金属有机框架内嵌的三维 (3D) 生物打印水凝以促进骨修复:制备和体外生物活性分析
Cho-E Choi1, Aishik Chakraborty1,2, Hailey Adzija3
1Department of Chemical and Biochemical Engineering, The University of Western Ontario, London, ON N6A 5B9, Canada.
Gels (Basel, Switzerland)
|December 22, 2023
概括
这项研究开发了一种可3D打印的水凝,使用凝甲基酸盐和基金属有机框架纳米粒子. 这种新材料通过促进细胞分化和持续的药物释放来增强骨的修复,为组织工程提供了一个有希望的替代方案.
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.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 水凝是用于组织工程和药物输送的多功能3D矩阵.
- 数字光处理 (DLP) 3D生物打印可实现高分辨率制造,减少细胞损伤.
- 标准的凝甲基酸盐 (GelMA) 水凝需要补充骨修复,造成毒性或成本问题.
研究的目的:
- 开发一种可3D生物打印的纳米复合材料水凝,用于骨修复应用.
- 通过结合基于的金属有机框架 (MOF) 纳米粒子来增强GelMA水凝.
- 评估设计的水凝的骨质生成潜力和药物输送能力.
主要方法:
- 利用数字光处理 (DLP) 来进行基于GelMA的3D生物打印架构.
- 将基于的MOF纳米粒子 (ZIF-8) 纳入GelMA水凝矩阵中.
- 评估了生物打印性,机械性质,药物释放动力学和干细胞的骨质分化.
主要成果:
- 凝MA-ZIF-8纳米复合物水凝表现出改善的生物打印能力和机械强度 (压缩模量从52.14 ± 19.42 kPa增加到128.13 ± 19.46 kPa).
- 观察到持续释放的万科米辛,最大累积释放率为87.52±1.6%.
- 水凝成功诱导了人体脂肪衍生的介质干细胞的骨质分化.
结论:
- 集成MOF的GelMA水凝是一种有前途的生物材料,用于骨组织工程和药物输送.
- 它的增强可打印性和机械性能使其适合个性化治疗.
- 水凝促进骨质生成的能力和外套植入物为骨愈合提供了一种新的方法.
