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3D打印含活細胞的骨修復材料

  • 人氣:2430次 來源:甲骨文生物醫藥 日期:2015-07-12

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用生物打印產生的結構,使用了懸浮在水基載體里的微顆粒。圖像顯示了結構固化前后(24h)。比例尺是2mm。

圖片來源:IOP出版社。

科學家已經開發出一種新技術,能在常溫下生物打印一種類似“橡皮泥”的堅固膏體,這種膏體能夠結合釋放蛋白的微球。

科學家們表明這種生物打印材料是微粒膏體的形式,可以經由注射器注入,能維持類似于松質骨的應力和應變——松質骨是通常在長骨端部見到的“海綿”骨組織。

這項工作7月3日公布在雜志《生物制造上,表明環境溫度下的生物印刷是一個可行的途徑用來生產骨修復材料,這些材料能包含細胞和蛋白質,可以加速大型骨折的愈合。

“生物印刷是組織工程的熱點研究領域,” 論文主要作者諾丁漢大學的楊靜(音譯)博士解釋說,“然而,通常它需要的打印環境和活細胞并不相容——而那些與活細胞相容的材料通常又不具有足夠的機械性能用于某些應用。”

“最初我們把這一材料的臨床應用瞄準了注射用骨缺損填充物,”楊博士繼續道,“但我們推測,它的性能會使得它非常適合作為支架來重建更大的形狀,這將有助于更復雜的重建,如鼻再造。”

通常情況下,生物印刷技術涉及高溫處理,或者施加紫外線或有機溶劑,所有這些都阻止了在制造過程中加入細胞和治療性生物分子。

這種技術涉及了在室溫下用載流體混合聚(L-乳酸-共-乙醇酸)和聚乙二醇,以形成一種帶微顆粒的可擠出膏體,以被制成所需的形狀。這種膏體在37℃下培養形成多孔的固體結構。這個過程的下一步將是在臨床應用中應用該方法。(生物谷Bioon.com)

信源:eurekalert

生物谷推薦的英文文獻:

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Cell and protein compatible 3D bioprinting of mechanically strong constructs for bone repair

doi:10.1088/1758-5090/7/3/035004

Rapid prototyping of bone tissue engineering constructs often utilizes elevated temperatures, organic solvents and/or UV light for materials processing. These harsh conditions may prevent the incorporation of cells and therapeutic proteins in the fabrication processes. Here we developed a method for using bioprinting to produce constructs from a thermoresponsive microparticulate material based on poly(lactic-co-glycolic acid) at ambient conditions. These constructs could be engineered with yield stresses of up to 1.22 MPa and Young's moduli of up to 57.3 MPa which are within the range of properties of human cancellous bone. Further study showed that protein-releasing microspheres could be incorporated into the bioprinted constructs. The release of the model protein lysozyme from bioprinted constructs was sustainted for a period of 15 days and a high degree of protein activity could be measured up to day 9. This work suggests that bioprinting is a viable route to the production of mechanically strong constructs for bone repair under mild conditions which allow the inclusion of viable cells and active proteins.


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