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《Composites Part B》:无机和有机墨水在生物3D打印中的协同作用

《Composites Part B》:无机和有机墨水在生物3D打印中的协同作用

  • 分类:行业动态
  • 发布时间:2023-05-18 17:31
  • 访问量:

【概要描述】

《Composites Part B》:无机和有机墨水在生物3D打印中的协同作用

【概要描述】

  • 分类:行业动态
  • 发布时间:2023-05-18 17:31
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2023年5月13日,上海大学Suihong Liu等研究人员在 《Composites Part B》上发表题为Synergy of inorganic and organic inks in bioprinted tissue substitutes: Construct stability and cell response during long-term cultivation in vitro的研究论文,报道了由无机和有机生物墨水组成的高强度双相生物3D打印骨替代物的构建,以及这种无机/有机双相结构在长期培养过程中的细胞反应及其成骨能力。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110804

  研究简介  

微挤压生物3D打印作为一个新兴的生物制造领域,在开发体外组织模型或植入结构以模仿天然组织的复杂性方面具有很大的前景。尽管在制造细胞培养支架方面取得了相当大的进展,但单材料生物打印通常不能复制复杂的组织结构或满足生物力学要求。

基于此,本研究专注于通过无机和有机(生物)墨水的多通道(生物)打印来制造高强度、部分矿化的复合骨替代品,目的是协同整合这两种材料的优势。实验表明,无细胞磷酸钙粘合剂(CPC)墨水和含有细胞的海藻酸亚甲基纤维素(AlgMC+EW)生物墨水在简单的、更复杂和解剖形状的双相设计中表现出出色的共打印性和形状保真度。
通过调整无机和有机组分的比例来定制这种双相结构的力学性能。本文研究了生物3D打印无机/有机双相结构中人间充质干细胞(MSC)和原代人前成骨细胞(hOB)在CPC和EW功能化的长期培养过程中的存活和发展,揭示了一种明确的、细胞友好的生物连接传递,允许细胞迁移和增殖,并证明了3D成骨的巨大潜力。这一策略将有助于在临床相关尺寸上有针对性地设计和构建可能的预血管化骨结构。

  研究内容解读  

本文研究了由无机CPC相和有机AlgMC+EW(生物)墨水组成的高强度双相生物3D打印骨替代物的构建,以及这种无机/有机双相结构在长期培养过程中的细胞反应及其成骨能力。得到以下结果和结论:两种材料在双相交织设计中都保持了各自的优异剪切减薄和剪切恢复性能,以一种新颖的系统方式证明了双相交织结构在简单和复杂形状中的可打印性和形状保真度。

图1 通过多通道生物3D打印,结合有机和无机墨水,构建双相体积设计的富含细胞的矿化骨组织替代品的生物制造工艺概念示意图。

图2 (生物)墨水的流变性能。

图3 形状保真度和熔丝熔合行为的示意图及分析交织双相CPC/Alg+EW结构的通道印刷。

图4 体积双相有机-无机结构体的制备。

——END——

       多材料生物打印对3D打印机的软件系统和硬件配置都有极高的要求,奇遇科技针对多材料生物3D打印开发了精细生物直写3D打印机,采用自主研发的智能打印引擎控制多通道挤出系统,实现多材料多模型结构的精准打印。

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