克桑-铁系统:用于生物医学工程应用的天然,机械调节,生物活性和磁性响应的水凝

科学领域:

• 生物材料科学
• 聚合物化学
• 组织工程

背景情况:

• 由于其加厚和质性质, (XG) 在工业中广泛使用.
• 对于生物医学应用,需要对非修改的XG进行交叉链接策略.
• 目前仅在生物医学工程的细胞内使用XG存在限制.

研究的目的:

• 通过使用铁 (Fe3+) 来建立一种新型的交叉链接策略.
• 通过增材制造开发可调节的生物活性水凝,用于组织工程应用.
• 探索XG-Fe3+水凝作为药物输送和混合架构制造的多功能平台.

主要方法:

• 在现场进行学评估以评估离子交联的适用性.
• 用于水凝加工的增材制造技术.
• 加入人类甲烯酸血小板溶解物 (hPLMA) 进行生物活性.
• 集成磁纳米粒子 (MNP) 进行磁性响应.
• 使用聚烯酸 (PCL) 通过化电写 (MEW) 制造混合脚手架.

主要成果:

• Fe3+对XG有很高的亲和力,形成稳定的交联基,具有很好的可打印性和60天的培养稳定性.
• XG-Fe3+水凝与人间介质干细胞 (hMSCs) 具有很高的生物相容性和持续的铁释放.
• 与非交联XG相比,生物活性XG-Fe3+-PLMA水凝的强度增加了10倍.
• 实现了机械调节的水凝 (∼3到203kPa),适合组织工程.
• 成功制造了磁性响应的支架 (XG-Fe3+-MNP) 和混合XG-PLMA-PCL支架.

结论:

• 开发了一种全新的多功能XG-Fe3+水凝系统.
• 这种水凝是天然的, 机械调节, 生物活性和磁性响应.
• 这种系统满足了复杂生物医学工程应用中定制水凝的需求.
• 在先进的生物医学应用中,XG-Fe3+水凝作为一个有前途的平台.