科學(xué)家們使用膠原蛋白和牛骨來推進(jìn)3D生物打印

來源：未知大陸

據(jù)了解，李清博士和一組科學(xué)家最近完成了一項(xiàng)研究，研究羥基磷灰石和膠原蛋白在用作骨替代物的3D生物打印支架中的相容性。3D打印是修復(fù)骨損傷和缺損的未來，因?yàn)樗梢圆倏v生物相容性材料和活組織進(jìn)入必要的有機(jī)幾何形狀，以刺激細(xì)胞骨生長(zhǎng);骨骼是多孔的，3D打印可以復(fù)制這種多孔性。李和他的研究小組研究了兩種類型的羥基磷灰石(HA)，一種構(gòu)成牙釉質(zhì)和骨骼中大部分無機(jī)物的礦物質(zhì)。

生物凝塊混合支架- 3D打印智能結(jié)構(gòu)

將納米羥基磷灰石(nHA)和去蛋白牛骨(DBB)分別與膠原蛋白(CoL)混合，利用EnvisionTEC 3D- bioplotter(一種德國(guó)先進(jìn)的3D生物打印技術(shù)，可進(jìn)行低溫和高溫生物打印)制作兩種生物墨水用于3D打印。他們用3D打印技術(shù)打印出多孔結(jié)構(gòu)，用每個(gè)公式模擬松質(zhì)骨(海棉狀骨)，然后對(duì)其進(jìn)行一系列材料表征分析，包括x射線光電子能譜(XPS)、x射線粉末衍射(XRD)和傅立葉變換紅外能譜(FTIR)。掃描電鏡(SEM)顯示“HA晶體和支架的不同表面形貌，這可能是影響支架內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)的主要因素?！薄捌ヅ涔趋赖目紫抖仁欠浅Ｖ匾?，因?yàn)槎嗫仔允沟霉趋谰哂徐`活性和強(qiáng)度，同時(shí)也允許營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分散在骨骼各處?！?br />

3D- bioplotter系統(tǒng):一種多功能的快速成型工具，用于處理計(jì)算機(jī)輔助組織工程的生物材料，該工具基于患者計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)數(shù)據(jù)的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)，形成具有設(shè)計(jì)的外部形式和開放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物理三維支架

楊氏模量(剛度)的測(cè)量是最高nHA /坳組為7.9±0.3 MPa，相比4.5±0.7 MPa的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)/坳組和3.5±0.4 MPa坳。免疫熒光染色顯示兩種復(fù)合支架對(duì)細(xì)胞增殖的支持作用相同。實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)(real-time ase chain reaction, RT-PCR)提示成骨相關(guān)基因表達(dá)正常?！把芯咳藛T展示了在生物標(biāo)記3D支架上培養(yǎng)的hBMSCs(人類骨髓基質(zhì)細(xì)胞)的成骨和細(xì)胞外基質(zhì)形成的增強(qiáng)作用，以確認(rèn)表面生物相容性?！?br />

人類間充質(zhì)干細(xì)胞的抗體標(biāo)記直接到感興趣的區(qū)域。Li等人使用了DAPI(藍(lán)色，細(xì)胞核)FITC-phalloidin(紅色，F(xiàn)-actin或cytoskeleton)和vinculin(綠色，膜-cytoskeleton protein)

綜上所述，他們的結(jié)果證明“由nHA/CoL或DBB/CoL組成的三維生物打印支架的物理化學(xué)和生物特性非常適合作為多孔定制骨替代物；3D打印支架將是未來臨床應(yīng)用的一個(gè)有前景的候選材料。“關(guān)于3D打印骨骼和結(jié)締組織的研究還在進(jìn)行中，所以這些新數(shù)據(jù)將對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展大有幫助?！?br />

來源：未知大陸