使用改进的多层PCL-nHA-nZnO电支架在 perfusion 生物反应器中研究骨质生成和血管生成

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 再生医学是一种再生医学.
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 骨组织工程旨在创建厚厚的,3D,血管化的支架,模仿自然骨.
• 电纤维具有仿生学性质,但通常是二维的,在达到足够厚度方面存在挑战.
• 生物反应器对于工程组织的成熟和通过流量参数提供差异化信号至关重要.

研究的目的:

• 为了研究治疗的同时骨质生成和血管生成,使用人类骨髓介质干细胞和人类静脉内皮细胞的多层电支架.
• 评估不同流量模式 (动态垂直流与动态平行流) 在 perfusion 生物反应器中对细胞行为和组织发育的影响.
• 评估生物反应器系统内的支架的生物相容性和功能条件.

主要方法:

• 人类骨髓中介质干细胞 (hBMSCs) 和人静脉内皮细胞 (HUVECs) 的共同培养在经过5层处理的聚烯酸-纳米酸-纳米氧化 (T-PHZ) 支架上.
• 使用具有两个流量模式的 perfusion 生物反应器:动态垂直流 (DVF) 和动态并行流 (DPF),以静态样本 (S) 作为控制.
• 通过各种测定和免疫组织化学,评估细胞活力 (活/死,MTT),骨质生成 (ALP活性,EDAX,含量,骨素,RUNX2) 和血管生成 (CD31,VEGFA,VEGFR2).

主要成果:

• 脚手架表现出极好的生物相容性和适合生物反应器培养.
• 与动态平行流 (DPF) 和静态条件相比,动态垂直流 (DVF) 条件显著增强了骨质生成.
• 在DVF下,含量大幅增加,DVF中骨质生成和血管生成的标记物上调,表明成功的同时组织发育.

结论:

• 在 perfusion 生物反应器内处理过的,多层的 electrospun 支架为促进骨质生成和血管生成提供了有效的系统.
• 在这种工程结构中,动态垂直流是优化骨再生和血管化的关键参数.
• 开发的系统显示了促进骨组织工程应用的巨大潜力.