牙周炎是一種牙齒疾病，它會破壞牙齒的支撐結構，例如牙槽骨，并最終導致牙齒脫落。在24.4%的30至34歲的成年人中，牙周炎以輕度至重度的形式出現，而在65歲及以上的成年人中，這一比例增加到70.1%。如果牙周炎沒有及早治療，或者牙周狀況持續惡化，可能需要進行手術干預。屏障膜可與引導骨再生（GBR）結合使用，以幫助修復牙周炎造成的損傷。GBR促進和指導新骨的生長，而屏障膜將缺損部位與快速生長的結締組織和上皮組織的浸潤隔離開來，否則這些組織會填充缺損空間。在種植學領域，超過40%的種植體使用牙科屏障膜來幫助固定牙種植體，以改善骨增量 。

阻隔膜的理想特性是：具有可控的降解速率；具有生物相容性；防止周圍組織塌陷到缺損空間；并提供細胞封閉性。

當前的商業阻隔膜由不可吸收且需要二次手術提取的材料制成，或者由結構完整性差或降解為酸性副產物的可吸收材料制成 。絲可以被認為是一種可能的替代材料，因為它作為醫療材料已經有很長的使用歷史。最近，由于再生絲素蛋白（RSF）結構的發展，如海綿、薄膜、水凝膠和墊子，用于組織工程應用的絲的研究有所增加。

目前生產RSF薄膜的方法包括流延、旋轉干燥或靜電紡絲。然而，這些方法對最終結構的控制有限，需要額外的程序步驟來處理薄膜并改善其機械性能。反應性噴墨打印提供了對薄膜設計和結構的完全控制，以及將薄膜制造與甲醇處理相結合以誘導β-折疊結晶的可能性。此前，謝菲爾德大學臨床牙科學院曾報道過RSF的反應性噴墨打印，展示了使用噴墨打印機（MicroFab Jetlab 4）時薄膜設計和生產的靈活性。本文是該學院“用作牙科屏障膜的再生絲素蛋白薄膜的反應性噴墨打印”的研究，將具體介紹利用噴墨打印技術的RSF解決方案，更具體地說，使用MicroFab的壓電Inkjet技術再制造牙科屏障膜方面的應用。

此項目中使用MicroFab公司提供的Jetlab 4標準型納米材料沉積噴墨打印系統，完成再生絲素蛋白 (RSF) 的生產實驗。使用噴嘴孔徑為80µm的壓電噴頭打印RSF和nHA/RSF墨水，使用噴嘴孔徑為60µm的壓電噴頭打印甲醇。針對每種墨水優化噴射參數以獲得穩定的液滴形成。打印在室溫下進行，保持接近20°C。樣品是“即時”打印的，這意味著基材在打印頭下方不斷運動。RSF批次之間和溶液老化時，打印參數略有不同。在4°C下儲存兩周后，RSF墨水變得不可靠，可能會堵塞噴嘴。因此，沒有使用超過兩周的墨水。

RSF薄膜是通過將濃度為100mg·mL^-1的RSF墨水（液滴步長介于0.14和0.16mm之間）和甲醇（步長介于0.06和0.17mm之間）打印到直徑為13mm的玻璃蓋玻片。為了生產具有不同結晶度的薄膜，RSF薄膜用不同體積的甲醇打印。甲醇體積由打印的液滴密度控制，從而改變甲醇液滴之間的距離以改變每單位面積打印的墨水體積。使用噴射液滴的照片和球體體積方程計算液滴體積。如圖1所示，每個打印的RSF層之后都是隨后的打印的甲醇層。通過將RSF墨水和甲醇的交替層打印到20個RSF層的高度來生產薄膜。

▲ 圖1 示意圖顯示了打印層以生產再生絲素蛋白 (RSF) 薄膜；(a) 打印一層 RSF，(b) 隨后是一層甲醇，將 RSF 結構從絲 I 轉換為絲 II，(c) 重復該過程，在前一層的頂部印上一層 RSF 層。

油墨特性

RSF油墨在室溫下的表面張力值（圖2a）在47和55mN·m^-1之間。表面張力似乎根據濃度而變化。50mg·mL^-1及以下的低濃度RSF油墨具有最高的表面張力，平均為53.5mN·m^-1。70mg·mL^-1和更高濃度的RSF具有48.1mN·m^-1的平均表面張力。

▲ 圖2 (a) RSF 油墨的表面張力測量，(b) RSF 油墨的表觀粘度，(c) nHA/RSF 油墨的表面張力測量，和 (d) nHA/RSF 油墨的表觀粘度。

長期以來，絲一直被用作縫合材料，但直到現在，有了使用重組絲素蛋白溶液（RSF）將絲加工成不同的三維（3D）結構的能力，它才能用于更廣泛的縫合線。醫療應用。其優異的生物相容性、機械性能、可控的降解速率和無毒的降解副產物使其成為用作牙科屏障膜的有吸引力的材料。目前的阻隔膜材料不具備RSF的所有優勢特性，這使得RSF成為未來設計的一個有吸引力的選擇。

通過實驗已經證明可以使用噴墨打印機（MicroFab Jetlab 4）成功打印RSF和nHA/RSF解決方案。與此同時發現，反應性噴墨打印可用于控制RSF的結構特征，并逐漸誘導結晶度。這對于證明反應性噴墨打印可以比其他當前的RSF處理方法更好地控制阻隔膜特性非常重要。首次展示了如何使用RSF的反應性噴墨打印來通過薄膜結晶度控制降解速率。這一重大發現證明了反應性噴墨打印在生產RSF組織工程結構方面的潛力?？刂芌SF降解速率可能有利于開發理想的屏障膜，因為RSF降解率可以與愈合率和部位再生率相匹配。在打印的薄膜中加入生物活性成分（例如nHA）的能力為噴墨打印薄膜提供了進一步的潛力，以幫助部位恢復和愈合過程。這些特性使其成為生產未來組織工程結構（例如屏障膜）的理想選擇。需要進一步研究活性噴墨打印的阻隔膜及其與軟組織和硬組織細胞的相互作用，以進一步證明它們對組織工程支架的適用性。這些特性使其成為生產未來組織工程結構（例如屏障膜）的理想選擇。需要進一步研究活性噴墨打印的阻隔膜及其與軟組織和硬組織細胞的相互作用，以進一步證明它們對組織工程支架的適用性。這些特性使其成為生產未來組織工程結構（例如屏障膜）的理想選擇。需要進一步研究活性噴墨打印的阻隔膜及其與軟組織和硬組織細胞的相互作用，以進一步證明它們對組織工程支架的適用性。