i laboratori di ricerca 3D stampano fosfato tricalcico ad alta risoluzione per la rigenerazione ossea
Nell’applicazione della stereolitografia DLP ad alta risoluzione per la fabbricazione di scaffold di fosfato tricalcico per la rigenerazione ossea , “i ricercatori esaminano come costruire scaffold complessi e stabili basati su β-tricalcio. In genere, esistono ostacoli alla ricerca di materiali e tecniche adatti a creare strutture in grado di sostenere la vita delle cellule.
Qui, gli autori sono consapevoli delle necessità nell’ingegneria dei tessuti: il materiale non può essere tossico, ovviamente, poiché ciò potrebbe causare ulteriori problemi di salute in un paziente, la biodegradabilità è fondamentale, con il materiale che viene assorbito insieme ad una crescita ossea adeguata e la porosità e anche la densità deve essere adeguata, bilanciata con la giusta forza.
La stampa DLP 3D si è dimostrata efficace per la creazione di scaffold a causa dell’irradiazione completa su tutta la sezione trasversale e per tempi di elaborazione più brevi rispetto ad altri processi. I ricercatori si sono concentrati sulla stampa 3D DLP per questo studio, in relazione all’uso di strutture di fosfato di calcio che non sono solo complesse e ad alta risoluzione ma anche forti. Il team ha valutato sia la struttura rettilinea della griglia che le geometrie esagonali (con una porosità del 50 e del 75%) per le proprietà meccaniche, con analisi chimiche complete eseguite prima e dopo la bioprinting.
“Le cellule MC3T3 di Preosteoblast sono state utilizzate per valutare la biocompatibilità degli scaffold stampati 3D mediante il processo DLP e la loro capacità di formare ossa in coltura a breve termine”, hanno spiegato gli autori.
Nella progettazione di scaffold, sia la struttura rettilinea della griglia che una struttura esagonale di Kagome sono state create a due diversi livelli di porosità, insieme a un campione non poroso. Tutti i progetti sono stati anche trattati con fattori di scala per compensare il restringimento (1.267 in x, y direzioni e 1.281 in direzione z).
Le strutture di griglia rettilinee erano in grado di gestire oltre il doppio della capacità degli scaffold Kagome, che gli autori attribuivano a “distribuzioni di sollecitazioni disomogenee nelle ultime architetture”. Hanno anche notato delle discontinuità nelle strutture Kagome, probabilmente causate dal fallimento delle celle sotto carico. I ricercatori hanno anche notato un’attività elevata negli scaffold porosi il primo giorno dopo la semina, forse a causa della “semina disomogenea con conseguente aree di confluenza incoerente e quindi in una gamma più ampia di tempi di inizio della differenziazione”. Un’aumentata attività ALP potrebbe tuttavia essere causata dalla differenziazione osteogenica.
“Il processo DLP non ha un impatto negativo sui risultati ottenuti e, così come il materiale utilizzato, può quindi essere considerato come biocompatibile”, hanno concluso i ricercatori. “Pertanto, le strutture β-TCP attualmente prodotte sono promettenti per applicazioni nella rigenerazione ossea come scaffold e potrebbero anche essere impiegate come punto di partenza per strutture composite. Ad esempio, negli approcci in cui una struttura ceramica è rivestita o impregnata con un polimero, una fondazione solida e riproducibile, come quella descritta nel presente documento, è vitale. “
