聚合物长丝的3d打印技术。(3d printing using a fused filament fabrication printer of a pmma polymer filament are disclosed.)该长丝/灯丝含有一种抗菌剂(例如，两性霉素b)，封装在聚己
内酯(pcl)微球中。这些微球具有生物相容性、可生物降解性，适合在感染附近(通常是假牙下方的粘膜)进行持续和可控的药物释放。使用pmma聚合物灯丝的融合灯丝制造打印机进行3d打印。3d打印义肢是分层制造的，提供假牙的凹面和咬合面(内皮和闭塞表面)是抗菌的，而假牙是由不含药物的pmma制成的。这可用于制作抗微生物感染的外科夹板、完整或可拆卸假牙，或用于免疫缺陷(如hiv-阳性个体)、住院、高龄或残疾患者的其他设备或假肢。这种含有pcl微球层的药物也可以打印在有其他口腔或牙科疾病的个体先前存在的假牙表面。
8.本专利展示了使用注射器挤压技术和定制pmma聚合物丝制造的3d打印假牙。此外，将封装抗菌剂的pcl微球合成并分层到接触组织的pmma聚合物3d打印假牙表面。合成了封装了抗菌剂的pcl微球，并将其层压在pmma聚合物3d打印假牙表面，与组织接触。假牙采用熔融丝热塑性工艺，运用3d打印假牙以复制准确的解剖结构，并测试与传统假牙相比的力学性能/机械性能。进行了从微球和假牙表面持续释放抗菌药物特征的研究。最后，3d打印表面用白色念珠菌(c.albicans)定殖，并在生物量测定中注意到3d打印功能化表面的还原/减少。这项研究证明了3d打印具有功能化表面的假牙的可行性，可以积极中和口腔感染或缓解其他口腔和牙科疾病。
9.在某方面，本专利提供了一种合成3d打印聚合物假牙的方法，其含有载有化合物的微球，用于缓解与口腔和/或牙科组织相关的医疗状况
10.在某种程度上，本专利提供了一种使用含有载有化合物的微球的3d打印聚合物重建先前存在的假牙的方法，以缓解与口腔和/或牙科组织相关的医疗状况。
11.在一个方面，本专利提供了一种治疗患有口腔微生物感染的个体的方法，包括以下内容:i)装载带有抗菌化合物的微球；ii)合成3d打印聚合物假牙，或使用含有抗菌素微球的3d打印聚合物对已有的牙科修复体进行内衬；iii)将含有抗菌化合物的微球的3d打印牙科修复体给予个体。
附图说明
12.为了更全面地了解本专利的性质和对象，应参考下列连同附图所作的详细说明.
13.图1显示了机械测试:按照iso4049标准制备的常规加工和3d打印pmma的弯曲强度。n＝8，*p《0.05,t检验。
14.图2显示了3d打印的含有原卟啉x(ppx)protoporphyrin x(ppx)荧光微球的假体的pmma功能化。上面板显示3单位局部假牙的数字图像，下面板显示荧光图像。注意义肢的断裂/破碎轮廓。
15.图3显示了药物释放:采用傅立叶变换红外光谱(ftir)和分光光度法对聚己内酯(pcl)微球包埋两性霉素b(amb)的药物释放进行表征。a.ftir分析在pmma光盘上进行，其中有a.amb药物，b.amb加载pmma和c.未加载pmma。b.对3d打印的1、5或10个分层光盘进行分光光度测定，这些光盘在释放介质中孵育超过1、3和5天。百分率在344-355nm区域进行评估，其中amb单独显示离散峰。c.pcl微球制备后(左图)和长期存储导致表面降解(右图)导致药物释放的电子显微镜图像。or：聚己内酯(pcl)微球封装安福特林b(amb)药物释放的特点是傅立更变换红外光谱(ftir)和光谱光谱学。a.在pmma光盘上进行了ftir分析，其中a.安布药物，b.amb加载了pmma和c.卸载了pmma。b.光谱光谱在3d打印的1、5或10个分层光盘上进
行，这些光盘在1天、3天和5天内在发布介质中孵育。在344-355nm区域评估了百分比传输率，其中仅amb就显示了离散峰值。c.制造后(左面板)和长期储存导致表面退化(右面板)导致药物释放的pcc微球电子微观图像。
16.图4显示了白色念珠菌(candida albican)生物量测定：3d打印pcl-pmma的抗真菌特性在生物量测定。a)为评估抗真菌效果，将3d打印的1、5和10层样品与白色念珠菌共孵育48h，评估其生物膜生物量的干重。n＝3，*p《0.05,t检验。b.电镜观察1(左)，5(中)和10(右)层状amb含有pcl微球和pmma盘。c.amb在不同温度下进行热处理，放置在念珠菌培养物上，并在24小时后检查疗效(左图)。采集数字图像并定量清除区(右图)n＝2，*p《0.05,t检验。
17.图5显示了带有载pcl微球的pmma细丝的生成过程，这使得生物有效载荷的掺入能够实现功能化假肢表面的3d打印。
18.图6显示了bsa纳入pcl微球的sem图像。
19.图7显示了灯丝的挤压
20.图8显示了bcn3d sigma熔丝制作打印机。
21.图9显示了含有原卟啉-ix(protoporphyrin-ix)荧光染料的pcl微球的荧光图像
22.图10显示了在800nm(a)和480nm(b)不同波长下，3d打印的3单元假牙1(pmma)和2(pmma与含有荧光剂-原卟啉-ix的pcl微球)，证实了pmma纤维中存在微球。(a)条件为在chemidoc bio rad系统(chemidoc bio rad system)中，对照样品和实验样品均暴露于800nm光下。合成的图像显示出pmma材料的亮度。(b)条件为在chemidoc bio rad系统中，控制和实验样品都暴露在480nm的光下，以引起pcl微球中含有的染料的荧光。在对照中没有表现出荧光，而在实验中表现出了显著的荧光。
23.图11显示了bsa释放研究。该图描述了pmma光盘中pcl微球释放蛋白质的过程，时间跨度为21天。随着时间的推移，药物的释放量越来越大。
24.图12显示了生物膜生物量表。实验后，控制盘显示质量下降，表明其在介质中的降解。10层的实验圆盘显示，表面没有形成生物膜生物量，表明其对生物膜形成的阻力。
具体实施方式
25.尽管声称的主题内容将根据某些实施例进行描述，但其他实施例，包括不提供本文所述的所有好处和特征的实施例，也在本专利展示的范围内。在不偏离展示范围的情况下，可以对结构、逻辑和流程步骤进行各种更改。
26.本专利展示了一种具有主动有效载荷的打印机灯丝。3d打印可以生成微米级精度的任何构象。因此，本文所展示的假牙或其他修复体的实施例可以提供智能和/或活性生物材料，以获得额外的治疗益处。
27.正如在本披露/专利展示中使用的，单数形式“a”、“an”和“the”包括复数引用，反之亦然，除非上下文另有明确规定。因此，例如，对“方法”的引用包括一个或多个方法，以及/或此处描述的类型的步骤。
28.此处使用的术语"口腔"和"口腔"是指构成个体口腔和口腔的所有解剖结构，如但不限于嘴唇，脸颊，舌头，葫芦骨/舌骨，牙齿，牙龈，颌骨(下颌骨)，牙槽骨，唾液腺，扁桃体，腺体，硬软腭，悬雍垂，颞下颌关节，会厌，以及所有结缔和上皮组织。
29.本术语“传染病”和“微生物感染”是指由感染性病原体引起的所有疾病，包括细菌
2、msp、msf、tgf-α、ang、am、gdf-8、ngf、shh、ngf、pdgf、fgfr、tnf等及其组合。
38.该药物可能是多种抗真菌药物。非限制性的抗真菌药物的例子包括两性霉素b、氟胞嘧啶、氟康唑、酮康唑、咪康唑、特比萘芬、灰黄霉素、克霉唑、益康唑、阿尼芬净、米卡芬净、卡泊芬净、布康唑。联苯苄唑、克霉唑、益康唑。芬替康唑、异康唑、酮康唑、氯利康唑、咪康唑、奥莫康唑、奥昔康唑、硫康唑、舍他康唑、噻康唑、阿巴康唑、阿巴芬净、阿莫罗芬、布替萘芬、萘替芬、特比萘芬、氟环唑、埃夫那康唑、氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、丙环唑、泊沙康唑、雷夫康唑、特康唑、伏立康唑、及其组合。这些抗真菌药物可能适合治疗白色念珠菌。
39.这种药可能是各种各样的止痛药。非限制性镇痛药的例子包括布洛芬、对乙酰氨基酚、萘普生、利多卡因、苯佐卡因、水杨酸、阿司匹林、二氟尼柳、双氯芬酸、依托度酸、氟比洛芬、非诺洛芬、吲哚美辛、酮咯酸、美洛昔康、甲芬那酸、萘普生、奥沙普秦、萘丁美酮、舒林酸、吡罗昔康、托美丁等及其组合。
40.这种药可能是各种各样的类固醇。在很多例子中，类固醇是皮质类固醇。非限制性皮质类固醇的例子包括强的松、泼尼松龙、地塞米松、甲泼尼龙、倍他米松等及其组合。类固醇可能包括，但不限于，合成类固醇，糖皮质激素，或矿皮质激素。其他各种适用的类固醇包括但不限于睾酮(例如，axiron,androgel,fortesta,testopel,striant,delatestryl,testm,androderm)，雄烯二酮，司坦唑(winstrol)，诺龙(deca-durabolin)，甲睾酮(dianabol)，曲安奈德，氟轻松，倍他米松，哈西奈德，醋酸氟轻松，氢化可的松、二氟拉松、氯倍他索、去羟米松、地奈德、泼尼碳酸酯、氟替卡松、莫米松、氟氢缩松、乌倍他索、阿氯米松、安西奈德等及其组合。
41.这种药物可能是多种免疫调节剂。非限制性例子包括卡介苗(bcg)、左旋咪唑、重组细胞因子(如干扰素、白细胞介素、集落刺激因子)、沙利度胺异丙肌苷(如免疫蛋白球)、其他药物(如异丙肌苷醇、阿齐美克、伊美克、胸腺素、甲基肌苷、单磷酸)、免疫(如疫苗、免疫球蛋白)、阿那白滞素、依那西普、阿达木单抗、阿来西普、阿巴西普、依法珠单抗、利妥昔单抗、那他珠单抗、乌司奴单抗、戈利木单抗、甲氨蝶呤、硫唑嘌呤、环孢素、托珠单抗等，以及它们的组合。
42.这种药可能是氟化物。在不受任何特定理论约束的情况下，人们认为含氟微球适用于防止菌斑的形成和蛀牙。
43.一方面，本专利展示了合成3d打印聚合物假牙的方法，其可能包括一个或多个微球，其中包含一种或多种药物。该假牙可能适合于重建原有的假牙或用于新的假牙。
44.在实施例中，该方法用于合成3d打印聚合物外科夹板，夹板中含有微球封装的生长因子(如pdgf、egf、tgf-α,、tgf-β，kgf、fgf、il-1、igf-1、vegf等)，及其组合)，旨在增强口腔内因口腔或牙科疾病(如但不限于手术或感染)造成的伤口愈合。
45.在实施例中，该方法用于合成含有含氟微球的3d打印聚合物正畸器具，以防止菌斑形成和蛀牙。
46.在实施例中，该方法用于合成含有载有镇痛药(如布洛芬、对乙酰氨基酚、萘普生、利多卡因、苯佐卡因、水杨酸、阿司匹林)的微球的3d打印聚合物临时治疗义肢，以缓解与口腔或牙科疾病相关的疼痛和炎症。例如但不限于手术或感染。
47.在实施例中，该方法用于合成含有载皮质类固醇(如强的松/、泼尼松龙、地塞米松、甲泼尼龙、或倍他米松)，用于缓解与口腔或牙科疾病(但不限于手术或感染)相关的疼
痛和炎症。微球中包含的类固醇包括合成类固醇、糖皮质激素或矿皮质激素。微球还可以包括睾酮(如axiron,androgel,fortesta,testopel,striant,delatestryl,testm,androderm)，雄烯二酮，司坦唑(winstrol)，诺龙(deca-durabolin)，或甲睾酮(dianabol)。
48.在一个实施例中，义肢包含载有免疫调节剂的微球，如卡介苗(bcg)、左旋咪唑、重组细胞因子(如干扰素、白细胞介素、集落刺激因子)、沙利度胺异丙肌苷(如免疫蛋白球)、其他药物(如异丙肌苷醇、阿齐美克、伊美克、胸腺素、甲基肌苷、单磷酸)，或免疫(如疫苗、免疫球蛋白)。
49.在实施例中，该方法用于治疗从口腔外科手术或牙科手术中恢复的个体。患者将接受个性化的3d打印pmma聚合物假牙，表面覆盖pcl微球，其中包含合适的药物(如镇痛药、皮质类固醇、生长因子等，及其组合)，或单独或与其他药物(如抗生素、抗真菌、抗病毒、抗寄生虫、诸如此类的)来治疗特定的感染或口腔或牙科疾病。.
50.在实施例中，所述方法用于治疗患有口腔感染的个体。患者将接受个性化的3d打印pmma聚合物牙科修复体，该修复体覆盖pcl微球，其中包含合适的抗菌剂(如抗生素、抗真菌、抗病毒、抗寄生虫等，及其组合)，或单独或与其他抗菌剂或其他药物(如，止痛剂、皮质类固醇、生长因子等，以及它们的组合)来治疗特定的感染或口腔或牙科疾病，如本文所描述的。
51.在一个实施例中，口腔内的传染病病原体是白色念珠菌。白色念珠菌通常是口腔共生的定殖菌。然而，真菌的生长会导致鹅口疮。导致鹅口疮的原因包括抗生素治疗；免疫系统受损或发育不足(如hiv-阳性个体)；以及癌症的化疗和放疗。鹅口疮的特征是在舌头、脸颊、上颚和口腔后部出现斑片状、白色的“凝乳状”病变。戴假牙或假牙的人患鹅口疮的风险更高。
52.在实施例中，口腔或牙科疾病的治疗是含有被封装的抗真菌药物(如两性霉素b、氟胞嘧啶、氟康唑、酮康唑、咪康唑、特比萘芬、灰黄霉素等)的微球。及其组合)，用于治疗白色念珠菌感染。
53.通过本专利展示的方法可以制作各种假肢。非限制性的假肢例子(如牙科器械或简单器械)包括抗微生物感染的外科夹板；填充物；护齿器。全口或可拆卸假牙；或其他装置或义肢。假牙可以是全口假牙，也可以是局部假牙。
54.在许多例子中，只有假牙表面有微球或其他抗菌剂。
55.在实施例中，这些假牙或牙科义肢可作为“治疗假牙”提供，用于短期治疗传染病；辅助愈合因感染、受伤或手术引起的伤口；和/或预防牙菌斑发展和蛀牙.
56.在实施例中，这些假牙或牙科义肢可以作为“预防性假牙”或“预防假牙”提供，长期用于长期疾病预防或治疗；辅助愈合因感染、受伤或手术引起的伤口；预防牙菌斑形成和蛀牙。
57.本专利/文展示的实施例可用于提供用于骨折稳定的打印石膏内层和用于与缓解疼痛的药物保持一致，或在复合骨折的情况下提供用于皮肤或骨骼愈合的药物。
58.本专利展示的实施例还可以使用适当的药物为接触性皮炎或粘膜炎提供贴片或绷带。贴片或绷带可以以微球合并纳米纤维基质的形式提供，用于治疗接触性皮炎或粘膜炎。实施例还可用于提供载药颊膜，以预防或治疗感染或损伤引起的伤口愈合。这里描述了感染的例子。
59.抗菌剂可以提供2倍+ed50浓度，但也可提供其他浓度.
60.在一个实例中，光激活的生物分子(如原卟啉、卟啉和其他光动力疗法)可以被纳入微球中，并可被激活用于义肢的局部递送。辐照可诱导一种或多种药物的释放和/或诱导一种或多种药物的生物活性。光激活生物分子和配合物的例子包括，但不限于，荧光结合蛋白，亚甲基蓝，疏磷化合物，蒽醌类，杂蒽类，姜黄素类，钌配合物，铱配合物等，以及它们的组合。光激活的生物分子和复合物可以被纳入微球和/或被激活用于局部传递。不同疾病的局部传递可能发生激活。
61.捕获和感应系统也可以纳入3d打印假牙，用于口腔或牙科状况的诊断和治疗。例如，该方法可用于检测和治疗真菌感染，使用含有抗体标记纳米壁碳管的3d打印聚合物牙科假肢，以及抗真菌剂的释放机制。
62.在实施例中，创建3d打印牙科修复体的方法包括:(a)获取个体口腔的扫描、模具或模型，使该假牙适合该个体的口腔；(b)使用含有pmma聚合物的3d打印机，打印与个人口腔扫描、模具或模型相对应的假牙；(c)生成含有一种或多种化合物(如两性霉素-b)的pcl微球，以治疗或预防牙科疾病；和(d)将3d打印的pmma核心牙科假肢涂上载有复合物的pcl微球
63.在实施例中，创建3d打印假牙的方法包括:(a)获取个体口腔的扫描、模具或模型，使该假牙适合该个体的口腔；；(b)使用含有pmma聚合物丝的3d打印机打印与个人口腔扫描、模具或模型相对应的核心假牙，其中pmma聚合物灯丝由一个或多个微球组成，该微球包含一种或多种药物(如抗菌药物、抗真菌药物、抗生素、抗病毒药物、镇痛药、类固醇药物(如激素)、免疫调节剂、氟化物等及其组合)。微球可以封装一种或多种药物。一种或多种胶囊药物可以相同，也可以不同。
64.在实施例中，使用3d打印假牙治疗口腔或牙科疾病患者的方法包括:(a)获取个体口腔的扫描、模具或模型，使该假牙适合该个体的口腔；；(b)使用含有pmma聚合物的3d打印机，打印与个人口腔扫描、模具或模型相对应的假牙；(c)生成由pcl组成的微球，其中含有治疗或预防个人口腔或牙科疾病所需的化合物，例如装载两性霉素b的微球，用于治疗口腔白念珠菌感染；(d)将3d打印的pmma核心牙科假肢涂上载有复合物的pcl微球；(e)将填妥的假牙给予患者；并(f)监测个体对假牙治疗的反应。
65.在实施例中，使用3d打印假牙治疗口腔或牙科疾病患者的方法包括:(a)获取个体口腔的扫描、模具或模型，使该假牙适合该个体的口腔；(b)使用含有pmma聚合物丝的3d打印机打印与个人口腔扫描、模具或模型相对应的核心假牙，其中pmma聚合物丝由一个或多个微球组成，该微球包含一种或多种药物(如抗菌药物、抗真菌药物、抗生素、抗病毒药物、镇痛药、类固醇药物(如激素)、免疫调节剂、氟化物等及其组合)。微球可以包覆一种或多种药物。一种或多种被封装的药物可能相同或不
同，微球可能是，例如，载两性霉素b微球治疗口腔白色念珠菌感染；(c)将填妥的假牙给予患者；并(d)监测个体对假牙治疗的反应.
66.在各种示例中，采用本专利展示方法治疗的个体已经(例如，被诊断出)或怀疑患有口腔疾病、牙科疾病、口腔黏膜疾病、口腔感染，或正在手术康复中。非限制性口腔疾病和/或牙科疾病的例子包括由感染性微生物引起和/或与之相关的疾病。非限制性疾病的例子包括龋齿、牙龈炎、牙周疾病、手足口病、鹅口疮、疱疹性咽峡炎、口腔溃疡、口腔疱疹等，以及它们的组合。口腔黏膜疾病和/或口腔感染的非限制性例子包括由不同反应或感染、自身免疫性疾病或移植物抗宿主病引起的口腔黏膜紊乱。非限制性反应或感染的例子包括黏膜类天疱疮、口腔扁平苔藓、慢性口疮性口炎和黏膜寻常性天疱疮。个人可能恢复的非限制性手术程序的例子包括扁桃体切除、拔牙、根管、肿瘤消除、牙齿种植、骨移植/修复、口腔和颌面手术等，以及它们的组合。
67.本专利展示了一种3d打印聚合物假牙的构建方法，其涂层为含化合物的pcl微球；构成上述任何一项的成分；上述任何一项的制作方法；以及使用上述任何一种方法来治疗口腔疾病的方法。


技术实现要素：

68.下列声明提供了本专利展示的示例声明1一种装置/设备，包括:(a)义肢；以及(b)聚己内酯(pcl)微球，该微球载有用于治疗口腔或牙科疾病的化合物。声明2根据表述一，3d打印的假体是假牙。声明3根据表述一或表述二，pcl微球中的化合物是一种抗菌剂。声明4该装置/设备根据上述任何一项声明，其抗菌剂是抗真菌两性霉素b。声明中5该装置/设备根据上述任何一项声明，其中3d打印假牙包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物丝。声明6该装置/设备根据上述任何一项声明，其化合物是用于从手术或牙科过程中恢复的药物。声明7根据声明7，该装置/设备的化合物是一种止痛剂/镇痛剂、激素或生长因子，旨在减轻疼痛和炎症，并促进伤口愈合。声明8该装置/设备根据上述任何一项声明，其假牙是3d打印。声明9制造装置/设备的方法包括:(a)获取该个人的口腔的扫描图、模具或模型，使该假牙适合该个体的口腔；(b)用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物制造与个人口腔扫描、模具或模型相对应的核心假牙；(c)生成含有一种或多种化合物的pcl微球，以治疗或预防口腔或牙科疾病；(d)将3d打印的pmma核心牙科假肢涂上载有复合物的pcl微球。声明10根据声明9，其假体是假牙。声明11根据声明9或声明10，其化合物是一种抗菌剂。声明12根据声明11，其中抗菌药物为抗真菌药物两性霉素b/。声明13根据声明9-11中的任何一种方法，其化合物是用于外科手术或牙科手术后康复的药物。
声明14根据声明9、10或13中的任何一种，其中化合物是一种止痛剂、激素或生长因子，旨在减轻疼痛和炎症，并促进伤口愈合。声明15根据声明9-14中的任何一个，其制造包括3d打印。声明16一种使用假牙治疗牙科疾病患者的的方法包括:(a)获取该个人的口腔的扫描图、模具或模型，使该假牙适合该个体的口腔(b)用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物制造与个人口腔扫描、模具或模型相对应的核心假牙(c)生成含有一种或多种化合物的pcl微球，以治疗或预防口腔或牙科疾病；(d)将3d打印的pmma核心牙科假肢涂上载有复合物的pcl微球。(e)将填妥的假牙给予患者，并给予足够的时间以治疗其口腔或牙科疾病；(f监测个体对假牙治疗的反应。声明17一种装置/设备包括:(a)义肢；和(b)封装一种或多种药物的一个或多个微球，其中一个或多个微球配置在假体中和/或假体表面。声明18根据声明17，假牙是从夹板、护齿器、全口假牙、部分假牙或填充物中选择。声明19根据声明17或声明18所述的装置/设备，其一个或多个微球包含聚己内酯(pcl)或聚乳酸。本专利展示的微球可以由壳聚糖、聚乙烯、玻璃、聚磷腈或聚甲基丙烯酸酯形成，也可以由脂质体形成。声明20根据声明19，其一个或多个微球为pcl。本专利展示的微球是由pcl、聚乳酸、壳聚糖、聚乙烯、玻璃、聚磷腈或聚甲基丙烯酸酯形成，也可以由脂质体形成。声明21。根据声明17-20中的任何一项，其一种或多种药物是相同或不同的。声明22该装置/设备根据声明17-21中的任何一项，其从抗菌药物、抗真菌药物、抗生素、抗病毒药物、镇痛药、类固醇、免疫调节剂、氟化物等及其组合中选择一种或多种药物。声明23该装置/设备根据声明22，其一种或多种药物是从两性霉素b、氟胞嘧啶、氟康唑、酮康唑、咪康唑、特比萘芬、灰黄霉素、克霉唑、益康唑、阿尼芬净、米卡芬净、卡泊芬净、布康唑。联苯苄唑、克霉唑、益康唑。芬替康唑、异康唑、酮康唑、氯利康唑、咪康唑、奥莫康唑、奥昔康唑、硫康唑、舍他康唑、噻康唑、阿巴康唑、阿巴芬净、阿莫罗芬、布替萘芬、萘替芬、特比萘芬、氟环唑、埃夫那康唑、氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、丙环唑、泊沙康唑、雷夫康唑、特康唑、伏立康唑、及其组合。声明24该装置/设备根据声明23，其抗真菌剂是两性霉素b。声明25该装置/设备符合声明17-24中的任何一项，其假牙包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)。声明26该装置/设备根据声明17-25中的任何一个，其义肢是3d打印的。声明27一种制造装置/设备的方法包括:(a)获取该个人的口腔的扫描图、模具或模型，使该假牙适合该个体的口腔(b)用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物制造与个人口腔扫描、模具或模型相对应的核心假牙(c)生生成包含一种或多种药物的一个或多个微球；(d)将牙科假肢涂上载有一种或多种药物的一个或多个微球。声明28根据声明27，其义肢是假牙。声明29根据声明27或声明28，其从抗菌药物、抗真菌药物、抗生素、抗病毒药物、镇痛药、类固醇、免疫调节剂、氟化物等及其组合中选择一种或多种药物的方法。声明30根据声明29，其一种或多种药物是从两性霉素b、氟胞嘧啶、氟康唑、酮康
唑、咪康唑、特比萘芬、灰黄霉素、克霉唑、益康唑、阿尼芬净、米卡芬净、卡泊芬净、布康唑。联苯苄唑、克霉唑、益康唑。芬替康唑、异康唑、酮康唑、氯利康唑、咪康唑、奥莫康唑、奥昔康唑、硫康唑、舍他康唑、噻康唑、阿巴康唑、阿巴芬净、阿莫罗芬、布替萘芬、萘替芬、特比萘芬、氟环唑、埃夫那康唑、氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、丙环唑、泊沙康唑、雷夫康唑、特康唑、伏立康唑、及其组合中选择的一种抗真菌药物。声明31参照声明30，其抗真菌剂为两性霉素b。声明32根据声明27-31中的任何一种方法，其一个或多个微球组成pcl。本专利展示的微球可以由pcl、聚乳酸、壳聚糖、聚乙烯、玻璃、聚磷腈或聚甲基丙烯酸酯形成，也可以由脂质体形成。声明33根据声明27-32中的任何一个，其制造包括3d打印。声明34一治疗患有或怀疑患有口腔或牙科疾病的个体的方法包括:(a)获取该个人的口腔的扫描图、模具或模型，使该假牙适合该个体的口腔(b)用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物制造与个人口腔扫描、模具或模型相对应的核心假牙(c)生成含有一种或多种化合物的pcl微球，以治疗或预防口腔或牙科疾病；(d)将3d打印的pmma核心牙科假肢涂上载有复合物的pcl微球。(e)将填妥的假牙给予患者，并给予足够的时间以治疗其口腔或牙科疾病；(f)可选地监测个体对假牙治疗的反应。声明35。根据声明34，其个人是在从手术和/或牙科手术中恢复。声明36。根据声明34或声明35，其个人受到或被怀疑有白色念珠菌(c.albicans)感染。声明37。根据自声明34至声明36的任何一个声明中其抗真菌药物为下列药品的其中一种或多种药物的组合；两性霉素b、氟胞嘧啶、氟康唑、酮康唑、咪康唑、特比萘芬、灰黄霉素、克霉唑、益康唑、阿尼芬净、米卡芬净、卡泊芬净、布康唑。联苯苄唑、克霉唑、益康唑。芬替康唑、异康唑、酮康唑、氯利康唑、咪康唑、奥莫康唑、奥昔康唑、硫康唑、舍他康唑、噻康唑、阿巴康唑、阿巴芬净、阿莫罗芬、布替萘芬、萘替芬、特比萘芬、氟环唑、埃夫那康唑、氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、丙环唑、泊沙康唑、雷夫康唑、特康唑、伏立康唑。声明38。根据声明37，其抗真菌药物是两性霉素b。声明39。根据自声明34至声明38的任何一个声明中，其一个或多个微球为(pcl)聚己内酯微球，微球可以由壳聚糖、聚乙烯、玻璃、聚磷腈或聚甲基丙烯酸酯形成，也可以由脂质体形成。声明40。(a)获取个体口腔的扫描、模具或模型，并使该假牙适合该个体的口腔；(b)用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物制造与个人口腔扫描、模具或模型相对应的核心假牙，并让其中pmma聚合物丝(纤维)由包含一种或多种药物。声明41。根据声明40，其义肢为假牙。声明42。根据声明40，以及声明41，其从抗菌药物、抗真菌药物、抗生素、抗病毒药物、镇痛药、类固醇、免疫调节剂、氟化物等及其组合中选择一种或多种药物声明43。根据声明42，其抗真菌药物为下列药品的其中一种或多种药物的组合；两性霉素b、氟胞嘧啶、氟康唑、酮康唑、咪康唑、特比萘芬、灰黄霉素、克霉唑、益康唑、阿尼芬净、米卡芬净、卡泊芬净、布康唑。联苯苄唑、克霉唑、益康唑。芬替康唑、异康唑、酮康唑、氯利康唑、咪康唑、奥莫康唑、奥昔康唑、硫康唑、舍他康唑、噻康唑、阿巴康唑、阿巴芬净、阿莫
罗芬、布替萘芬、萘替芬、特比萘芬、氟环唑、埃夫那康唑、氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、丙环唑、泊沙康唑、雷夫康唑、特康唑、伏立康唑。声明44。根据声明43，其抗真菌药物是两性霉素b。声明45。根据声明40至声明44的任何一个声明中，其一个或多个微球为pcl(聚己内酯微球)，微球可以由壳聚糖、聚乙烯、玻璃、聚磷腈或聚甲基丙烯酸酯形成，也可以由脂质体形成。声明46。根据自声明40至声明45的任何一个声明中，其制造包括3d打印。声明47。一种使用假牙治疗牙科疾病患者的的方法包括:(a)获取该个人的口腔的扫描图、模具或模型，使该假牙适合该个体的口腔(b)用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物制造与个人口腔扫描、模具或模型相对应的核心假牙(c)将填妥的假牙给予患者，并给予足够的时间以治疗其口腔或牙科疾病；(d)可选地监测个体对假牙治疗的反应，其pmma聚合物丝中的一个或多个微球包括一种或多种药物。声明48。根据声明47，其个体正在从手术和/或牙科手术中恢复。声明49。根据声明47以及声明48，其个体受到或被怀疑有白色念珠菌感染。声明50。根据声明47至声明49中，其抗真菌药物为下列药品的其中一种或多种药物的组合；两性霉素b、氟胞嘧啶、氟康唑、酮康唑、咪康唑、特比萘芬、灰黄霉素、克霉唑、益康唑、阿尼芬净、米卡芬净、卡泊芬净、布康唑。联苯苄唑、克霉唑、益康唑。芬替康唑、异康唑、酮康唑、氯利康唑、咪康唑、奥莫康唑、奥昔康唑、硫康唑、舍他康唑、噻康唑、阿巴康唑、阿巴芬净、阿莫罗芬、布替萘芬、萘替芬、特比萘芬、氟环唑、埃夫那康唑、氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、丙环唑、泊沙康唑、雷夫康唑、特康唑、伏立康唑。声明51。根据声明50，其抗真菌药物是两性霉素b。声明52。根据声明47至声明51的任何一个声明中，其一个或多个微球为pcl(聚己内酯微球)，微球可以由壳聚糖、聚乙烯、玻璃、聚磷腈或聚甲基丙烯酸酯形成，也可以由脂质体形成。
69.以下说明将提供本披露的具体示例。那些擅长艺术的人会认识到，这些体现的常规修改可以进行，其目的是在发明的范围内。范例(具体示例)
70.下面提供了本披露的义肢示例。
71.材料和方法。准备含有两性霉素b的聚己内酯(pcl)微球。其聚己内酯(pcl)微球是通过文章之前提到的双乳化法制备液技术所制备的。两性霉素b(125微克/毫升)和庆大霉素(5毫克/毫升)(美国纽约赛默飞世尔科技)溶液被纳入聚己内酯(分子质量80，000；西格玛奥德里奇，mo，美国)溶解在二氯甲烷(西格玛奥德里奇，mo，美国)。
72.按需求所订制的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物细丝(纤维)。快速固化的聚甲基甲基丙烯酸酯牙阴影树脂粉与液体(美国伊利诺伊州朗杰特)(langjet,il,usa)以2：1的比例混合和含有两性霉素b的聚己内酯(pcl)微球(0.2％w/v)。混合物静置2分钟，确保均质与聚合以及足够的粘度，并可装入10毫升注射器。注射器被装上注射器泵，流量设定为1.9毫升/分钟。丝(纤维)通过无叶片风扇，以便快速冷却和保持挤压的丝(纤维)尺寸。这些丝(纤
维)可以进一步聚合20分钟，这些细丝的直径从2.85毫米到3.00毫米不等。
73.通过定制制造的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物细丝(纤维)进行3d打印。双挤出熔融长丝制造打印机(bcn3d sigma，巴塞罗那，西班牙)用于3d打印。该打印机具有双0.4毫米打印喷嘴，65℃打印床温度，可以以10毫米/秒的打印速度打印。喷嘴温度设置为275℃(聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物细丝(纤维)。使用各种3d打印格式来评估机械测试、药物释放和生物量测定。使用autodesk meshmixer(autodesk inc.，ca，usa)生成常规stl(立体光刻)文件并导入cura 3d切片软件(ultimaker，geldermalsen，netherlands)，并使用gcode文件进行打印。自grabcad下载了一个3单元假牙模型作为stl文件。
74.机械测试。为了比较3d打印与聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物传统加工的效果，运用万能试验机(instron 33r4204，instron corp，ma，usa)测试了弯曲强度。样品根据iso 4049标准(2mm
×
2mm
×
25mm)制备，采用3d打印和常规处理。进行8次重复的3点弯曲试验以评估统计显着性。
75.3d打印表面的功能化。为了证明药物掺入，制造了含有原卟啉-ix(ppx，sigma-aldrich，mo，usa)的荧光微球，并如上文2.3所述合成了定制的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物细丝。这些pmma细丝用于3d打印局部假牙并使用荧光成像系统成像(chemidoc，bio-rad，ca，usa)。
76.药物掺入和释放。3d打印的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)内的药物存在是通过ftir分析(频谱100、ft-ir光谱仪、perkin elmer、ma、美国)建立的。为了进行比较，使用了加载和卸载的光盘。3d打印光盘放置在6孔板中，每孔都装满了5毫升杜尔贝科的磷酸盐缓冲盐水(美国康宁弗吉尼亚州)，0.2％的脱氧酸钠(西格玛奥尔德里希,mo,美国)ph值为7.4。将板用石蜡膜密封并保持在37℃、50rpm的振荡器中。定期抽取样品并补充培养基。使用du800分光光度计(beckman coulter,ca,usa)通过344至354nm之间的吸光度分析样品。使用nih image j软件，根据标准药物稀释曲线，通过曲线分析下的面积计算药物定量。
77.扫描电子显微镜。样品在真空下使用薄碳溅射涂层，以提供电导率，然后使用磁场生成扫描电子显微镜(hitachi s-4000)进行检查，通常为20或30kev。
78.念珠菌生物膜生物质测定。在研究之前，所有样品都用70％酒精冲洗消毒，并在紫外线下暴露10分钟。将消毒的圆盘置于12孔板中，每孔板中含有2.5ml酵母氮碱(ynb)培养基，其中含有2％葡萄糖和20％fbs(seradigm，vwr，pa，美国)，使用1
×
105个细胞/ml白色念珠菌(#sc5314,atcc,va,usa)并在37℃下孵育48小时。去除覆盖在井底生长的生物膜的培养基，并使用1x pbs去除生物膜本身。然后将它们转移到预先称重的微量离心管中。将样品离心并除去大部分液体以促进干燥。将圆盘和孔底生物膜样品置于干燥器罐中，用无水氯化钙(emd millipore corporation，ma，usa)作为干燥剂。3天后用精密天平测定干细胞质量。(mettler-toledo,oh,usa)
79.统计分析。数据在excel(微软，华盛顿州，美国)收集，并使用统计学t测试进行分析，其中p《0.05被认为具有统计学意义。
80.结果和讨论。与传统处理相比，通过3d打印对定制制造的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物细丝的机械测试聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)弹性强度降低了35％(n＝8，p《0.05)(图1)。然而，3d打印样品没有达到断裂点，并将继续在细胞内弯曲，表明应力增加导致样品应变减少。因为所有常规处理的样品在测试过程中都达到了断裂点，所以这个现象
特别有趣。3d打印期间聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合的双重(化学和热塑性)处理最有可能影响聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物的物理性质。增加聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物属性的一个潜在策略是包括增强聚合物矩阵的填充物或交叉链接器。这显然值得进一步调查，以便有效地临床翻译这种特定的3d打印方法。
81.用聚己内酯(pcl)微球使聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物功能化。聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)聚合物细丝内的ppx封装聚己内酯(pcl)微球用于打印部分(3个单位)假牙，并使用680nm的荧光成像进行可视化(图2)。这些数据证实了利用微球内的小分子的能力，这些小分子可以结合到聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中以提供特定的功能。封装可确保在3d打印过程中保护有效载荷并提高其完整性。范围广泛的生物分子有效载荷可以包括药物、肽、核酸和其他治疗物质。还可以专门定制有效载荷的分布以提供给定印刷表面的附加功能，包括从多个表面组合递送分子也是可行的。
82.药物存在于印刷盘和释放介质中。通过ftir分析对加载(amb)和未加载的pmma盘进行分析，并展示了预期的聚合物光谱(图3a)。此外，加载amb的圆盘在1017cm-1处显示出峰值，这在amb(1019cm-1)中很明显，与未加载的pmma圆盘中不存在的ceceh和ech键相关。在5层和10层样品在光谱区域(325-425nm)中没有表现出吸收峰。1层3d打印样品释放的药物在第1、3和5天分别为1544.5
±
425.2、2295.7
±
992.8和2901.7
±
575.6ng/ml(图3b)。注意到聚己内酯(pcl)微球会因表面降解而失去完整性，这有助于控制释放amb，从而实现持续的抗真菌作用(图3c)。
83.生物膜生物质。与对照相比，加载单层amb的圆盘显着(p《0.05)降低了白色念珠菌的生物膜生物量(图4a)。5层和10层的圆盘都没有显示出任何统计学上的显着减少。这些结果与上述3.2中提到的药物释放试验一致。扫描电子显微镜注意到一个更多孔的、可渗透的单层，而多层似乎形成了坚固的、不透水的表面(图4b)。此外，amb的直接热处理会导致药物完整性降低，这由抗真菌作用降低所证明，这表明聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)假体内聚己内酯(pcl)微球的封装和受控释放将是有用的(图4c)。总之，这些数据证明了具有抗真菌治疗特性的pcl-pmma添加剂3d打印技术的可行性。
84.结论。人们对在牙科中使用增材和减材的3d打印产生了浓厚的兴趣。3d打印技术的快速进步使整个假肢工作流程易于操作、经济实惠、制造时间更短以及数字化成为可能。在临床(在诊所)提供假肢的能力对于传统和外展医疗保健环境都非常有吸引力。3d打印表面的功能化，在这种情况下是抗真菌的，为患者管理提供了以前无法实现的资源。这种特定的抗真菌应用对于高度易感人群(例如免疫功能低下或住院患者)、运动技能受损以维持口腔卫生的人群(例如老年患者或残疾患者)非常重要。此外，使用3d打印以数字方式捕获和修改表面的能力也可以实现对现有假体的修改(重新衬里)。换衬板可以使用3d打印，也可以是手动过程。可以3d打印的潜在修复体包括手术夹板(促进愈合的生长因子)、正畸器具(氟化物浸出防龋齿)或临时治疗修复体(使用镇痛剂或皮质类固醇)。
85.本文所述，适度的药物释放是通过控制两个参数实现的，首先是微球内的初始浓度和聚合物，聚己内酯(pcl)降解速率，其次是聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)细丝内的微球比率(0.2％w/v)。打印多层可以额外提供药物剂量。通过ftir分析观察到多层假体的药物洗脱减少，sem是固体、不透水的表面层，最重要的是，在生物质分析中没有显着的抗真菌活性。虽然这种现象的确切原因需要进一步调查，但潜在的影响因素可能是聚己内酯(pcl)微球
(tm 60℃)和pmma((tm 85
–
165℃))聚合物混合物的热特性以及多层印刷过程中的潜在持久性。尽管如此，化学计量优化药物递送的其他方法可能涉及改变初始药物浓度或聚己内酯(pcl)微球与聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)的比例以及具有可变降解速率的聚合物，如聚丙交酯-乙醇酸(plga)。正在积极研究修改聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)假体表面的其他策略。
86.这种创新的3d增材打印系统的主要影响是其对为人员和机构节省成本和时间的潜在影响。与传统的、长期的、多阶段的实验室制造相比，快速、可定制的数字工作流程可以显着减少患者和诊所人员的时间。此外，这种方法可以很容易地适用于重新排列现有的假肢，使其具有额外的组织界面功能，例如抗微生物或促进最佳愈合，从而避免重复使用假肢。这表明定制3d打印方法将提高假肢制造的效率和可持续性。真菌检测系统最近令人兴奋的发展表明，这些抗真菌假体的未来迭代可能涉及“感知”和“响应”，用于治疗诊断(治疗和诊断)的智能系统可实现精准医学方法。这在当前由于滥用抗生素而导致抗微生物药物耐药性的时代尤为重要。这项工作注意到成功地掺入了能够暂时激活这些智能系统的光敏(掺入ppx)微球。总之，这项工作中描述的混合增材3d打印定制制造系统可以成为临床设备中的重要工具，实现更广泛、可持续的综合应用，对人类健康产生积极影响。虽然本披露已就一个或多个特定实施例进行了描述，但可以理解为，本披露的其他实施方式可以不偏离本披露的范围。因此，本披露仅受附索赔及其合理解释的限制。