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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:趙健恩
研究生(外文):Chien En Chao
論文名稱:齒槽脊保存術用 3D 列印/電紡藥物釋放支架之研究
論文名稱(外文):Development of 3D-printed/electrospun drug-releasing stents for alveolar ridge preservation
指導教授:劉士榮劉士榮引用關係
指導教授(外文):S. J. Liu
口試委員:張士灝李甫瑩劉士榮
口試日期:2023-07-06
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2024
畢業學年度:112
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:齒槽脊保存術3D 列印靜電紡絲藥物釋放奈米纖維
外文關鍵詞:socket preservation technique3D printingelectrospinningdrug releasenanofibers
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齒槽脊保存術是現在新式治療骨重塑的方法,根據之前研究結果,
齒槽脊保存術包含多種做法:單純骨粉填補(bone grafting)、骨粉填補
合併窩洞封閉(socket sealing)等,又窩洞封閉可使用自體軟組織、不
可吸收再生膜或可吸收再生膜。簡單來說,齒槽脊保存術即是在拔牙
當下,在拔牙的窩洞內放入骨粉與再生膜等再生材料,以減少齒槽骨
體積的變化。本研究希望設計一種利用 PCL 可降解式材料以 3D 列印
製成的生物可吸收式支架當作屏障,並含帶電紡絲藥物薄膜及生長因
子,做為齒槽脊保存數的新方法。
為了加強齒槽脊的治療效果,傷口位置會先放入含有 ibuprofen 布
洛芬的藥物電紡薄膜,防止發炎反應;並再放入 EGF(人類上皮生長
因子)的電紡薄膜,誘導組織生成。
本研究之 PCL 支架使用實驗室自組裝的溶劑式 3D 列印機印
製,各電紡薄膜用拉伸實驗測試強度,使用高效液相層析法
(HPLC)量測藥物釋放情形,使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察表面結
構及計算纖維直徑分布,使用傅立葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)確認
藥物是否有附著在纖維上。體內動物實驗使用大鼠,在上顎骨牙齦
窩洞模擬拔牙後齒槽骨牙齦窩洞並放入包覆藥物以及生長因子
電紡薄膜使用 3D 列印 PCL 支架當作屏障,術後觀察復原狀況。
Socket preservation technique is a modern method used for bone
remodeling in dental treatments. Based on previous research, socket
preservation techniques include various approaches such as simple bone
grafting, bone grafting combined with socket sealing, and socket sealing
using autogenous soft tissue, non-absorbable membranes, or absorbable
membranes. In simple terms, socket preservation involves placing bone
grafting material and regenerative membranes or materials into the socket
immediately after tooth extraction to minimize changes in the alveolar bone
volume.
This study aims to design a new method for socket preservation using
a 3D-printed, biodegradable scaffold made from PCL (polycaprolactone),
which acts as a bioresorbable barrier. The scaffold will incorporate
electrospun drug-loaded membranes with an electrically charged filament
and growth factors. To enhance the therapeutic effects of socket
preservation, the wound site will first be covered with an electrospun
membrane containing ibuprofen to prevent inflammation. Additionally, an
electrospun membrane containing EGF (epidermal growth factor) will be
placed to induce tissue regeneration.
The PCL scaffold in this study was fabricated using a laboratory selfassembled solvent-based 3D printer. The tensile strength of each
electrospun film was tested using a stretching experiment. The drug release
was measured using high-performance liquid chromatography (HPLC).
The surface structure and fiber diameter distribution were observed using
a scanning electron microscope (SEM). The Fourier-transform infrared
spectrometer (FTIR) was used to confirm whether the drug was attached to
the fibers.
In vivo animal experiments were conducted using rats. After
simulating tooth extraction by creating alveolar bone and gingival defects
in the maxilla, drug-coated and growth factor electrospun films were placed
in the tooth socket defects, with a 3D printed PCL scaffold used as a barrier.
The postoperative recovery condition was observed.
目錄
致謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 v
圖目錄 ix
表目錄 xii
第一章 導論 1
1-1 研究背景 1
1-1.1 牙周組織簡介 2
1-1.2 齒槽脊的變化 4
1-1.3 骨重塑治療方式 5
1-1.4 齒槽脊保存術理想狀態 7
1-2 生物可降解材料之簡介 8
1-2.1 聚入酸甘醇酸共聚物(PLGA) 8
1.2-2 聚己內酯(PCL) 10
1-3 3D 列印之生物工程技術 11
1-4 藥物及生長因子介紹 12
1-4.1 布洛芬(Ibuprofen) 12
1-4.2 上皮細胞生長因子(Epidermal growth factor , Egf) 13
1-5 研究動機與目的 14
第二章 文獻回顧 15
2-1 拔牙後齒槽嵴保留術干預的效果 15
2-2 布洛芬的止痛效果 16
2-3 3D 打印技術;方法、生物醫學應用及未來趨勢 17
2-4 電紡奈米纖維的技術及優勢 19
2-5 核殼纖維生物功能性用於組織工程和藥物遞送的優勢 20
第三章 材料設備與實驗方法 21
3-1 實驗流程 21
3-2 3D 列印-Mesh 22
3-2.1 3D 列印機 22
3-2.2 3D Mesh 設計 23
3-2.3 3D Mesh 列印 24
3-3 電紡絲製備藥物薄膜 27
3-3.1 電紡絲纖維材料與藥品 27
3-3.2 電紡絲溶液調配參數 29
3-3.3 電紡絲設備架設 31
3-4 表面型態觀察(FE-SEM) 36
3-5 水平取向角度量測儀 37
3-6 傅立葉轉換紅外線光譜 38
3-7 差式掃描量熱法(Differential scanning calorimetry 簡稱 DSC) 39
3-8 藥物定量分析 40
3-8.1 高效能液相層析儀之原理 41
3-8.2 標準溶液配置與檢量線 43
3-8.3 體外藥物濃度分析. 44
3-9 萬能材料試驗機(LLOYD INSTRUMENTS LRX) 45
3-10 動物實驗 46
3-10.1 大鼠手術步驟 46
3-10.2 動物行為活力測試 48
3-10.3 動物飲食行為 49
3-10.4 體內藥物濃度分析 50
第四章 結果與討論 51
4-1 3D 列印機列印結果 51
4-1.1 3D Mesh 列印結果 51
4-2纖維表面型態觀察 52
4-3 藥物定量分析 54
4-3.1 HPLC 基本設定參數 54
4-3.2 體外藥物釋放情形 55
4-4 傅立葉轉換紅外線光譜(FTIR) 57
4-5 水接觸角 58
4-6 薄膜拉伸測試 60
4-7 差式掃描量熱法(DSC) 61
4-8 生長因子釋放量 62
4-9 動物實驗 63
4-9.1 體內藥物釋放情形 63
4-9.2 動物行為活力測試 65
4-9.3 動物飲食行為 67
4-9.4 動物傷口癒合行為 69
4-10 組織切片 71
第五章 結論與未來展望 72
5-1 結論 72
5-2 未來方向 73
參考文獻 74


圖目錄
圖 1- 1、牙周組織構造[3] 3
圖 1- 2、牙周組織的變化[4] 4
圖 1- 3、齒槽脊保存術[8] 6
圖 1- 4、PLGA 化學結構[12] 9
圖 1- 5、PCL 化學結構[14] 10
圖 1- 6、布洛分化學結構式[16] 12
圖 1- 7、上皮細胞生長因子結構[17] 13
圖 2- 1、拔牙後牙槽窩的示意圖[2] 15
圖 2- 2、術後第 1 天前五個小時內疼痛指數比較[18] 16
圖 2- 3、3D 列印機在醫療領域的應用 [19] 18
圖 2- 4、靜電紡絲構造[21] 19
圖 2- 5、同軸靜電紡絲構造[22] 20
圖 3- 1、實驗流程圖 21
圖 3- 2、3D 列印機 22
圖 3- 3、MESH 設計圖 23
圖 3- 4、聚己內酯(PCL) 24
圖 3- 5、二氯甲烷 25
圖 3- 6、PCL 溶液26
圖 3- 7、CURA 軟體介面 26
圖 3- 8、高分子聚乳酸聚甘醇共聚物(PLGA503) 27
圖 3- 9、六氟異丙醇 28
圖 3- 10、布洛芬 28
圖 3- 11、HEGF 28
圖 3- 12、(A)多點磁石攪拌器 (B)磁石 29
圖 3- 13、單軸靜電紡絲設備(A)高電壓電源供應器 (B)推進泵浦
(C)10 毫升針筒和 6 號平頭針頭 (D)鋁板 31
圖 3- 14、同軸靜電紡絲設備(A)高電壓電源供應器 (B)推進泵浦器
(C) 鐵氟龍管子 (D) 治具-22 號針頭,16 號針頭及兩個 10 毫升
針筒(E) 鋁板 32
圖 3- 15、單軸靜電紡絲架設示意圖 33
圖 3- 16、同軸靜電紡絲架設示意圖 33
圖 3- 17、靜電紡絲架設圖 34
圖 3- 18、場發掃描式電子顯微鏡 36
圖 3- 19、水平取像角度量測儀 37
圖 3- 20、傅立葉轉換紅外光譜儀 38
圖 3- 21、DSC 差式掃描機 39
圖 3- 22、高效能液相層析儀 40
圖 3- 23、HPLC 分析系統連接示意圖 41
圖 3- 24、萬能試驗儀 45
圖 3- 25、動物實驗步驟示意圖 47
圖 3- 26、動物實驗步驟 47
圖 3- 27、動物活力測試示意圖 48
圖 3- 28、食物測試方法 49
圖 3- 29、飲水測試方法 49
圖 4- 1、3D MESH 列印成品 51
圖 4- 2、IBUPROFEN 單軸 4:1 (A)纖維型態 (B)平均分布 52
圖 4- 3、同軸 EGF (E)纖維型態 (F)平均分布 53
圖 4- 4、純 PLGA 單軸(E)纖維型態 (F)平均分布 53
圖 4- 5、藥物體外釋放:(A1)每日釋放(A2)累積釋放 56
圖 4- 6、FTIR 紅外線光譜結果 57
圖 4- 7、同軸靜電紡絲 PLGA 與生長因子薄膜水接觸角 58
圖 4- 8、單軸靜電紡絲 PLGA 帶藥纖維薄膜水接觸角 58
圖 4- 9、單軸靜電紡絲純 PLGA 纖維薄膜水接觸角59
圖 4- 10、薄膜拉伸強度 60
圖 4- 11、DSC 結果圖 61
圖 4- 12、生長因子釋放量 62
圖 4- 13、布洛芬體內藥物定量分析 64
圖 4- 14、感測器一週感應次數 66
圖 4- 15、七天平均進食狀況 67
圖 4- 16、七天平均飲水狀況 68
圖 4- 17、傷口癒合行為 69
圖 4- 18、H&E 組織切片圖 71


表目錄
表 3- 1、 3D MESH 材料調配比例 25
表 3- 2、單軸 4:1 藥物薄膜溶液配置30
表 3- 3、同軸薄膜溶液配置 30
表 3- 4、單軸靜電紡絲參數設定 35
表 3- 5、同軸靜電紡絲參數設定 35
表 3- 6、HPLC 主要組件 42
表 4- 1、IBUPROFEN 之 HPLC 參數設定 54
表 4- 2、A 組和 C 組的平均傷口面積 (MM2) 70
[1]. Avila‐Ortiz, G., L. Chambrone, and F. Vignoletti, Effect of alveolar
ridge preservation interventions following tooth extraction: A
systematic review and meta‐analysis. Journal of Clinical
Periodontology, 2019. 46: p. 195-223.
[2]. Avila-Ortiz, G., et al., Effect of alveolar ridge preservation after
tooth extraction: a systematic review and meta-analysis. Journal of
dental research, 2014. 93(10): p. 950-958.
[3]. http://www.dr-tony.com.tw/index/health_sub01-102.htm
[4]. https://www.smile-dental.tw/knowledgebase/id=3107
[5]. Schropp, L., et al., Bone healing and soft tissue contour changes
following single-tooth extraction: a clinical and radiographic 12-
month prospective study. International Journal of Periodontics &
Restorative Dentistry, 2003. 23(4).
[6]. Darby, I., S. Chen, and R. De Poi, Ridge preservation: what is it
and when should it be considered. Australian dental journal, 2008.
53(1): p. 11-21.
[7]. Jung, R.E., et al., Alveolar ridge preservation in the esthetic zone.
Periodontology 2000, 2018. 77(1): p. 165-175.
[8]. https://www.befaith.com.tw/befaith/medical_detail.jsp?did=16
[9]. Pagni, G., et al., Postextraction alveolar ridge preservation:
biological basis and treatments. International journal of dentistry,
2012. 2012.
[10]. Kalsi, A.S., J.S. Kalsi, and S. Bassi, Alveolar ridge preservation:
why, when and how. British dental journal, 2019. 227(4): p. 264-
274.
[11]. Makadia, H.K. and S.J. Siegel, Poly lactic-co-glycolic acid
(PLGA) as biodegradable controlled drug delivery carrier.
Polymers, 2011. 3(3): p. 1377-1397.
[12]. Sigma-Aldrich, “Resomer® RG 503, Poly(D,L-lactide-coglycolide) ”
[13]. Dwivedi, R., et al., Polycaprolactone as biomaterial for bone
scaffolds: Review of literature. Journal of oral biology and
craniofacial research, 2020. 10(1): p. 381-388.
[14]. Sigma-Aldrich, “Polycaprolactone”
[15]. Bozkurt, Y. and E. Karayel, 3D printing technology; methods,
biomedical applications, future opportunities and trends. Journal of
Materials Research and Technology, 2021. 14: p. 1430-1450.
[16]. Sigma-Aldrich, “Ibuprofen”
[17]. http://www.bio.fju.edu.tw/teaching-excellenceproject/content06/detail/198x/p1986.htm
[18]. Pearlman, B., et al., The analgesic efficacy of ibuprofen in
periodontal surgery: A multicentre study. Australian dental
journal, 1997. 42(5): p. 328-334.
[19]. Lai, J., C. Wang, and M. Wang, 3D printing in biomedical
engineering: Processes, materials, and applications. Applied
Physics Reviews, 2021. 8(2): p. 021322.
[20]. Bozkurt, Y. and E. Karayel, 3D printing technology; methods,
biomedical applications, future opportunities and trends. Journal
of Materials Research and Technology, 2021. 14: p. 1430-1450.
[21]. Parham, S., et al., Electrospun nano-fibers for biomedical and
tissue engineering applications: A comprehensive review.
Materials, 2020. 13(9): p. 2153.
[22]. Laura E. Sperlin , Karina P. Reis , Patricia Pranke1, Joachim H.
Wendorff, " Advantages and challenges offered by biofunctional
core–shell fiber systems for tissue engineering and drug delivery,"
Drug Discovery Today, 2016.
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