通过3D打印生物模拟脚手架进行增强的骨髓重生,该脚手架具有化界面层
Di Wu1, Kaiwen Zheng1, Wenjing Yin1
1Department of Orthopedic Surgery, Shanghai Sixth People's Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, No.600 Yishan Road, Shanghai, 200233, China.
Bioactive materials
|March 18, 2024
概括
在3D打印的脚手架中,一种新的化界面层成功地通过防止血管入侵来再生软骨和骨. 这种生物仿真方法增强了复杂组织工程的骨质性-冠状腺性修复.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 组织工程是组织工程.
- 再生医学是一种再生医学.
背景情况:
- 由于本地组织的复杂性,关节软骨和亚冠骨的整合性再生具有挑战性.
- 现有的层次制造方法在动态生理环境中难以保持独特的生物特性.
- 血管侵袭和软骨结石化阻碍了有效的骨质突修复.
研究的目的:
- 开发一个生物模拟脚手架,具有化界面层,以增强骨质原生-肌体原生修复.
- 从物理和生物学上分离软骨和骨层,保持它们独特的再生微环境.
- 调查tasquinimod (TA) 在抑制血管生成和防止软骨化的作用.
主要方法:
- 使用3D打印制造多层脚手架,采用由聚烯酸 (PCL),纳米酸和塔斯基尼莫德 (TA) 制成的化界面层.
- 软骨层由TA混合的凝甲基酸盐组成,充满了体细胞,而下骨层是多孔的PCL.
- 使用大鼠模型进行体内验证,包括粗体检查,微型计算机断层扫描 (micro-CT),组织学和免疫组织化学分析.
主要成果:
- 化界面层有效地分离了软骨和骨层,保持了不同的生物环境.
- 成功抑制了血管侵入软骨层的过程,并防止了色软骨的化.
- 在体内大鼠模型中观察到,软骨和亚冠骨的整合性再生得到了改善.
- 在化层中的塔斯基尼莫德 (TA) 通过阻断Caveolin-1 (CAV-1) 表达来抑制血管生成,这种表达对Wnt/β-catenin通路至关重要.
结论:
- 生物模拟化界面层是实现整合性骨髓重生的一个有前途的战略.
- 这种方法通过保持空间完整性和独特的细胞功能来克服动态生理环境的局限性.
- 通过TA针对CAV-1/Wnt/β-catenin通路提供了一种新的方法来控制组织工程支架中的血管生成.
