创新的基于墨水的3D水凝生物打印配方用于组织工程应用
Ana Catarina Sousa1,2,3, Grace Mcdermott4, Fraser Shields4
1Departamento de Clínicas Veterinárias, Instituto de Ciências Biomédicas de Abel Salazar (ICBAS), Universidade do Porto (UP), Rua de Jorge Viterbo Ferreira, n° 228, 4050-313 Porto, Portugal.
Gels (Basel, Switzerland)
|December 27, 2024
概括
这项研究开发了一种基于酸盐的新型生物墨水,用于3D生物打印,用纳米-酸和原增强骨质生成模型. 由此产生的水凝促进人类骨髓干细胞活力和骨质基因分化,用于组织工程应用.
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.
- 再生医学是一种再生医学.
背景情况:
- 三维 (3D) 生物打印需要先进的生物材料来创建功能性组织模型.
- 减少动物试验需要创新的体外模型,这些模型准确地模仿本地组织环境.
- 骨质模型对于研究骨形成和开发治疗骨缺陷的方法至关重要.
研究的目的:
- 开发和描述一种新的基于酸盐的复合生物墨水,用于骨质模型的3D生物打印.
- 通过使用人类骨髓干细胞/骨干细胞 (hBMSCs) 来评估开发的生物墨的细胞相容性和骨质生成潜力.
- 评估3D生物打印结构在体外研究骨质生成和早期组织成熟的适用性.
主要方法:
- 使用酸盐,纳米酸 (nHA),I型原蛋白 (Col) 和hBMSCs.开发一个复合生物墨水.
- 水凝结构的基于挤出的3D生物打印.
- 风病学分析,胀行为评估,LIVE/DEAD活力测试和PrestoBlueTM细胞活力测试.
- 在印刷后14天对骨质原生标记物 (SPP1,COL1A2) 的基因表达分析.
主要成果:
- 复合生物墨水表现出类似固体的特性,存储模块优于损失模块.
- 加入Col和nHA增强了水凝的胀,促进了细胞增殖.
- 与其他配方相比,酸盐-nHA-Col水凝在七天内保持了高hBMSC活力,并显示出优越的活力.
- 基因表达分析表明骨质分化增强,在阿尔金酸盐-nHA-Col生物链中的hBMSC中SPP1和COL1A2表达更高.
结论:
- 开发的酸盐-nHA-Col复合生物墨水支持hBMSC的活力,并促进骨质分化.
- 这种3D生物打印模型为体外研究骨质生成和骨组织工程提供了一个有前途的平台.
- 该模型的增强生物仿真可以有助于减少动物实验和推进组织工程创新.
