پرینت سه بعدی چند سطحی سفارشی برای ایمپلنت های اتوژن در مهندسی بافت جمجمه

تاریخ انتشار: چهارشنبه 28 فروردین 1398 | امتیاز: Article Rating

پرینت سه بعدی(3D) ماتریکس خارج سلولی(ECM) سلول زدایی شده برای ضمانت ایجاد یک محیط فیزیولوژیک واقعی برای مهندسی بافت انجام می شود. با این حال، منبع محدود، زیست سازگاری و زیست ایمنی ECM سلول زدایی شده در استفاده های بالینی وسیع با نقصان هایی روبرو است. ماتریکس خارج سلولی اتوژن، زیست سازگار، زیست فعال و از نظر زیستی بی خطر است و همین امر آن را گزینه بهینه ای برای کاربردهای بالینی آینده برای پرینت سه بعدی می سازد. در این جا، ما یک استراتژی پرینت کردن سه بعدی چند سطحی سفارشی (MLC-3DP) که از ماتریکس استخوانی اتوژن(Auto-BM) بهره می گیرد را ایجاد کرده ایم. این MLC-3DP شامل اختصاصی بودن شکل(شکل)، اختصاصی بودن مواد(Auto-BM) و اختصاصی بودن سلول(سلول های اتولوگ) برای ترمیم صحیح مختص بیمار بود. Auto-BM (فلپ های جمجمه) به راحتی برای بیمار خاص و بعد از باز کردن جمجمه دست یافتنی است و ماده اتوژن کافی را برای MLC-3DP ارائه می دهند. تحت شرایط ملایم این استراتژی، نمونه های پرینت شده سه بعدی در مقیاس انسانی می تواند با استفاده از ذره های زیست فعال Auto-BM با اندازه میکرونی ساخته شد. استخوان های اتوژن چند سطح سفارشی شده(MLC-Auto-Bone) نهایتا بوسیله ترکیب کردن سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان اتوژن (Auto-BMSCs) بدست آمد. با مواد اتوژن و سلول ها، MLC-Auto-Bones ذاتا زیست سازگار و زیست ایمن هستند و زیست فعالی خوبی را برای استخوان زایی ارائه می دهند. در این ایمپلنت، Auto-BMSCs می توانند در شرایط آزمایشگاهی و بدون اضافه کردن فاکتورهای استخوان زا به طور خودبخود به استئوبلاست تمایز یابند. در این مدل های نقص جمجمه با اندازه بحرانی در شرایط درون تنی(سه ماه)، ایمپلنت ها به طور محکمی به حاشیه های نواقص یکپارچه شدند، معدنی شدن را تسهیل کردند و استخوان بالغ رگزایی شده ای را تولید کردند. این مطالعه نه تنها شرایط استفاده به عنوان ایمپلنت خاص بیمار برای نواقص جمجمه را ارائه می کنند، بلکه راه حل اختصاصی بیمار را برای سایر نیازمندی بالینی مشابه نشان می دهند.

Biofabrication. 2019 Mar 27. doi: 10.1088/1758-5090/ab1400. [Epub ahead of print]

Multi-level customized 3D printing for autogenous implants in skull tissue engineering.

Chen H1, Zhang J2, Li X3, Liu L4, Zhang X5, Ren D6, Ma C7, Zhang L8, Fei Z9, Xu T10.

Abstract

Three-dimensional (3D) printing of decellularized extracellular matrix (ECM) has been achieved to ensure real physiological environments for tissue engineering. However, limited source, biocompatibility and biosafety of decellularized ECM are deficiencies in its large clinical use. Autogenous ECM is biocompatible, bioactive and bio-safe, making it an optimal choice for future clinical applications of 3D printing. Here, we developed a multi-level customized 3D printing (MLC-3DP) strategy applying autogenous bone matrix (Auto-BM). This MLC-3DP includes shape specificity (shape), material specificity (Auto-BM) and cell specificity (autogenous cells) for true patient-specific repairing. Auto-BM (skull flaps) is readily accessible for specific patient after craniectomy, providing sufficient autogenous materials for MLC-3DP. Under mild conditions of this strategy, human scale 3D printed samples can be fabricated using bioactive micron-sized Auto-BM particles. Multi-level customized autogenous bones (MLC-Auto-Bone) are finally obtained by combining autogenous bone marrow-derived mesenchymal stem cells (Auto-BMSCs). With autogenous materials and cells, MLC-Auto-Bones are inherently biocompatible and bio-safe, providing good bioactivity for osteogenesis. In this implant, Auto-BMSCs can spontaneously differentiate into osteoblasts in vitro without additional osteogenic factors. In critical-sized skull defect models in vivo (3 months), implants integrate tightly to the defects margin, facilitate mineralization, and generate vascularized mature bone. This work provides not only feasibility for patient-specific implants for skull defects, but also potential patient-specific solutions for other similar clinical requirements.

PMID: 30917346
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان