HOT DOG! IL FAST FOOD POPOLARE ISPIRA L’IMPALCATURA OSSEA BIOPRINTED 3D
I ricercatori dello Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences (SICCAS) hanno creato un materiale stampabile in 3D da utilizzare nella fabbricazione di scaffold cellulari. Prendendo ispirazione da una fonte improbabile, lo sviluppo del team è paragonato alla struttura degli hot dog …
“Le impalcature sono composte da tubi bioceramici cavi (che imitano il” pane “nei hot dog, dimensione dei pori: ≈1 mm)” descrive lo studio Advanced Science , “incorporato da barre bioceramiche (che imita il” salame “negli hot dog, diametro: ≈500 µm). ”
Messi alla prova, i biomateriali di hot dog, indicati come HD-AKT, hanno mostrato ” eccellenti proprietà per caricare e rilasciare farmaci e proteine”. Le impalcature realizzate con i materiali hanno anche dimostrato il potenziale per migliorare la consegna e la differenziazione delle cellule dei tessuti.
Secondo il team SICCAS, le strutture gerarchiche su micro / nanoscala hanno una grande influenza sulle proprietà dei materiali. Le ossa umane mantengono strutture gerarchiche naturali che consentono il trasporto e lo stoccaggio dei nutrienti e delle cellule dei tessuti.
“Tuttavia, i tradizionali scaffold stampati in 3D composti da solidi montanti impilati mancano […] di strutture gerarchiche”, affermano i coautori, ciò limita quindi la fornitura di un’alimentazione adeguata allo sviluppo di cellule di tessuto, “incidendo ulteriormente”, aggiungono, “il formazione di tessuto all’interno di difetti ossei di grandi dimensioni. “
Come cibo popolare, i ricercatori sono stati influenzati dagli hot dog che forniscono energia e sostanze nutritive usando pane e salsiccia. Trasformando la struttura in una formazione pratica per un biomateriale, l’HD-AKT è stata fabbricata usando la scrittura diretta dell’inchiostro e il congelamento bidirezionale.
Attraverso la fusione a freddo, è possibile controllare le proprietà della microscala HD-AKT, che possiedono micropori lamellari uniformemente allineati (≈30 µm) nelle barre bioceramiche simili a salsicce.
HD-AKT sono stati impiantati in difetti femorali di conigli a 8 settimane per testare l’efficacia. L’osso di nuova formazione è cresciuto nelle aste gerarchiche dei ponteggi, dimostrando il potenziale per la nuova rigenerazione ossea.
Gli scaffold hanno mostrato una superficie specifica migliorata, che ha migliorato in modo significativo la consegna di farmaci / proteine, la proliferazione cellulare e la differenziazione osteogena delle cellule staminali del midollo osseo di coniglio.
“[IL NOSTRO STUDIO IN VIVO DIMOSTRA ULTERIORMENTE CHE SIA LA STRUTTURA GERARCHICA STESSA CHE LA CONSEGNA CONTROLLATA DI FARMACI IN SCAFFOLD SIMILI A HOT DOG CONTRIBUISCONO IN MODO SIGNIFICATIVO AL MIGLIORAMENTO DELLA BIOATTIVITÀ OSSEA”.
“ Stampa 3D di biomateriali simili a hot dog con architettura gerarchica e bioattività distinta ” è co-autore di Tian Li, Dong Zhai, Bing Ma, Jianmin Xue, Pengyu Zhao, Jiang Chang, Michael Gelinsky e Chengtie Wu.
a) Controllo morfologico di impalcature akermanite . Diverse strutture di impalcature a forma di hot dog si ottengono cambiando il rapporto di akermanite nella sospensione di fusione congelante dal 20% al 50%. Immagine tramite SICCAS. 
a) Gli schemi di preparazione di HD-AKT, che combina la stampa 3D e il congelamento bidirezionale. b – e) immagini 3D micro-CT e f, g) immagini 2D micro-CT di HD-AKT da diverse viste che mostrano le strutture dell’impalcatura. Immagine tramite SICCAS.
Rigenerazione di hot dog e ossa