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《Carbohydrate Polymers》:硫酸软骨素微球结合3D打印框架构建生物相容性骨修复支架

《Carbohydrate Polymers》:硫酸软骨素微球结合3D打印框架构建生物相容性骨修复支架

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2023-11-22 11:23
  • 访问量:

【概要描述】基于3D打印的多模块生物复合支架可以有效地连接骨组织微环境中细胞与因子的相互作用,提高骨修复的质量,可作为填充骨缺损的生物材料支架的发展潜力。

《Carbohydrate Polymers》:硫酸软骨素微球结合3D打印框架构建生物相容性骨修复支架

【概要描述】基于3D打印的多模块生物复合支架可以有效地连接骨组织微环境中细胞与因子的相互作用,提高骨修复的质量,可作为填充骨缺损的生物材料支架的发展潜力。

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2022年10月5日,江南大学研究人员在《Carbohydrate Polymers》上发表题为Biocompatible scaffolds constructed by chondroitin sulfate microspheres conjugated 3D-printed frameworks for bone repair的研究论文,报道了一种基于3D打印的多模块生物复合支架可以有效地连接骨组织微环境中细胞与因子的相互作用,提高骨修复的质量,可作为填充骨缺损的生物材料支架的发展潜力。

原文链接https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.120188

 

 

 

 研究简介 

 

大多数骨修复支架为多连接通道结构,但中空结构不利于活性因子、细胞等的传递。本研究,微球被共价整合到3d打印框架的复合体系中,形成用于骨修复的复合支架。由甲基丙烯酰化明胶(Gel-MA)和纳米羟基磷灰石(nHAP)组成的框架为相关细胞的攀爬和生长提供了强有力的支持。由Gel-MA和硫酸软骨素A (CSA)制成的微球能够像桥梁一样连接框架,为细胞迁移提供通道。此外,微球释放的CSA可促进成骨细胞的迁移,促进成骨作用。该复合支架可有效修复小鼠颅骨缺损,改善MC3T3-E1成骨分化。

 

 

 

 

图1:(a)3D打印框架、微球和合成支架的制作示意图 (b)复合支架和细胞支架应用于小鼠颅骨缺损的说明

 

 

 

图2:生物油墨、三维打印框架、微球和复合材料支架的形态学特征

 

 

 

图3:在细胞培养板,G10-F, G10-F@Mc,G10-F@M支架上培养的MC3T3-F-E1的体外成骨分析

 

 

 研究结论 

 

总之,物理、化学和力学性能试验表明,微球的插入显著提高了G10-F@Mc支架的稳定性和压缩性能。细胞在支架上的粘附、增殖和全方位迁移反映了良好的生物相容性,也证明了嵌入的微球确实是促进细胞和活性因子沟通的桥梁。体外生物因子的表达和体内动物颅骨缺损的恢复情况表明,G10-F@Mc支架可诱导骨间充质干细胞成骨细胞分化,加速骨修复。这些结果证实了富含硫酸软骨素的微球的桥接作用,也确定了该复合支架可以作为一种很有前途的增强骨修复的候选者。

 

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