在骨组织工程应用的细胞尺度上对三维打印的聚-ε-卡普罗拉克单片微纤维进行纳米机械映射

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.
• 纳米机械学 纳米机械学

背景情况:

• 聚-ε-caprolactone (PCL) 在骨组织工程支架的增材制造中使用.
• PCL的有限生物活性和细胞粘附性差,阻碍了骨的再生.
• 细胞基质相互作用对于仿生学和支架设计至关重要.

研究的目的:

• 为了描述3D打印PCL支架的细胞规模机械性能.
• 研究表面力学与生物反应之间的关系.
• 为 PCL 支架的合理设计提供信息,以加强骨再生.

主要方法:

• 基于原子力显微镜 (AFM) 的纳米沉积在3D打印的PCL纤维 (厚度约300微米) 上进行.
• 接近表面的模量在低负荷力 (<50 nN) 时被映射出来.
• 分析了纳米印记史效应和菌株速率依赖性.

主要成果:

• 低力纳米印记没有揭示与地形学相关的模块中明确的空间模式.
• 平均 模量与延展率的对数线性增加.
• 重复的纳米痕显示出模块依赖于痕历史,表明爬行现象.

结论:

• PCL脚手架的机制是取决于速度,并受到爬行的影响,而不仅仅是纳米级的地形.
• 这些发现为设计促进细胞粘附和增殖的生物活性PCL支架提供了洞察力.
• 描述的AFM方法可用于评估其他组织工程生物聚合物.