中國的研究人員繼續尋求改善骨骼再生的方法,并將其發現發表在“低溫雙傳遞支架的3D打印中,從而通過增強血管生成改善骨骼再生”。關于骨再生的新技術,已經出現了許多項目,尤其是在過去的五年中,隨著3D打印在主流中變得更加根深蒂固,生物打印也在不斷發展,骨再生一直充滿挑戰,盡管生物打印作為一個領域仍然相對較新,但由于嘗試了新材料,納米管和創新結構,已經取得了令人印象深刻的進步。
細胞活力通常是最大的問題。組織工程學雖然如今變得越來越成功,但仍然是一個極其微妙的過程,因為細胞不僅必須在實驗室中生長,而且還必須在實驗室中維持。因此,科學家一直在努力改善支架等結構,因為在大多數情況下,它們負責支持正在打印的細胞。在這項研究中,作者強調了在骨再生中同時需要“出色的成骨和血管生成”。
在這種情況下,研究人員采用了低溫3D打印技術,其中,液體和固體之間的相變被用來觸發聚合反應,從而生成可以維持其形狀的極其柔軟的物體。作者使用β-磷酸三鈣(β-TCP)和含有成骨肽(OP)的復合乳膠油墨的組合3D打印雙重遞送支架。低溫3D打印通常涉及在低溫下3D打印凝膠狀材料,以使其以固體形式沉積,或者在制造時凍結打印的半液體結構。這些方法通常導致組織工程更可行的結構,并且在過去的幾年中在研究中變得越來越流行。在這里,研究人員在冰水浴中攪拌TCP材料30分鐘(因此稱為“低溫”),然后將其與OP組合在一起并在專用打印機中進行打印。然后將得到的支架冷凍干燥以除去任何水和與OP混合的復合乳液油墨。然后將支架包被在含有膠原的血管生成肽(AP)中,在37℃下膠凝30分鐘,并在室溫下干燥。使用OP旨在促進成骨或骨骼生長,而AP則旨在促進血管生成,即新血管的形成。
通過低溫3D打印和隨后的水凝膠涂層制造AP和OP交付的TCP / PLGA復合支架的示意圖??梢詫⒅Ъ苤踩牍侨睋p中以誘導所需的血管形成改善的骨再生。
在對材料進行表征的過程中,連同體外和體內研究,研究人員發現,在大鼠身上進行測試時,雙肽輸送支架可“改善新的骨形成”,并改善組織中的血管形成。在研究機械性能時,研究人員發現膠原蛋白I水凝膠的抗壓強度和彈性模量低,而T和TB支架的強度和彈性模量與人體骨骼更接近。還發現膠原蛋白I水凝膠在骨骼組織工程支架(即TV和TVB支架)上的進一步涂層,僅觀察到壓縮強度和彈性模量略有降低,這表明低溫3D打印骨骼組織工程研究人員解釋說:“涂有膠原蛋白I水凝膠薄層的支架在機械上適合修復/再生缺損的骨組織。”
OP / TCP / PLGA和AP /膠原蛋白/ OP / TCP / PLGA支架的形態和力學性能。 (a)和(e):數字圖像; (b-d,f-h):不同放大倍數下不同支架的SEM顯微照片; (i)腳手架和控制的抗壓強度; (j)支架和對照的彈性模量。 T,TV,TB,TVB分別指TCP / PLGA,AP /膠原蛋白/ TCP / PLGA,OP / TCP / PLGA,AP /膠原蛋白/ OP / TCP / PLGA。
體外研究顯示,TV和TVB組的AP迅速釋放,達到58%的水平,但十天后達到穩定水平。從結核支架釋放的OP顯示出“更持續的釋放水平”。 42天后達到了79%。
雙肽遞送支架的體外釋放行為和降解行為。 (a)在42天的測試期內釋放血管生成肽和成骨肽的行為; (b)在8周的測試期內雙肽遞送支架和對照的剩余重量。
體內研究表明,僅在大鼠顱骨缺損的周圍區域顯示了骨再生。 T型支架和TV型支架的缺陷顯示再生不完全,而TB支架中的空腔除了支架與缺陷之間的間隙外,還充滿了新的骨組織。 TVB支架隨著顱骨缺損的再生而顯示出“極大的改善”。由于AP和OP的“協同效應”帶來的血管生成和成骨作用,TVB支架最有可能顯示出最大程度的再生??傮w而言,體外血管生成得到改善,而體外成骨分化也得到增強。
通過Masson三色染色法植入不同支架后3個月,對大鼠顱骨缺損中再生組織的組織學分析。注:“ S”代表支架; “紅色箭頭”表示船只; “黃星”表示新的骨骼和類骨質。 [來源/圖片:“雙重運送支架的低溫3D打印,可通過增強血管生成改善骨骼再生”]
來源: 中國3D打印網編譯文章!
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