热敏的酸-移植-pNIPAM/甲基纤维素3D打印的脚手架促进骨质生成在体外
Aikaterini Gialouri1, Sofia Falia Saravanou2, Konstantinos Loukelis3
1Department of Materials Science, University of Patras, 26504 Patras, Greece.
Gels (Basel, Switzerland)
|December 22, 2023
概括
这项研究开发了一种新型的水凝,使用与热敏聚N-异烯胺 (PNIPAM) 和甲基纤维素 (MC) 接种的酸. 由此产生的材料表现出增强的机械性能,并促进骨细胞生长,使其对骨组织工程具有前景.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 开发用于骨组织工程的先进水凝需要具有可调节的机械性能和出色的生物相容性的材料.
- 酸盐和甲基纤维素是具有凝形成潜力的生物相容聚合物,但通常需要修改以满足苛刻的生物医学应用.
研究的目的:
- 为3D打印应用合成和表征一种基于基酸盐与聚N-异烯胺 (Alg-g-PNIPAM) 接种的新型热敏共聚合物水凝.
- 研究甲基纤维素 (MC) 和离子 (Ca2+) 对Alg-g-PNIPAM水凝的机械性能和可打印性的协同作用.
- 评估用于骨组织工程的开发水凝的体外生物相容性和骨质生成潜力.
主要方法:
- 合成基于藻酸盐的共聚合物,与热敏的多 (N-异烯胺) (Alg-g-PNIPAM) 链接.
- 通过将Alg-g-PNIPAM与甲基纤维素 (MC) 结合并与离子 (Ca2+) 交联,制备水凝.
- 使用前骨质细胞对水凝机械性能,可打印性,稳定性,细胞活力和骨质基因分化进行表征.
主要成果:
- 添加MC和Ca2+显著增强了Alg-g-PNIPAM水凝的机械性能,在生理温度下达到大约1500Pa的储存模量.
- 开发的水凝表现出优异的打印保真性和稳定性,侵蚀最小 (在七天内低至6%).
- 与对照组相比,印刷的支架显示出高细胞活力 (80%) 并显著促进了骨质分化,其证据是性酸酶活性,和原蛋白生产增加.
结论:
- 新型Alg-g-PNIPAM/MC水凝系统,通过双交联机制加强,适用于生物医学应用中的3D打印,特别是骨组织工程.
- 这些水凝的增强机械强度,稳定性和生物相容性支持细胞粘附,并促进骨质生成潜力.
- 这种材料代表了开发骨再生疗法的先进支架的有希望的候选人.
