Biofabrication：新型纳米复合材料可有效促进成骨和成血管
2019-04-20 不详 网络
活细胞的生物打印作为工程组织的先进生物制造方法正在迅速发展。Bioinks可以三维（3D）挤出，以制作用于植入的复杂和分层结构。然而，所制备的材料缺乏功能通常可归因于材料不良的生物活性。实际上，封装活细胞的先进生物链应该：（i）提供最佳流变性质并保留制造后的3D结构，（ii）促进细胞活力并支持细胞分化，（iii）定位有益的蛋白质（例如血管内皮生长因子（VEGF））在植入时刺激包封的细胞活性和组织向
活细胞的生物打印作为工程组织的先进生物制造方法正在迅速发展。Bioinks可以三维（3D）挤出，以制作用于植入的复杂和分层结构。然而，所制备的材料缺乏功能通常可归因于材料不良的生物活性。实际上，封装活细胞的先进生物链应该：（i）提供最佳流变性质并保留制造后的3D结构，（ii）促进细胞活力并支持细胞分化，（iii）定位有益的蛋白质（例如血管内皮生长因子（VEGF））在植入时刺激包封的细胞活性和组织向内生长。在这项研究中，我们提出了包含合成纳米粘土，Laponite（LPN）和明胶甲基丙烯酰（GelMA）bioink以及功能细胞指导生物链的开发的结果。
结果观察到在挤出－生物打印纤维内显示出增强的形状保真度和互连孔隙的纳米复合生物材料。纳米复合材料中的人骨髓基质细胞（HBMSC）存活率方面，与GelMA从7天（95.88±2.90％）到21天（55.54±14.72％）显著降低相比，LPN-GelMA培养的细胞在21天后没有显著变化（85.60±10.27％）（p <0.01）。与单独的GelMA相比，HBMSCs在LPN-GelMA中增殖，在21天内细胞数显著增加（p <0.0001）。携带HBMSCs的LPN-GelMA支架支持成骨分化，由矿化结节形成证实，且在没有成骨药物地塞米松的情况下也可成骨。在鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）模型中的离体植入证明了孵育7天后生物链构建体在血管鸡胚中的优异整合。载有VEGF的LPN-GelMA构建体显示出比GelMA-VEGF（p <0.0001）支架明显更高的血管穿透。与不含LPN的GelMA相比，骨整合和血管形成与LPN-GelMA增加的药物吸收和保留直接相关。
总之，该研究结果表明，用于3D骨骼再生的新型光固化纳米复合生物聚合物支持细胞生长和生长因子保留和递送，其开发具有在硬组织和软组织修复中的潜在应用。
原始出处：
Cidonio G, Alcala-Orozco CR, et al., Osteogenic and angiogenic tissue formation in high fidelity nanocomposite Laponite-gelatin bioinks. Biofabrication. 2019 Apr 16. doi: 10.1088/1758-5090/ab19fd.
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