Modulación de Red Habilita Andamios de Polímero a Base de Citrato Impresos en 3D con Rendimiento Mecánico Ampliamente...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Biomateriales
• Química de Polímeros
• Medicina Regenerativa

Sus antecedentes:

• Los biomateriales con propiedades mecánicas sintonizables son cruciales para aplicaciones biomédicas.
• Los polímeros de citrato fotopolimerizables (CBP), como el polidiolcitrato de metacrilato (mPDC), se utilizan para la impresión 3D de andamios biodegradables.
• Los andamios de mPDC a menudo exhiben fragilidad debido a redes altamente entrecruzadas, lo que limita su uso.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar estrategias de ingeniería de redes para modular la densidad de entrecruzamiento y la topología de los CBP.
• Mejorar las propiedades mecánicas, particularmente la tenacidad y la ductilidad, de los biomateriales de mPDC.
• Crear una plataforma de biomaterial versátil para diversas aplicaciones de ingeniería de tejidos.

Principales métodos:

• Incorporación de diluyentes reactivos a base de acrilato (acrilato de isobornilo, IBOA) y/o un agente de transferencia de cadena a base de tiol (3,6-dioxa-1,8-octanoditiol, DOD) en mPDC.
• Caracterización de propiedades mecánicas, incluido el módulo de Young, la resistencia a la tracción última y la deformación en rotura.
• Evaluación de la biodegradabilidad, citocompatibilidad e imprimibilidad 3D.
• Fabricación y evaluación de andamios meniscales impresos en 3D y stents vasculares.

Principales resultados:

• Se lograron propiedades mecánicas ampliamente sintonizables con un módulo de Young (6.8-134 MPa), resistencia a la tracción última (1.8-18 MPa) y deformación en rotura (14-61%).
• La incorporación de IBOA mejoró significativamente la tenacidad, mientras que la combinación de IBOA y DOD mejoró la ductilidad.
• Todos los compuestos de mPDC demostraron biodegradabilidad sintonizable, buena citocompatibilidad y excelente imprimibilidad 3D.
• Los andamios impresos en 3D soportaron el crecimiento de condrocitos y la deposición de matriz fibrocondrogénica, y los stents vasculares soportaron la formación de células endoteliales.

Conclusiones:

• Se desarrollaron estrategias de ingeniería de redes sencillas para crear biomateriales de citrato fotopolimerizables versátiles.
• Los biomateriales diseñados exhiben un rendimiento mecánico ampliamente sintonizable, biodegradabilidad controlable y buena citocompatibilidad.
• Estos biomateriales avanzados ofrecen un potencial significativo para aplicaciones biomédicas personalizadas, incluida la ingeniería de tejidos de carga y de tejidos blandos.