Biomed Mater：多功能3D泡沫制造技术可用于软硬组织工程再生
2018-03-16 MedSci MedSci原创
在过去的几十年里，许多研究探究了三维多孔生物材料的制备，但是所制备的多孔结构的生物相容性和多功能性仍然不足。因此，我们针对软硬工程提出了一种新颖且绿色的3D多孔泡沫制造技术。通过利用淀粉的糊化和老化特性，我们首次创建了由活细胞到陶瓷颗粒的各种构建块制成的稳定化多孔结构。在软组织工程应用中，开发了具有受控细胞释放特性的3D培养组织泡沫（CTF），并且构成成骨细胞、成纤维细胞和血管内皮细胞的泡沫均表现
在过去的几十年里，许多研究探究了三维多孔生物材料的制备，但是所制备的多孔结构的生物相容性和多功能性仍然不足。因此，我们针对软硬工程提出了一种新颖且绿色的3D多孔泡沫制造技术。
通过利用淀粉的糊化和老化特性，我们首次创建了由活细胞到陶瓷颗粒的各种构建块制成的稳定化多孔结构。在软组织工程应用中，开发了具有受控细胞释放特性的3D培养组织泡沫（CTF），并且构成成骨细胞、成纤维细胞和血管内皮细胞的泡沫均表现出高机械稳定性和保存细胞活力或功能。更重要的是，CTF实现了血清浓度控制的细胞（含有淀粉酶）的持续自释放，并且释放的细胞也保持了高生存力和功能。
在硬组织工程应用方面，陶瓷/生物玻璃（BG）泡沫支架通过类似的淀粉辅助发泡策略制备，其中羟基磷灰石（HA）/BG和Si3N4/BG的所得骨支架具有> 70％的孔隙率且相互连接大孔（尺寸200〜400μm）、细孔（尺寸1〜10μm），虽然高孔隙率，但是仍具备优异的机械性能。另外，体外和体内评估生物学性能显示，多孔HA/BG泡沫显示出优越的生物相容性和成骨作用。体内研究表明，1周后新骨生长，2周后新骨量明显增加。
总之，本研究所提出的发泡策略为使用不同细胞生物制造CTF以实现不同软组织再生提供了可能，并制备了具有不同材料组分和高强度的多孔陶瓷/BG泡沫，在软硬组织工程中显示出其多功能性。
原始出处：
Xu C, Bai Y, et al., A versatile three-dimensional foam fabrication strategy for soft and hard tissue engineering. Biomed Mater. 2018 Feb 8;13(2):025018. doi: 10.1088/1748-605X/aaa1f6.
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