患有大骨缺损的患者迫切需要合适的骨骼替代品。除了生物相容性之外,这些替代品还需要模拟骨骼的三维结构,并在化学、机械和生物学特性上相匹配,理想情况下还能促进骨化。由于天然骨骼主要含有I型胶原和碳酸羟基磷灰石,因此由甲基丙烯酸化明胶(GelMA)和纳米羟基磷灰石(nHAp)组成的可3D打印生物材料将有助于模拟天然骨骼的成分和形状。到目前为止,这种纳米复合水凝胶(NCH)因流变性能不佳而不适合用于基于挤压的高保真度3D打印。
有鉴于此,
来自德国汉诺威大学的 Cornelia Lee-Thedieck等团队
开发了一种新颖的GelMA/nHAp NCH成分,它加入了流变改性剂卡波姆以改善流变性能,并解决了nHAp释放的钙离子阻碍GelMA凝胶化的问题。
本文要点:
(1)利用其剪切变稀和自修复特性,NCH墨水在沉积后能保持其形状并形成粘性结构,随后通过紫外线交联可永久稳定。因此,NCH能够打印出在所有维度(包括z方向)具有高形状保真度的3D结构,从而制造出高度大孔的构造。
(2)未固化和紫外线交联后的NCH都表现出粘弹性固体的行为,模量G'在高达100-200%的变形下大于G''。紫外线交联后,根据GelMA的浓度不同,NCH可以达到约10到超过100 kPa的储能模量和大约70 kPa的平均杨氏模量。
(3)打印的支架不仅能让细胞存活,还能促进成骨分化,突显了它们在骨骼组织工程中的潜力。
参考资料:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5090/adbb90
来源:
EngineeringForLife
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