Badacze opracowują trójwymiarowe szkieletowe rusztowanie kostne z krzemianu wapnia

Na całym świecie istnieje ogromna potrzeba naprawy kości, ponieważ populacja nadal się starzeje i cierpi z powodu wad i zaburzeń kostnych. Ale jednym z najgorszych jest niszczenie kości w okolicy twarzoczaszki, co może prowadzić do utraty funkcji i obniżenia jakości życia bez interwencji chirurgicznej w celu rekonstrukcji twardych tkanek za pomocą przeszczepów i implantów. Wiele różnych rodzajów materiałów, takich jak fosforan wapnia i siarczan wapnia, jest używanych w syntetycznych przeszczepach kości, ale mają problemy, takie jak brak osteokonduktywności i trudności z manipulacją.

Wielonarodowy zespół badawczy opublikował niedawno artykuł , zatytułowany "Wpływ morfogenicznego białka kości-2 ładowanego na rusztowania MesoCS drukowane 3D", który analizuje wpływ różnych metod obciążania na nowe białko morfogenetyczne kości-2 szczepu (BMP-2), które zostało obciążone mezoporowaty szkielet krzemianu wapnia (MesoCS) stworzony przy użyciu drukowania FDM 3D na biografie 3D GeSiM. Zespół stworzył nowe substytuty kości, które mają potencjał zarówno osteokondukcyjny, jak i osteoindukcyjny.

Zespół napisał w artykule: "W tym badaniu istnieją dwie metody ładowania BMP-2: (1) wstępne ładowanie (PL) metodą mieszania MesoCS i BMP-2 jako surowca dla drukarki 3D i (2) metodą bezpośredniego ładowania (DL) przez namoczenie nadrukowanego w 3D rusztowania MesoCS w roztworze BMP-2. Charakterystyki rusztowania MesoCS zbadano za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM), dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) i skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Badano również ich właściwości fizyczne, biokompatybilność i zdolność do tworzenia osteogeniczności. "

Rusztowania z nadrukiem 3D zapewniają środowisko bardzo podobne do warunków in vivo do infiltracji komórek i można je wykonywać za pomocą różnych biomateriałów, które pomagają w naprawie kości defekty. Materiały oparte na CS mają doskonały potencjał regeneracji kości, gdy są stosowane jako bioaktywne, biodegradowalne materiały do ​​szczepienia. Jednak tradycyjny proszek CS jest ograniczony w zastosowaniach związanych z dostarczaniem leków dzięki ograniczonej strukturze nanoporów i dużym rozmiarom cząstek, dlatego naukowcy opracowali mezoporowatą nanocząstkę CS o średnicy między 2 a 50 nm.

"3D MesoCS / Rusztowania PCL wykazywały doskonałą biokompatybilność i właściwości fizyczne. Po zanurzeniu w symulowanym płynie ustrojowym można utworzyć kostną warstwę apatytową grup PL i DL. Ponadto, grupa DL wypuściła pięćdziesiąt procent więcej niż grupa PL pod koniec pierwszego dnia, a PL wykazałoprofil przedłużonego uwalniania po 2 tygodniach ", napisali naukowcy w dokumencie.

" Porowate rusztowania 3D MesoCS / PCL zostały z powodzeniem wykonane za pomocą systemu druku 3D i zostały przetestowane in vitro i okazało się, że wykazują dobre właściwości komórkowe. aktywność dla zachowania komórek, chociaż metoda PL nie była korzystna do zastosowania klinicznego w odniesieniu do zachowania BMP-2. W odniesieniu do różnych metod obciążania czynnikiem wzrostu, to badanie wykazało, że PL z BMP-2 w MesoCS przed drukowaniem będzie skutkować bardziej przedłużonym wzorem uwalniania leku w porównaniu z tradycyjnymi metodami rusztowań bezpośrednio zanurzonymi w BMP-2. "

Badanie pokazuje, że przez wstępne załadowanie BMP-2 do MesoCS przed drukowaniem 3D, w odniesieniu do różnych metod ładowania czynników wzrostu, będzie występował bardziej trwały wzór uwalniania leku niż tradycyjnie wytwarzane rusztowania zanurzone bezpośrednio w BMP-2