医疗和牙科

研究人员开发了基于纳米粘土的生物打印方法来生产功能性骨植入物

使用3D打印机,研究人员从全球合作开发了基于纳米层的3D生物涂抹支架,可用于辅助骨骼再生。

来自南安普敦大学, 这Istituto Italiano di Tecnologia在罗马,大学医院卡尔·古斯塔夫·卡鲁斯技术大学在德累斯顿,中国医科大学在台湾,研究人员3D生物打印的植入纳米复合材料支架,载有人骨髓基质细胞(HBMSC)和人脐静脉内皮细胞(HUVEC),具有促进骨形成的潜力。

。CAM模型中3D打印支架血管化的功能研究。与铸造对照相比,将钩状3D打印的3-3-3支架植入了凸轮上。图像通过生物制造杂志。
CAM模型中3D打印支架血管化的功能研究。图像通过生物制造杂志。

骨科生物打印

理想情况下,除了在印刷后不久生成功能构建体外,还应促进这种性质的3D印刷植入物并促进细胞繁殖,并刺激宿主微环境以帮助组织生长。

实际上,生物打印尚处于起步阶段,整个3D印刷移植器官的前景仍然可能几十年了。但是,迄今为止,该领域已经有许多创新的发展,例如一种新颖的生物墨水使科学家能够进入明尼苏达大学创建一个功能性3D打印殴打人心

同样,来自Tsinghua大学3D生物打印的脑样组织结构能够培养神经细胞,同时在5月份的微观分散专家nscrypt和航空公司公司TechShot成功完成了第一个功能空间中的3D生物打印实验- 人类的膝关节。

最近,来自蒙特利尔大学已经开发了一种基于滴入点技术的新方法的细胞生物打印方法,称为激光诱导的侧转移,它利用低能纳米秒激光和微流体动力学定律将活细胞互相喷射。该小组认为,他们的工作可以适应3D药物筛查模型和人造组织等应用。

宇航员安德鲁·摩根(Andrew Morgan)3D在太空中印刷人类的膝盖弯面条。通过NASA照片。
宇航员安德鲁·摩根(Andrew Morgan)3D印刷NSCRYPT和Techshot在太空中的人类膝盖弯面条。通过NASA照片。

基于纳米的方法

根据该报告,鉴于它们的能力,即使在低浓度下,也可以在沉积后挤出并恢复其形状,同时屏蔽了印刷过程中的潜在损害,因此,基于纳米粘土的生物焦配方对植入物应用特别有吸引力。

在研究期间,科学家利用Laponite(LAP),晶状体纳米粘土悬浮液的生理化学特性,并将其与HBMSC,骨形态学蛋白-2(BMP-2)和血管内皮生长因子结合起来,以产生Lap-Alginate Alginate-Alginate-Alginate-Alginate-Methylcellulcellose Bioinin Inchy Inchy climethylcellulcellose bioininin Ink Inchy climentellulcellulcellose bioinin Ink Inchy climincellcellulcellulcellose bioinch。从接受常规髋关节手术的患者和HUVEC中收集的HBMSC在正常,充实分娩后从健康母亲的脐带中获得的HUVEC被封装在生物INK中,并使用内部建造的生物生产商打印。

印刷后,将支架在无菌氯化钙溶液中孵育10分钟,以实现交联。

在体外,Ex Vivo和In Vivo中研究了HBMSCS中含HBMSCS的骨骼功能。结果表明,通过在3DP中添加HBMSC,但在霉菌大量的支架中添加了HBMSC,矿化组织的形成显着改善。

植入后4周,3D印刷支架的体内矿化。图像通过生物制造杂志。
植入后四个星期,3D印刷支架的体内矿化。图像通过生物制造杂志。

调查结果的意义

根据研究人员的说法,可以用充当组织样结构的基础的生物互联的印刷,这代表了一种简单有效的方法,可以产生易于植入的构建体。

目前,对生物制造方法的再生医学方法,打印干细胞,保留细胞生存力,增殖和功能的潜力是未满足的挑战。基于粘土的生物互联(例如本研究中的生物学)现在被证明为在三维构造中提供了一种有吸引力的工具,该工具由于其剪切且固有的功能性能而在三维构造中提供。

该研究的更多细节可以在标题为““基于纳米粘土的3D印刷脚手架可促进体内的血管内部生长,并在体外和体内产生骨矿物质组织”,,,,发表在《生物制造杂志》上。这篇文章由Gianluca Cidonio,Michael Glinka,Yang-Hee Kim,Janos Kanczler,Stuart Lanham,Tilman Ahlfeld,Anja Lode,Jonathan Dawson,Michael Gelinsky和Richard Oreffo合着。

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特色图显示了CAM模型中3D打印支架血管化的功能研究。图像通过生物制造杂志。