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《Materials Today Bio》:3D打印高密度聚乙烯支架,用于耳廓再造

《Materials Today Bio》:3D打印高密度聚乙烯支架,用于耳廓再造

  • 分类:行业动态
  • 发布时间:2023-06-12 16:24
  • 访问量:

【概要描述】

《Materials Today Bio》:3D打印高密度聚乙烯支架,用于耳廓再造

【概要描述】

  • 分类:行业动态
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2022年 7月15日,南方医科大学生物医学工程学院生物材料研究中心联合多家单位在《Materials Today Bio》上发表题为3D-printed high-density polyethylene scaffolds with bioactive and antibacterial layer-by-layer modification for auricle reconstruction的研究论文,报道了一种具有协同功能的自组装LBL涂层的3D可打印多孔HDPE耳廓支架,该3D打印支架兼具个性化结构特征和良好的表面生物功能活性。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2022.100361

  研究简介  

高密度聚乙烯(HDPE)是一种极具前景的耳廓重建支架材料,然而目前仍难以制备具有良好生物活性和抗菌功能的个性化HDPE耳廓植入物,以用于促进皮肤组织向内生长。本文提出了采用3D打印工艺制备HDPE耳廓支架,使其具有理想的孔径和连通性。
研究人员采用挤出式逐层(LBL)3D打印的方法来提高打印支架的生物活性和抗菌性能,并通过3D打印参数调整以定制宏观结构和多孔微观结构。采用聚多巴胺(pDA)包覆方法,通过LBL自组装的方式在3D HDPE支架表面构建了多层e-聚赖氨酸(EPL)和纤维蛋白(FIB)修饰,使其具有生物活性和抗菌性能。
动物模型的体内实验结果表明,3D打印HDPE耳廓支架能够显著促进皮肤组织长入,改善局部应激引起的炎症反应。本研究结果表明,3D打印技术与表面修饰的结合为开发具有生物功能涂层的个性化植入物提供了一种新的策略,该植入物作为耳廓重建支架植入物具有很大的潜力。

  研究内容解读  

本研究开发了一种具有生物活性和抗菌修饰的3D打印HDPE耳廓支架,用于防止术后并发症,如感染、炎症和溃疡(图1)。体外研究证实,LBL涂层有效提升了成纤维细胞的生物相容性,抑制了细菌的增殖。此外,研究人员也将这些耳廓HDPE支架植入LBL涂层,以验证HDPE支架促进组织向内生长。这些数据表明,LBL的3D耳廓HDPE支架可以减轻常规耳廓重建术后常见的并发症,并促进其与皮肤组织的融合。

图1 多功能pDA-EFE耳廓支架的制备示意图。多孔HDPE耳廓支架首次采用3D打印技术制备,随后用pDA激活支架,并逐层涂覆EPL和FIB。所制备的聚乳酸- EFE耳廓支架具有生物活性、抗菌、促进血管生成等特性。

图2 pDA-、EPL-和FIB -改性HDPE支架的表征。(a)不同丝径HDPE支架的制备示意图。(b) HDPE支架在不同速率和压力参数下的丝径光学显微镜图像。(c) HDPE支架长丝直径定量分析。(d) EPL和FIB的pDA触发涂层机理示意图。

图3 不同支架的表面表征。

图4 L929在支架上的细胞活力和增殖。

图5 L929细胞用支架培养3天后的形态学分析。

图6 pDA和pDA- EFE支架的抗菌作用。

图7 pDA-EFE支架在大鼠模型中的组织相容性及抗菌活性评价。

图8 HDPE耳廓的制备用于植入评估的支架。

——END——

奇遇科技自主研发的精细直写3D打印机适用于新陶瓷材料研发、组织工程支架、细胞工程培育、仿生组织器官等大多数生物3D打印应用场景,已与多家单位开展合作,应用于上百所高校、研究所等的不同科研项目。奇遇科技直写3D打印机为适配不同材料体系,升级了可控紫外光辅助固化功能,进一步提升了打印件的精度和保真度。

图9 奇遇科技直写3D打印耳廓结构

图10 奇遇科技直写3D打印耳廓结构

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