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Advanced Science:华中科大团队研发出基于3D打印的压电牙种植体,重建牙齿感知能力

已有 1066 次阅读 2026-9-29 09:06 |系统分类:论文交流

日常生活中我们或许未曾留意:牙齿带来的感官反馈,不仅让我们感受食物质地,还能帮我们控制合适的咀嚼力度。传统种植牙没有感知能力,患者进食时容易用力过猛,久而久之损伤其他牙齿与颌骨。

华中科技大学韩芸耘教授研究团队研发出的一种压电牙种植体,有望解决这一难题:它可以把咀嚼产生的机械力转化为电信号。信号随后通过牙神经传递至大脑,重建感知。

韩芸耘教授指出:“现有种植体主要用于恢复咀嚼功能,但无法完全复原天然牙的感官反馈。对比商用陶瓷牙冠,植入这款压电种植体后,超90%受试者反馈咀嚼感知得到恢复。”

另辟蹊径的技术方案

多年来,研究人员尝试多种方案,希望赋予种植牙感知咀嚼力的能力,但收效有限。

牙齿的感知起源于包裹牙根的牙周韧带与骨骼,神经末梢就分布于此。这些组织内特化的机械感受器,负责将力信号转化为感官信号并传入大脑。

人工种植牙中,这类感受器不复存在。过去恢复感知的研究思路大多着眼于再生缺失的韧带或受损神经,但尚未取得有效的成果。

韩芸耘团队另寻思路:利用压电材料制作种植体,替代天然机械感受器。种植体核心由压电材料制成,能够将机械力转换成电信号;研究人员选用钡钙锆酸盐作为核心材料,该材料对人体安全。

核心外层包裹陶瓷牙冠,起到保护作用,复刻天然牙釉质。两部分均采用3D打印,组装成个性化种植体,匹配每位患者专属尺寸与外形。

这款种植体模拟天然牙向大脑传递感觉的机制:施加在压电核心上的压力越大,产生的电信号越强。团队在小鼠与人体上实时监测神经活动,建立模型,刻画种植体从轻力到大力不同载荷下的响应规律。

image.png这款新型种植体的首次人体试验成功重建完整咀嚼感知,效果贴近天然牙齿。图片来源: 10.1002/advs.202520786。

首次人体试验

为测试种植体,韩芸耘团队在大学附属医院招募23名需要种植牙的志愿者。研究通过咬合与咀嚼测试,对比3D打印种植体与商用种植体,同时种植体对侧的天然牙作为对照组。

传统种植牙受试者中,仅有少数人能在咬合与持续咀嚼测试产生感知反馈;而压电种植体受试者的感知表现与天然牙更为接近。高达90%植入这款3D打印种植体的受试者表示,咀嚼感知得以恢复。

韩芸耘补充:“我们成功搭建了压电种植牙的制备与组装工艺。这种人工牙可以将力学信号转为电信号,为一项关键临床难题提供解决思路。”

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参考文献:Yaro Cao et al., An Implanted Tooth That Can Feel, Advanced Science (2026). DOI: 10.1002/advs.202520786

封图来源:Marco Verch via Flickr, CC BY 4.0

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