Gelatine对软骨组织工程氧化藻酸盐 - 明胶水凝胶3D可印刷性改善的物理化学改性

这项工作探索了3D Bioplotting以模仿自然关节软骨的内在层次结构。藻酸盐二醛 - 明胶(ADA-GEL)用作水凝胶油墨以产生分层有序的支架。与先前报道的ADA-凝胶组合物相比,我们引入了一种改性配方,其具有较高量的热改性明胶。

强调

包藻酸盐醛醛 - 明胶对软骨组织工程进行了生物印刷。

明胶的热预处理会影响水凝胶机械和流变特性。

Gelatine的热预处理使得能够进行等级复杂结构的3D印刷。

通过水解降解明胶,其导致通过流变分析进一步证实了可定制的可印刷性特性。在80℃下改性的凝胶(3.75%w / v)-gel(7.5%w / v)在80℃下修饰3小时,可以在达到超过1cm的支架高度的等级复杂结构中印刷。通过μ-CT分析确认支架的层次结构。为了检查机械性能以及水凝胶作为细胞播种和包封的适当基质的适合性,进行纳米indentation。测量〜5kPa范围内的弹性模量。明胶热预处理导致ada-凝胶的可改变的机械和流变特性。

总之,本研究证明了提高ADA-GEL水凝胶的可印刷性,以制造具有形状稳定性和保真度的等级支架结构,而无需使用添加剂或交联剂来改变初始水凝胶化学物质,提供有价值的方法软骨组织工程设计支架的制作。

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材料:如Sarker所述合成共价交联的ADA-凝胶水凝胶[20]。简而言之,ADA(藻酸酯 - 二醛)通过氧化藻酸盐(Vivapharm®藻酸盐,pH176,来自棕藻,药物赋形剂等级,JRS Pharma GmbH&Co.KG,德国)使用钠(meta)的句号(纳奥4.,Sigma-Aldrich,德国)作为乙醇 - 超塑水混合物(1:1)的氧化剂。在完全没有光的情况下,将悬浮液在22℃(室温,室温)下搅拌6小时。通过加入乙二醇(VWR化学物质国际)并搅拌另外30分钟,淬灭氧化反应。将所得悬浮液转移到几种透析分子多孔膜管(MWCO:6-8kDa,谱实验室,美国)和透析超纯水(UPW,Milli-Q®,Merck Millipore., 德国)。在透析五天的透析期间,UPW每天发生两次。在透析后,将ADA产物冷冻至少48小时,然后将其转移到冷冻干燥器(Alpha 1-2 LdPlus,基督Gefriertrocknungsanlagen进行冻干之前。

文章信息:T.Kreller,T. Distler,S.Heid,S. Gerth,R. Detsch,A.R.Boccaccini,Gelatine的物理化学改性为改善氧化藻酸盐 - 明胶水凝胶的3D可印刷性,朝软骨组织工程,材料和设计,2021. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109877。

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