添加的酸纳米颗粒对骨组织工程的生物油墨配方的影响
Margherita Montanari1, Jannika T Korkeamäki2, Elisabetta Campodoni1
1Institute of Science, Technology and Sustainability for Ceramics (ISSMC)─National Research Council (CNR), 48018 Faenza, Ravenna, Italy.
ACS applied bio materials
|January 8, 2025
概括
定制纳米酸 (nHA) 的特性是先进的骨生物打印的关键. 不同的nHA化学成分和形状显著提高了生物墨的打印能力,并影响人类骨髓 stromal 细胞的行为,影响骨质分化.
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.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 生物打印对骨组织工程具有前景,利用基于纳米酸 (nHA) 的生物墨水.
- 对于nHA的物理化学特性对生物墨印刷能力和细胞行为的影响还不太清楚.
- 开发生物仿真生物墨水需要对纳米粒子特性进行精确的控制.
研究的目的:
- 合成和表征两个不同的nHA具有不同的特性.
- 研究这些nHA对生物油墨印刷能力和人类骨髓 stromal cell (hBMSC) 行为的影响.
- 评估nHA化学和形态如何影响生物打印结构中的骨质分化.
主要方法:
- 合成和表征结晶的,针状的Mg2+-合的nHA (N-HA) 和无形的,圆形的Mg2+-和CO32-合的nHA (R-HA).
- 将1% (w/w) 的nHA纳入凝和GelMA生物墨水,用于生物打印hBMSCs.
- 评估生物油墨的可打印性 (可挤出性,可构建性,光纤扩散性).
- 在21天内评估hBMSC活力,代谢活性和骨质分化.
主要成果:
- 无论是N-HA还是R-HA,都显著提高了基于GelMA的生物墨水的打印能力.
- 在两种nHA类型中都观察到高细胞活力.
- 在非骨质性条件下,N-HA增强了代谢活动;R-HA通过骨质性刺激来增强了代谢活动.
- 观察到nHA化学和形态对RNA和蛋白质水平的骨质原生标志物表达有明显的影响.
结论:
- nHA纳米颗粒的物理化学特性极大地影响了骨生物打印中的生物墨水性能.
- 定制nHA特征对于创建有效的仿生生物墨水至关重要.
- 这项研究提供了对优化nHA用于增强骨再生应用的见解.
