用3D打印的血管化生物功能脚手架用于骨再生.
Bojun Cao1,2,3, Jieming Lin4, Jia Tan1,2,3
1Shanghai Key Laboratory of Orthopaedic Implants, Department of Orthopaedic Surgery, Shanghai Ninth People's Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai, 200011, China.
International journal of bioprinting
|June 5, 2023
概括
这项研究开发了3D生物打印支架,使用富血小板血 (PRP) 和拉波尼特来增强骨再生. 新型支架促进血管化和骨质生成,显示出临床骨缺陷治疗的巨大潜力.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 组织工程是组织工程.
- 再生医学是一种再生医学.
背景情况:
- 开发用于3D生物打印骨再生支架的生物墨水,在实现快速血管化和持续的骨诱导生物活性方面面临挑战.
- 富血小板血 (PRP) 含有对骨愈合至关重要的生长因子,但其从水凝中得到控制的释放仍然很困难.
研究的目的:
- 创建一个3D可生物打印的水凝生物墨水,结合PRP和laponite (Lap) 来增强骨组织再生.
- 研究拉普对生长因子释放动力学和PRP-GelMA/AlgMA水凝的生物活性的影响.
- 评估基于PRP的骨修复3D生物打印支架的体外和体内疗效.
主要方法:
- 使用甲基化凝 (GelMA) 和甲基化酸盐 (AlgMA) 制备了一种水凝系统,其中包括老鼠富血小板血 (PRP) 和拉波尼特 (Lap).
- 为了控制生长因子释放,PRP-GelMA/AlgMA水凝 (PRP-GA) 被修改为Lap (PRP-GA@Lap),以控制生长因子释放.
- 使用3D生物打印技术,通过将PRP-GA@Lap水凝生物墨水与聚烯酸 (PCL) 结合起来,制造了支架.
- 在体外研究中评估了细胞增殖,迁移,骨质分化,血管化和巨分化.
- 在体内研究涉及将PRP-GA@Lap/PCL支架植入大鼠皮下和大腿缺陷模型.
主要成果:
- 拉波尼特 (Lap) 从PRP-GelMA/AlgMA (PRP-GA) 水凝中有效减缓生长因子的释放,维持释放长达2周.
- 在实验室中,PRP-GA@Lap水凝显著促进了大鼠骨髓中介质干细胞的增殖,迁移和骨质基因分化.
- 实验室研究表明,内皮细胞的血管模式形成加速,并促进了M2巨细胞的两极分化.
- 在鼠标缺陷模型中,PRP-GA@Lap/PCL支架的体内植入显著增强了血管向内生长和骨再生.
结论:
- 将拉波尼特添加到基于PRP的水凝中,可以有效控制生长因子的释放,增强骨质原和血管原性质.
- 3D生物打印的PRP-GA@Lap/PCL脚手架显示出促进血管化骨再生的巨大潜力.
- 这些发现表明,基于PRP的3D生物打印的血管化支架对治疗骨缺陷的临床应用具有前途.
