新加坡国立大学(NUS)科研团队在Gopu Sriram助理教授的带领下取得了一项突破性技术——3D生物打印+人工智能,让个性化口腔软组织移植迈入“精准医疗”新时代!
近日,新加坡国立大学(NUS)的研究团队通过将3D生物打印技术与人工智能(AI)相结合,成功开发出一种创新的个性化牙龈组织移植方法,为牙科治疗带来了革命性突破。

新加坡国立大学牙科学院助理教授 Gopu Sriram(左)和 Jacob Chew 医生(中)与新加坡国立大学设计与工程学院生物医学工程系的 Dean Ho 教授(右)展示了他们在人工智能驱动的 3D 生物打印技术下用于个性化牙龈组织移植物的开创性工作。该团队的新方法旨在减少牙科手术的侵入性,同时提高患者的预后。来源:NUS
这项研究的成果已于2024年12月17日发表在《Advanced Healthcare Materials》杂志上,并获得了国家增材制造创新集群(NAMIC)和国家大学卫生系统(NUHS)的支持。

来源:《Advanced Healthcare Materials》官网
技术亮点:AI优化+生物打印,效率与精准并存
NUS团队开发的创新方案,直接用3D生物打印“造”出完美匹配患者缺损的软组织移植物!核心技术亮点:

新加坡国立大学团队利用 3D 生物打印机制造定制的口腔软组织移植物,将人工智能集成到流程中,以优化生物打印参数、提高精度并提高效率。来源:NUS
1. AI取代“试错”实验:传统生物打印需手动调整数百个参数(如压力、速度、温度),耗时费力。NUS团队引入AI算法,将参数组合从数千种精简至25种,效率提升数十倍!
2. 仿生移植物的“生命力”:特殊生物墨水+3D打印技术,确保移植物细胞存活率超90%,并能在18天培养期内保持结构稳定。移植物的蛋白质分布、多层结构几乎与天然牙龈组织一致!

3D 生物打印的牙龈组织移植物(在透明载玻片上)是使用专门的生物墨水制成的,可支持健康的细胞生长,同时保持结构完整性,以实现个性化牙科治疗。来源:NUS
3. 精准定制:传统手术需从患者口腔其他部位取组织,而新技术直接根据缺损尺寸打印移植物,减少创伤、并发症风险更低!
Gopu Sriram助理教授(NUS牙科学院)表示:“3D生物打印远比普通打印复杂,因为我们要处理活细胞。但AI的加入,让精准医疗成为可能!”
传统移植的痛点:拆了东墙补西墙
牙龈组织移植是牙科治疗中不可或缺的一部分,尤其在修复牙龈退缩、牙周疾病或种植体并发症等问题时。
而目前的口腔软组织移植,大多需要从患者口腔其他部位切取组织“补缺”。虽然有效,但问题也不少:
患者遭罪:取组织过程疼痛,术后并发症风险高;
资源有限:健康组织“库存”不足,尤其对大面积缺损束手无策;
效果打折:移植组织形状难匹配,容易变形或引发感染。
未来应用:不止牙科,皮肤修复也有戏!
这项技术的潜力远超口腔领域:
无痕愈合:口腔组织天然愈合不留疤,该技术或为皮肤移植提供新思路;
血管整合:下一步计划用多材料打印血管,打造功能更复杂的活体组织;
临床转化:即将开展体内试验,验证移植物在真实口腔环境中的稳定性。
结语
当AI遇见3D生物打印,医疗的想象力再次被刷新!
NUS的该项研究不仅展示了3D生物打印和人工智能如何通过精准医疗解决复杂的医学问题,也为再生医学领域开辟了新的可能性。
随着3D生物打印的普及,牙科手术将更微创、更高效。或许不久的将来,修复牙齿就像“打印一张纸”一样简单!期待这项技术早日落地,让更多人告别手术刀,拥抱无痛新生活!
