搜索
搜索
img
资讯中心
您所在的当前位置:
首页
>
>
>
《Composites Part B 》:3d打印纤维胶原/聚己内酯的分层结构制造及组织工程应用

《Composites Part B 》:3d打印纤维胶原/聚己内酯的分层结构制造及组织工程应用

  • 分类:行业动态
  • 发布时间:2023-05-16 17:19
  • 访问量:

【概要描述】

《Composites Part B 》:3d打印纤维胶原/聚己内酯的分层结构制造及组织工程应用

【概要描述】

  • 分类:行业动态
  • 发布时间:2023-05-16 17:19
  • 访问量:
详情
2023年4月14日,韩国成均馆大学研究人员在《Composites Part B 》上发表题为Hierarchical fibrous collagen/poly(ε-caprolactone) structure fabricated with a 3D-printing process for tissue engineering applications的研究论文,提出了一种新的打印系统,使用ALG和PCL的混合物来制造分层微纤维PCL束。
原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110730

  研究简介  

分层支架已广泛应用于各种组织工程应用,因为它们可以提供独特的生物功能特性,以成功地完成依赖于目标组织的首选细胞附着、生长和分化。本研究提出了一种新的策略来制造由微纤维胶原/聚己内酯(PCL)束组成的分层结构,该结构使用3D打印工艺补充了独特的生物墨水、等离子体处理和胶原涂层工艺。为了获得分层纤维PCL结构,研究人员使用海藻酸盐基质水凝胶在打印喷嘴内使用拉伸和剪切应力形成分散的PCL组分的微纤维束。通过控制海藻酸盐与PCL的混合比例、加工温度、气动压力和喷嘴移动速度,得到了由PCL微纤维组成的稳定的分层结构。

为了证明I型胶原包被分层PCL结构的可行性,本文研究了这种结构是否影响成肌细胞的排列和分化。层次化纤维生物复合材料结构比常规打印/l胶原涂层工艺制备的对照具有更高的成肌活性。此外,使用10 倍模拟体液(SBF)进一步阐述分层PCL结构,形成由羟基磷灰石(HA)层组成的支架。为了获得一种能够有效诱导人类脂肪干细胞(hAsCs)成骨的功能性支架,对胶原/PCL/HA结构进行了分级评估。这些体外实验结果表明,与常规打印的(胶原/PCL/HA)对照相比,纤维复合结构可以提供更强的成骨活性。

  研究内容解读  

本研究提出了一种新的打印系统,使用ALG和PCL的混合物来制造分层微纤维PCL束。通过改变材料和工艺参数,如ALG/PCL混合比、加工温度、气动压力和3D打印机的移动速度,可以控制PCL纤维结构的直径。特别是,当使用ALG和PCL的混合比例(5:5)时,即使在ALG成分浸出后,也可以获得稳定的均匀的微纤维PCL束结构。为了获得具有生物活性的支架,将PCL纤维束用血浆处理,然后涂覆I型胶原。
为了证明分层支架的可行性,使用C2C12成肌细胞对生物物理和体外细胞活性进行了评估,包括拉伸模量、蛋白质吸收和成肌活性。分层三维结构的地形线索和高表面体积比允许更多的细胞附着、增殖,甚至发生肌源性分化,这是由各种肌源性基因决定的。此外,为了扩大硬组织工程支架的可行性,分析了hASCs支架的成骨活性。基于这些结果,与常规打印的聚氯乙烯基结构相比,基于聚氯乙烯基的分层支架可以通过独特的地形纤维结构获得,从而成为一种有吸引力的软硬组织工程生物材料。

图1 制备过程原理图,包括(A) ALG/PCL墨水制备,(B) 3D打印过程,(C) ALG浸出过程,(D)等离子体处理,(E)胶原涂层过程,以获得纤维状的PCL/胶原结构。(F)天然骨骼肌与人造仿生肌肉结构的比较。

图2 (A)使用温度扫描(60-90°C)测量PCL和ALG的复合粘度。(B)不同ALG/PCL混合比例的光学和扫描电镜图像和(C)测量的PCL直径。(D)使用不同ALG和PCL浓度比的打印支杆的光学、SEM和3D表面映射,(E)测量的PCL纤维直径。

图3 (A)扫描电镜和光学图像,并测量(B)纤维PCL加工结构在不同打印温度下的纤维直径和(C)取向因子。(D)不同喷嘴移动速度(10- 20mm s)下纤维PCL加工结构的SEM和光学图像及实测(E)纤维直径和(F)取向因子。(G)不同气压(70- 100kpa)下纤维PCL加工结构的SEM和光学图像及实测(H)纤维直径和(I)取向因子。

图4 (A)等离子体处理示意图,(B)等离子体处理前后罗丹明染料滴滴在P-和PB -支架上的光学图像。(C)光学、表面和三维表面映射图像,(D) P-和PB -支架的纤维直径测量值。(E) ALG、coL、P-、PB-scaffold的FT-IR光谱分析结果。(F)应力-应变曲线及计算值(G) P-和PB-支架的拉伸模量(H) P-和PB-支架的相对蛋白质吸收。

——END——

关键词:

扫二维码用手机看

更多资讯

奇遇科技
可进行留言
可进行留言

版权所有 2021 深圳奇遇科技有限公司  粤ICP备16050384号   网站建设:中企动力 深圳