印刷与钙多磷酸盐骨工程

在《华尔街日报》最近发表的一篇文章生物打印体外生物活性的分析,研究者提出了可打印钙骨组织工程多磷酸盐水泥。

研究:生物活性评价可打印钙多磷酸盐/ alginoplast水泥为骨组织工程;体外研究。图片来源:Phonlamai图片/ Shutterstock.com

背景

由于老化和创伤,骨头是第二个最常用的全球组织手术。随着3 d骨replacement-based生物材料的发展,骨组织工程(耳背式)可以减少疾病传播的风险和亚博网站下载外科自体和同种异体排斥。修复骨折,3 d生物相容性骨替代生物兼容和模仿细胞外基质(ECM)的骨组织是必需的。

许多类型的研究表明,与陶瓷和高分子复合生物材料替代耳背式组件是可取的。亚博网站下载磷酸钙骨水泥(CPC)是一种潜在的生物材料,提供了很多好处。

最近,三维印刷(3 dp)或加法制造(AM)技术在构建一个针对病人的支架显示承诺。粘合剂jetting-based 3 d绘图和3 d打印技术是最普遍的3 d印刷磷酸钙水泥支架。让这个水泥、磷酸钙可以加上绑定聚合物溶液和粉末来提高机械强度,亲水性和精度。Alginoplast (ALG)是一种广泛用于支架生物相容性和亲水性alginate-derived有机组件生产和齿成型的应用程序。

关于这项研究

在这项研究中,作者讨论了发展的一个独特的可打印钙多磷酸盐(CPP)粉末的ALG制造3 d水泥利用低温粘合剂jetting-based 3 d印刷烧结。沉浸在模拟体液(SBF)解决方案,弗里曼技术和人类osteoblast-like MG63细胞培养被用来研究粉3 d水泥的流动性和生物方面。在3 d水泥表面、适当MG63 osteoblast-like细胞附件是培育出来的。

团队改进了CPP粉末的流动性和3 d的自硬水泥样品的ALG粉。粉末的流动性评估建立ALG对流动性的影响品质。3 d水泥样本然后打印使用低温粘合剂jetting-based磷酸钙水泥组成的3 d打印CPP / Ca(哦)₂/ ALG粉阶段和甘油/乙二醇二乙酸(g /还)作为粘结剂的阶段。在下一阶段,创建的3 d水泥样品沉浸在SBF溶液体外生物活性的测试。此外,细胞生存和人类osteoblast-like MG63细胞扩散用来评估3 d水泥生物相容性。

研究人员使用人类osteoblast-like MG63细胞系的生物相容性测试3 d水泥。沉浸在SBF溶液样品37°C被用来评估3 d的潜在生物活性水泥。粉形貌和表面的3 d水泥使用扫描电子显微镜(SEM)研究了。间接细胞培养方法是用来评估3 d水泥的生物相容性。3 d水泥样品在120°C高压蒸汽灭菌20分钟。均值标准差(SD)从三个复制的每个样本被用来计算统计结果。

观察

相比其他3 d水泥拔牙、3 d水泥提取后72小时的孵化显示大量的光学密度(OD)值的变化。磷酸盐吸收乐队被发现在565厘米¹三重ʋ弯曲振动₄阿宝₄^{3 -}和双乐队在1090厘米左右¹作为不对称拉伸振动ʋ₃阿宝₄^{3 -}在磷灰石结构。由于钙和碳酸根离子之间的相互作用在生理pH值情况下,碳酸钙也发现了x射线衍射(XRD)模式在29.4°。

水泥的pH值3 d细胞在DMEM培养基从7.8下降到6.9 72小时后由于透钙磷石阶段崩溃。添加10% ALG CPP粉末流动性改善,根据弗里曼技术。添加ALG CPP粉末的流动性增加。经过三个星期的沉浸在SBF溶液,生物活性和磷灰石共同作用发展的好处被注意到。ALG 3 d水泥可能增加MG63细胞生长而不造成毒性。

菜花样碳酸磷灰石生产3 d水泥表面经过21天的浸泡了3 d的高生物活性潜力包含ALG水泥。与3 d细胞培养时间的增加水泥提取,细胞的数量显示3 d水泥生物相容性增加。

结论

总之,这项研究阐明低温和粘合剂jetting-based 3 d打印技术基于打印的3 d水泥样品粉末和液体阶段。团队创建了一个低温可打印CPP粉末和液体打印系统。ALG粉有至关重要的作用在改善PH10粉印刷适性的阶段,导致成功的3 d印刷样品。

水泥的物理化学参数的3 d显示,经过21天的沉浸在SBF溶液,原始粉阶段完全变成了磷灰石共同作用。七天之后,细胞生物相容性实验显示OD值大于对照组,表明正常的细胞生长。

此外,MG63细胞形态学显示自然附件3 d水泥表面形式的主轴。CPP / ALG水泥的新3 d打印阶段展示了可接受的生物和物理化学特性。

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源

Dreano,。Favre, J。Desrayaud C。,等。生物活性评价可打印钙多磷酸盐/ alginoplast水泥为骨组织工程;体外研究。生物打印e00210 (2022)。https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/pii/S2405886622000203

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