中长链聚酸酸的3D融挤压打印及其应用作为用于骨再生的无抗生素抗菌支架
Elena Marcello1, Rinat Nigmatullin1, Pooja Basnett1
1Faculty of Science and Technology, College of Liberal Arts, University of Westminster, London W1W 6UW, U.K.
ACS biomaterials science & engineering
|July 26, 2024
概括
这项研究开发了3D打印的基架从多基酸 (PHAs) 用于骨组织工程. 支架显示出出色的细胞活力和抗菌性质,显示出骨再生应用的潜力.
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.
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 开发功能性支架对于骨组织工程至关重要.
- 聚酸酸盐 (PHAs) 提供可调节的特性,用于生物医学应用.
- 结合抗菌特性和骨质生成潜力,提高了脚手架的有效性.
研究的目的:
- 为了研究用于骨组织工程支架的中链长度聚化酸盐 (mcl-PHA) 的3D挤压打印.
- 通过两种不同的策略,在开发的支架中引入和评估抗菌特性.
- 评估制造的脚手架的细胞相容性和骨再生潜力.
主要方法:
- 三维 (3D) 融挤压打印的聚3-氧酸-协同氧酸-协同氧酸 (P(3HO-协同-3HD-协同-3HDD)).
- 混合支架的制造具有固有的抗菌PHAs (PHACOS).
- 使用新型抗菌酸和离子 (Se-Sr-HA) 的复合支架的开发.
- 使用MC3T3-E1细胞评估细胞活力.
- 对抗黄金葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性的评估.
主要成果:
- 成功优化了可复制P(3HO-co-3HD-co-3HDD) 支架的3D打印参数,具有100%的细胞活力.
- 通过将支架与PHACOS混合,通过直接接触实现了 Staphylococcus aureus 细胞70%的减少.
- 含有10%重量的Se-Sr-HA的复合脚手架表现出对阳性和阴性细菌具有显著的抗菌活性.
- 复合支架表现出双重抗菌机制:直接接触 (80%的减少) 和离子释放 (S. aureus和E. coli分别减少了54%和30%).
- 在复合支架中观察到高的MC3T3-E1细胞活力,表明良好的细胞相容性.
结论:
- 3D融挤出印刷mcl-PHA是一种可行的方法,用于创建骨组织工程支架.
- 加入PHACOS或Se-Sr-HA有效地赋予了脚手架的抗菌特性.
- 开发的支架由于其细胞相容性和抗菌功效,具有显著的骨再生潜力.
