[发明专利]预防和治疗牙齿疾病的功能化义肢界面

说明书

本专利提供的是包含微球的成分和设备，这些微球封装了一种或多种药物。这些成分和设备可用于治疗或预防口腔粘膜疾病、口腔感染、口腔疾病、牙科疾病或手术恢复相关或引起的感染。这些设备包括但不限于夹板、护嘴器、全假牙、部分假牙或填充物。这些设备可能是由具有当前披露成分的细丝制造的。还提供了制作和使用设备和构图的方法。

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申请。

背景技术

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。

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。

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

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。

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

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。(3Dprinting using a fused filament fabrication printer of a PMMA polymerfilament 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。