再生性软骨结构的三维生物打印,具有方向性离子衍生硬度梯度

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.
• 生物打印是一种生物打印技术.

背景情况:

• 软骨组织工程旨在复制本地组织的复杂性,包括生物和机械梯度.
• 目前的方法往往涉及多种生物材料和复杂的交叉连接,阻碍了脚手架财产控制.
• 需要简化方法来创建功能性,梯度支架,用于软骨再生.

研究的目的:

• 开发一种新的3D生物打印方法,使用单一生物材料制造具有刚度梯度的支架.
• 为了研究这种刚度梯度对状细胞行为和矩阵沉积的影响.
• 展示一种用于在工程软骨中空间调节细胞活动的新策略.

主要方法:

• 通过单一生物材料类型和度的定向离子交联来制造具有刚度梯度的3D生物打印支架.
• 在支架高度的硬度梯度的量化 (39.8 ± 6.6 kPa顶部到 60.6 ± 10.9 kPa底部).
• 在28天的梯度支架内评估人类冠状细胞活力,密度和硫酸糖氨基甘油 (sGAG) 沉积.

主要成果:

• 定向离子交叉连接成功地在3D生物打印支架中创建了一个可重现的刚度梯度.
• 冠状细胞活力仍然很高,在28天的培养期内不受硬度梯度的影响.
• 观察到细胞密度和sGAG沉积的梯度,在较软的支架区域增强沉积.

结论:

• 通过使用3D生物打印,从单一生物材料中生成刚度梯度支架的新简化方法被建立起来.
• 诱导的刚度梯度有效调节了状细胞的行为和细胞外矩阵的产生.
• 这些梯度支架为空间控制的软骨组织再生提供了一个有希望的平台.