3D生物打印復合材料完美修復骨組織及軟組織 |
2024年08月27日 10時04分 人民網(wǎng) |
科技日報合肥8月26日電 (記者吳長鋒)記者26日從中國科學院合肥物質科學研究院了解到,該院強磁場中心王俊峰研究員團隊開發(fā)出新型3D生物打印復合材料,用于組織工程修復領域,并取得了系列研究進展。相關成果日前發(fā)表在國際期刊《材料與設計》和《國際生物大分子雜志》上。 生物硼基玻璃(BBG)是一種生物活性材料,在骨組織修復和再生醫(yī)學中已有廣泛應用,在3D生物打印材料中的應用展現(xiàn)出巨大潛力。在骨組織修復中,研究團隊利用BBG的獨特理化特性,結合生物支架體單元設計了含有不同BBG含量的定制復合材料,并通過選擇性激光燒結技術3D打印出高質量的骨缺損修復支架。實驗結果表明,BBG的加入顯著改善了支架的綜合性能,包括適宜的孔隙率、機械強度、親水性、體外降解速率、細胞相容性、成骨分化能力及體內成骨和血管生成的生物學性能。 在軟組織修復中,基于對BBG的特殊內外生物礦化特性的深入研究,團隊將BBG顆粒引入海藻酸鈉中,構建了高精度3D打印的BBG-SA生物墨水。研究表明,BBG與海藻酸鈉結合后,能夠有效誘導降解并釋放鈣離子,啟動海藻酸鈉的內部凝膠化過程。同時,作為填料,BBG還解決了進行外部交聯(lián)時造成的凝膠化不均勻和顯著收縮問題。通過擠出式3D打印技術,團隊設計了含有不同BBG含量的3D打印水凝膠復合支架,其表現(xiàn)出最佳的可打印性、打印精度和成型收縮,展示了在組織工程3D生物打印中的應用潛力。 研究還表明,這些新型生物墨水還展現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性,增強了MC3T3-E1細胞在支架表面的黏附和增殖,并促進了軟組織相關基因和蛋白質的表達。 (責任編輯:蔡文斌) |
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