In ” Poly (Dopamine) Coating on Scaffolds di acido policlattico-co-glicolico / β-tricalcico stampati in 3D per l’ingegneria dei tessuti ossei “, i ricercatori della School of Stomatology dell’Università di Jilin a Changchun, Cina stanno cercando metodi migliori per il trattamento difetti ossei causati da problemi di salute come osteoporosi, tumori maligni e traumi fisici. Mentre attualmente ci sono numerose limitazioni per le cure mediche, la bioprinting e l’ingegneria del tessuto osseo mostrano un grande potenziale.
Per questo studio, i ricercatori hanno stampato scaffold compositi in poli- (acido lattico-co-glicolico) / β-tricalcico fosfato rivestiti in polidopamina, seguiti da test di caratterizzazione e biocompatibilità.
Le impalcature del campione create dal gruppo di ricerca hanno mostrato una forma regolare e una dimensione dei pori di ~ 500 μm, con una struttura a nido d’ape, una forma non rara nella bioprinting.
“I filamenti stampati sono esposti in una struttura di rete, con una forte integrità architettonica. La morfologia superficiale degli scaffold allineati con fibre, con o senza modifica della superficie del PDA, può essere caratterizzata da SEM ”, hanno affermato i ricercatori. “I risultati mostrano che i ponteggi PDA0, PDA1 e PDA2 hanno i pori distribuiti sulle pareti interne, con uno strato di rivestimento strutturale molto ruvido e una micro-superficie irregolare rispetto ai ponteggi non rivestiti.”
PDA0, PDA1 e PDA2 sono stati valutati per la bagnabilità della superficie usando la misurazione dell’angolo di contatto con l’acqua, con PDA0 che mostrava l’angolo di contatto più alto rispettivamente a 88,3 °, 68,5 ° e 55,1 ° ( p <0,05). Le porosità sono risultate rispettivamente del 60,31%, 61,1% e 59,67%. Mentre la porosità può essere mantenuta durante l’ingegneria del tessuto osseo, la densità varia
Per i test di attaccamento delle cellule, il team di ricerca ha utilizzato cellule pre-osteogeniche di topo, dimostrando l’efficienza di semina cellulare degli scaffold PDA0, PDA1 e PDA2 rispettivamente al 56%, 76% e 82%. Hanno anche notato che il gruppo PDA2 si è classificato al primo posto per adesione ( p <0,05). All’aumentare del rivestimento del PDA, le membrane cellulari si diffondono più ampiamente.
In definitiva, i ponteggi compositi PLGA / β-TCP rivestiti in PDA sono stati stampati con successo in 3D, secondo il team di ricerca. Insieme a sforzi di fabbricazione di successo, i ricercatori hanno scoperto che i ponteggi del campione erano “adatti” come veicoli per l’ingegneria del tessuto osseo. Utilizzando un’analisi ANOVA a senso unico, il team ha valutato le variazioni tra i gruppi sperimentali. I risultati erano “statisticamente significativi” con un valore p <0,05.
“Inoltre, i risultati del test di biocompatibilità cellulare in vitro mostrano che i rivestimenti PDA possono migliorare l’adesione cellulare e la differenziazione osteogena. Per studiare ulteriormente gli effetti osteogenici degli scaffold rivestiti in PDA, abbiamo stabilito un modello di difetto del cranio del mouse e impiantato gli scaffold nei difetti per un periodo “, hanno concluso gli autori.
“Le ossa con impalcature sono state estratte per essere analizzate per la formazione di nuovo osso, e i risultati mostrano che le impalcature composite rivestite in PDA svolgono un soddisfacente effetto di riparazione. In conclusione, i nostri risultati dimostrano che la modifica semplificata della superficie di ispirazione bio degli scaffold PLGA / β-TCP da parte del PDA è un metodo molto promettente per riparare efficacemente i difetti ossei. ”
Le proprietà di adesione cellulare dell’impalcatura. (A) mostra l’efficienza di adesione, quando le cellule sono state seminate nell’impalcatura; (B – D) sono le immagini al microscopio confocale laser, colorate da DAPI, che rappresentano rispettivamente i gruppi PDA0, PDA1 e PDA2. 
Aspetto generale e struttura di diversi ponteggi. (A) ponteggi compositi PLGA / β-TCP stampati in 3D con diversi rivestimenti PDA; (B) immagini ricostruite dalla micro-CT degli scaffold compositi stampati in 3D con rivestimenti diversi. 
Caratterizzazione dei ponteggi di diversi gruppi sperimentali. (A) mostra l’angolo di contatto con l’acqua della superficie dei ponteggi di diversi gruppi; (B) mostra la densità e la porosità delle impalcature nei diversi gruppi, dove non sono indicate eventuali differenze nelle statistiche, e le impalcature di diversi gruppi hanno una porosità di circa il 60% e una densità di circa 0,28 g / cm3; (C) rappresenta le dimensioni medie dei pori delle impalcature in ciascun gruppo, che sono tutte circa 500 μm, senza differenze; (D) indica le proprietà meccaniche, inclusi la resistenza e il modulo, e la figura affiliata indica la tendenza dei ponteggi in ciascuno di essi mediante una curva deformazione-sollecitazione. I risultati non mostrano alcuna differenza tra i diversi gruppi, che sono 0,65 MPa in resistenza e 26,5 MPa in modulo. 
Morfologia superficiale di diversi gruppi di ponteggi, osservata in SEM. Le immagini di diversi scaffold mostrano le caratteristiche di superficie del gruppo PDA0, gruppo PDA1 e gruppo PDA2 con ingrandimenti diversi. Il PDA è formato in un rivestimento simile a un film sulla superficie dei ponteggi ad alto ingrandimento (frecce rosse).