三维印刷生物材料为骨组织工程

当骨骼缺陷无法自行愈合,骨组织工程(耳背式),一个发展领域整形外科可以结合材料科学,组织工程和再生医学促进骨修复。材料科学家的理想目标是工程师生物材料能模拟天然骨与成本效益的生产技术提供了一个框架,提供支持和生物降解新骨形成。自从在耳背式应用程序恢复大骨缺陷尚未跨越从实验室到临床实践中,积极与迅速发展的研究领域,开创性的技术。

具有成本效益的三维(3 d)印刷(加法制造)结合经济技术来创建支架bioinks。宾夕法尼亚州立大学的生物工程师最近开发了一种复合油墨由三个3 d打印多孔材料,骨式结构。核心材料、聚已酸内酯(PCL)和聚(D, L-lactic-co-glycolide)酸(PLGA),是两个最常用的合成,在耳背式可以使生物材料的生物相容性。现在发表在材料研究学报资料显示,在实验室生物良好的相互作用,其次是积极的结果骨再生在动物模型体内。

由于骨是一个复杂的结构,Moncal等人开发了一个bioink生物相容性PCL, PLGA的羟磷灰石(也许不久)粒子,结合骨突的机械强度的特性,生物降解和引导修复增长(osteoconduction)辅助自然骨修复。然后设计一个新的专门设计的机械挤压系统,这是安装在多臂机生物(MABP),以前由同一组,生产三维结构。

骨组织结构设计使用锋速3软件和打印。在这项研究中,PCL / PLGA / HAp复合结构进行对比实验与PCL-only构造了解改变材料的化学导致骨突拟态。

机械系统是内部开发挤压PCL和复合油墨,使用金属喷嘴和机械单元安装在MABP挤出机。一个先进的温度/过程控制器用于温度维持在结束的金属喷嘴,在k热电偶反馈传感器放置在低端的桶在聚合物沉积来调节温度。

微体系结构三维打印的多孔结构的比较观察扫描电子显微镜和测试之后的化学、机械和结构属性在实验室。材料支持生物细胞的能力扩散测试与测量的交互使用骨髓干细胞,可视化与免疫染色和荧光显微镜。

分化成的能力造骨细胞(成骨细胞)骨生成观察(骨骼发育)rt - pcr通过识别感兴趣的特定基因表达的细胞在骨生成。感兴趣的基因包括在内runt-related转录因子2(RUNX2),骨钙素(OCN也称为BGLAP)碱性磷酸酶(高山),与成骨细胞有关分化。

三维复合材料(PCL / PLGA / HAp)显示改善细胞增殖,提高骨再生过程中基因表达与3 d PCL。三维复合材料的相对提高成骨的能力也在动物模型体内植入后进行验证。研究人员观察到新形成的矿化率增加骨组织8周后组织学技术。

观察认为材料的成分,因为更大的表面润湿性能(亲水性)和根深蒂固的综合分析辅助更好的细胞生长因素组合,而疏水性PCL本身。

广泛的体外和体内研究表明,复合油墨在实验室为3 d生物打印开发耳背式应用程序是一个有前途的材料。描述了仿生,细胞和基因激活耳背式材料是第三代骨修复材料和保持一个活跃的研究领域。材料科学家也专注于工程,提高下一代耳背式材料这第四维时间融入三维结构和智能聚合物来创建四维聚合物(4 d)在骨科耳背式应用。

---

---

©2018医疗欧宝娱乐地址Xpress