3D打印机制造锂支架用于软骨再生

南京医科大学的研究人员在“释放氯化锂的3D打印支架增强软骨再生”中,试验了用于促进患者细胞再生的涂层支架。由于在物理损伤后更新软骨时经常会遇到困难,所以作者认为这项研究对今后增强软骨再生的重要性。

虽然锂以控制双相情感障碍而闻名,但先前的研究表明,锂可能会影响关节炎的减轻作用,以及防止骨关节炎中软骨退化。在这里,研究人员研究了锂在制造聚己内酯(PCL)支架中的应用,然后将其进一步精炼成PCL PDA-LI支架(PDA是多巴胺的缩写)。

然后,作者继续评估以下结构：

理化性质

生物活性

生物相容性

他们还将它们与PCL支架和PCL-PDA支架进行了比较,通过3D打印一系列样品。纯PCL支架为白色(如PCL的正常颜色),研究人员应用PDA涂层后,PCL-PDA和PCL-PDA-LI支架为深棕色。在支架中,锂的加入完全没有改变颜色。三种支架均光滑,但PCL-PDA小颗粒支架及颗粒上附着的LiCl晶体存在差异。

研究人员指出,像pcl-pda和pcl-pda-li这样的亲水性支架可以提供更好的细胞粘附性。本研究样本在力学性能上并无明显差异。然而,研究人员最终指出,他们仍然发现锂缺乏对支架和随后的组织再生所期望的效果。

研究人员说:“需要改进支架,为软骨形成提供一个更好的环境。由于扩张能力差,软骨细胞不是软骨组织工程的理想选择。骨髓间充质干细胞具有非凡的增殖潜力,多潜能分化,包括软骨形成,很容易被骨髓收获。”

通过对所有样品的比较,研究人员发现PCL具有最好的强度和生物降解性,使其更适用于支架。

3D打印支架的形态和表面微观结构。 PCL(A,B),PCL-PDA(C,D)和PCL-PDA-Li支架(E,F)的数码照片的放大倍率越来越高。 PCL(G,H),PCL-PDA(I,J)和PCL-PDA-Li(K,L)支架的相应SEM图像。

“我们采用简单的两步法,通过3D打印成功地合成了PCL PDA-LI支架。PDA涂层和LiCl沉积在不牺牲机械强度的情况下提高了表面亲水性。体外实验表明,pclpda-li支架能促进软骨细胞粘附和软骨基质沉积。我们的研究结果证明了一种更好的锂给药方法,并为软骨组织工程提供了一种有前景的支架,”研究人员总结说。

在PCL(A),PCL-PDA(B)和PCL-PDA-Li(C)支架上培养7天的rBMSC的SEM显微照片。 在PCL(D-F),PCL-PDA(G-1)和PCL-PDA-Li(J-L)支架上培养的rBMSC染色14天。 (M)总细胞数附在脚手架上。 (N)支架上活细胞和死细胞的定量。 (* p <0.05,** p <0.01)

组织工程创造新的细胞和结构,能够治愈需要的病人;软骨再生是一个具有挑战性的领域,伴随着骨再生、皮肤移植和乳房重建的支架。