可见光诱导的DLP打印的释放氧气TPMS脚手架缓解骨缺陷中的早期缺氧

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:

• 缺氧是骨缺陷再生的一个主要障碍,尤其是在新的血管形成之前.
• 当前的脚手架往往无法向缺陷部位提供足够的氧气.
• 有效的氧气输送策略对于增强骨质生成和血管化至关重要.

研究的目的:

• 开发和评估一种新的3D打印水凝支架 (COSnPPOD),用于增强骨再生.
• 研究脚手架提供局部氧气释放和支持骨质发育的能力.
• 为了评估脚手架的生物相容性,降解,机械性能,以及在促进骨形成中的有效性.

主要方法:

• 开发COSnPPOD:一种可见光3D打印的水凝支架 (凝甲基酸-多聚乙烯基醇) 嵌入过氧化 (CaO2) 装载的空心纳米颗粒.
• 试验室表征:使用前骨质细胞评估降解动力学,刚性,蛋白质吸附,细胞活力和骨质基因表达.
• 在体内评估:植入COSnPPOD支架在小鼠形缺陷模型中,以通过VEGF免疫染色来评估骨再生,原沉积和血管化.

主要成果:

• 在实验室中,COSnPPOD脚手架表现出有利的降解,可调节的刚性和增加的蛋白质吸附.
• 脚手架保持了前骨质细胞活力,并支持骨质基因表达,Spp1表达显著增加.
• 在体内研究显示,与对照组相比,在COSnPPOD治疗的缺陷中,骨形成和原沉积显著增强.
• 增加的血管内皮生长因子 (VEGF) 染色表明了益血管性反应,没有观察到系统性毒性.

结论:

• COSnPPOD是一款有前途的3D打印水凝支架,可以有效地将氧气传递给骨缺陷.
• 支架支持细胞活力,骨质生成,并在体内促进骨再生和血管化.
• COSnPPOD代表了生物材料设计的重大进步,用于解决骨组织工程中的缺氧挑战.