在生物相容的酸盐交联细菌纤维素基水凝中形成类似骨的酸盐,用于骨组织工程应用
Maduru Suneetha1, Hyeonjin Kim1, Sung Soo Han2
1School of Chemical Engineering, Yeungnam University, 280 Daehak-Ro, Gyeongsan, Gyeongbuk 38541, Republic of Korea.
International journal of biological macromolecules
|November 24, 2023
概括
这项研究开发了酸盐功能化的细菌纤维素 (BC) 水凝,用于骨再生. 这些增强的BC支架表现出改进的机械性能和生物矿物化,显示了骨组织工程应用的前景.
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:
- 严重的骨损伤在再生过程中带来了重大挑战.
- 细菌纤维素 (BC) 为骨架提供了出色的生物相容性和结构性质.
- 由于BC的有限的骨质活性和生物矿物化阻碍了其在骨再生中的应用.
研究的目的:
- 通过引入酸盐组,在生物相容的BC水凝中合成骨状酸盐.
- 为了增强BC水凝的物理化学和生物特性,用于骨组织工程.
- 评估酸盐功能化BC水凝作为骨再生的支架的潜力.
主要方法:
- 使用细菌纤维素 (BC),烯胺 (AM) 和 bis [2-methacryloyloxy]乙烯酸 (BMEP) 通过自由基聚合来制备水凝.
- 系统地调查了BMEP含量对水凝特性的影响.
- 生物矿物化通过将水凝浸泡在模拟体液 (SBF) 中进行评估.
- 材料的表征包括FTIR,XRD和FE-SEM.
- 评估了MC3T3-E1骨质细胞的细胞附着和增殖.
主要成果:
- 酸盐功能化BC-PAM水凝 (P-BC-PAM) 显示了增强的压缩力学性能,相互连接的多孔结构,良好的胀和生物降解性.
- 增加BMEP含量改善了纤维结构,多孔性 (85.1%至89.5%) 和机械强度.
- 优化的2.0P-BC-PAM水凝表现出优越的压力应力 (221 kPa),性 (24,674 kPa) 和弹性模量 (11 kPa).
- 在SBF中,P-BC-PAM水凝成功地经历了生物矿物化,形成骨状的酸盐,Ca/P比为1.75.
- MC3T3-E1骨质细胞在P-BC-PAM支架上显示出有效的附着和增殖.
结论:
- 酸盐功能化显著增强了基于BC的水凝的特性,用于骨组织工程.
- 开发的P-BC-PAM水凝具有有利的机械强度,多孔性和生物矿物化能力.
- 这些水凝支持骨质细胞粘附和增殖,表明它们作为有效的骨再生支架的潜力.
