在使用3D生物打印水凝和混合结构的猪模型中,对素软骨与纤维软骨的形成进行了比较研究
Hamed Alizadeh Sardroud1, Gustavo Dos Santos Rosa2,3, William Dust4
1Division of Biomedical Engineering, College of Engineering, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK, Canada.
Biofabrication
|October 18, 2024
概括
这项研究使用3D生物打印水凝和混合结构在猪膝盖缺陷中比较了氨酸与纤维软骨形成. 水凝结构促进了更多的软骨形成,而混合结构随着时间的推移减少了纤维软骨.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 再生医学是一种再生医学.
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 软骨组织工程 (CTE) 旨在再生质软骨,但在生物力学负荷下纤维软骨的形成是常见的.
- 以前的研究集中在体外和小型动物模型上,对大型模型中纤维软骨发育的理解有限.
- 在大型动物模型中研究软骨再生对于临床转化至关重要.
研究的目的:
- 用两个不同的3D生物打印结构在大型动物模型 (猪) 中比较素和纤维软骨形成.
- 评估水凝和混合结构在促进软骨再生方面的有效性.
- 评估结构设计在调节软骨表型中的作用.
主要方法:
- 通过3D生物打印制造了两种类型的结构:水凝 (酸盐和ATDC5细胞) 和混合 (酸盐,ATDC5细胞和聚烯酸链).
- 构造物被植入到猪关节的全厚状缺陷中.
- 在植入后1个月和3个月评估了软骨形成,使用组织学染色 (Safranin O,Trichrome,免疫光) 和基于同步辐射的直线相对照成像微计算机断层扫描 (SR-inline-PCI-CT).
主要成果:
- 这两种结构类型都随着时间的推移增强了软骨的形成.
- 水凝结构在1个月和3个月时都显示出高级软骨形成.
- 混合结构显示了长期减少纤维软骨形成的趋势.
- SR-inline-PCI-CT提供了生物材料和再生软骨的高分辨率成像,补充了组织学分析.
结论:
- 3D生物打印结构可以促进大型动物模型的软骨再生.
- 在这个模型中,与混合结构相比,水凝结构在促进质软骨形成方面似乎更有效.
- 混合结构可能提供一种减轻纤维软骨形成的策略.
- 在大型动物模型中,SR-inline-PCI-CT是对软骨再生的非侵入性评估的一个有价值的工具.
