Cina: impalcature complesse basate su GelMA migliorate con l’aggiunta di nanoclay
Gli scienziati cinesi stanno approfondendo ulteriormente la bioprinting di successo nella ” stampa 3D di complessi scaffold basati su GelMA con nanoclay “, esplorando perché il gelatina metacrilato foto-reticolabile (GelMA) è diventato così allettante per i ricercatori che tentano di ingegnerizzare i tessuti. In un regno pieno di ostacoli, tuttavia, GelMA non fa eccezione, a causa di problemi di viscosità e lunghi tempi di cross-linking.
Gli autori hanno deciso di rafforzare ulteriormente l’inchiostro con nanoclay, nella speranza di poter stampare scaffold complessi e stabili. Durante questo studio, hanno valutato le finestre per la stampabilità, problemi con porosità e resistenza meccanica e biocompatibilità.
Ovviamente, senza la vitalità cellulare, non c’è bioink e non ci sono innovazioni spettacolari su cui scrivere. Una vasta gamma di idrogel è stata utilizzata con successo, con alginato comunemente coinvolto a causa della rapida velocità di reticolazione. Qui, tuttavia, i ricercatori spiegano che l’alginato non favorisce sempre l’attaccamento delle cellule o una buona funzione. Gelatina metacrilato (GelMA), tuttavia, è noto per reticolare facilmente durante l’esposizione alla luce. I ricercatori sottolineano inoltre che mantiene la biocompatibilità della gelatina.
Nel tentativo di superare molteplici problemi con l’uso di GelMA, come bassa viscosità e tempo richiesto per il cross-linking, hanno esaminato l’uso di pre-crosslinking, post-crosslinking, reticolazione in-situ e reticolazione a due passaggi. In definitiva, il consenso era che tutti i metodi erano inadeguati, con conseguente stabilità inferiore. Con l’aggiunta di nanoclay, tuttavia, gli autori hanno scoperto che l’inchiostro aveva una maggiore viscosità e gli scaffold GelMA avevano una migliore fedeltà di forma.
“Dopo l’estrusione, la nanoclay si è rapidamente convertita allo stato gel al rilascio di stress da taglio, formando così un filamento idrogel stabile”, hanno affermato gli autori. “Infine, la struttura 3D è stata stampata strato per strato accatastando il filamento, e il GelMA all’interno del filamento era reticolato covalentemente sotto luce UV, risultando in un’impalcatura stabile.”
Hanno anche scoperto che la nanoclay a livelli più alti comportava una minore espansione a causa di un maggiore stress di taglio, il che significa che la nanoclay con una concentrazione più alta richiedeva una maggiore tensione di snervamento per la deformazione. In un’ulteriore discussione, gli autori affermano che un maggiore equilibrio deve essere ricercato per la stampa con GelMA / Nanoclay, e che finora suppongono che, se “le strutture caricate da celle” devono essere stampate direttamente in 3D, sono costrette a rinunciare alla fedeltà della forma . Insieme a ciò, è richiesto un controllo maggiore di quanto segue:
Resistenza meccanica
Tasso di degrado
Capacità di rigenerazione tissutale
“Attraverso esperimenti sistematici che includevano test reologici, analisi di stampabilità, caratterizzazione delle proprietà e caratterizzazione della biocompatibilità, abbiamo risposto a diverse domande fondamentali relative a questo inchiostro, tra cui il meccanismo di formazione per il taglio e la rapida gelificazione e la finestra di stampabilità per la fabbricazione di complessi scaffold GelMA, oltre a mostrare che l’aggiunta di nanoclay ha migliorato le proprietà di base e non ha avuto alcun effetto sull’eccellente performance biologica degli scaffold “, hanno concluso i ricercatori.
“Pertanto, questo metodo fornisce un modo semplice per fabbricare scaffold complessi basati su GelMA con una buona fedeltà della forma. È molto probabile che questo metodo abbia applicazioni versatili nella terapia personalizzata dei difetti del tessuto. “
Cina: impalcature complesse basate su GelMA migliorate con l’aggiunta di nanoclay
Gli scienziati cinesi stanno approfondendo ulteriormente la bioprinting di successo nella ” stampa 3D di complessi scaffold basati su GelMA con nanoclay “, esplorando perché il gelatina metacrilato foto-reticolabile (GelMA) è diventato così allettante per i ricercatori che tentano di ingegnerizzare i tessuti. In un regno pieno di ostacoli, tuttavia, GelMA non fa eccezione, a causa di problemi di viscosità e lunghi tempi di cross-linking.
Gli autori hanno deciso di rafforzare ulteriormente l’inchiostro con nanoclay, nella speranza di poter stampare scaffold complessi e stabili. Durante questo studio, hanno valutato le finestre per la stampabilità, problemi con porosità e resistenza meccanica e biocompatibilità.
Ovviamente, senza la vitalità cellulare, non c’è bioink e non ci sono innovazioni spettacolari su cui scrivere. Una vasta gamma di idrogel è stata utilizzata con successo, con alginato comunemente coinvolto a causa della rapida velocità di reticolazione. Qui, tuttavia, i ricercatori spiegano che l’alginato non favorisce sempre l’attaccamento delle cellule o una buona funzione. Gelatina metacrilato (GelMA), tuttavia, è noto per reticolare facilmente durante l’esposizione alla luce. I ricercatori sottolineano inoltre che mantiene la biocompatibilità della gelatina.
Nel tentativo di superare molteplici problemi con l’uso di GelMA, come bassa viscosità e tempo richiesto per il cross-linking, hanno esaminato l’uso di pre-crosslinking, post-crosslinking, reticolazione in-situ e reticolazione a due passaggi. In definitiva, il consenso era che tutti i metodi erano inadeguati, con conseguente stabilità inferiore. Con l’aggiunta di nanoclay, tuttavia, gli autori hanno scoperto che l’inchiostro aveva una maggiore viscosità e gli scaffold GelMA avevano una migliore fedeltà di forma.
“Dopo l’estrusione, la nanoclay si è rapidamente convertita allo stato gel al rilascio di stress da taglio, formando così un filamento idrogel stabile”, hanno affermato gli autori. “Infine, la struttura 3D è stata stampata strato per strato accatastando il filamento, e il GelMA all’interno del filamento era reticolato covalentemente sotto luce UV, risultando in un’impalcatura stabile.”
Hanno anche scoperto che la nanoclay a livelli più alti comportava una minore espansione a causa di un maggiore stress di taglio, il che significa che la nanoclay con una concentrazione più alta richiedeva una maggiore tensione di snervamento per la deformazione. In un’ulteriore discussione, gli autori affermano che un maggiore equilibrio deve essere ricercato per la stampa con GelMA / Nanoclay, e che finora suppongono che, se “le strutture caricate da celle” devono essere stampate direttamente in 3D, sono costrette a rinunciare alla fedeltà della forma . Insieme a ciò, è richiesto un controllo maggiore di quanto segue:
Resistenza meccanica
Tasso di degrado
Capacità di rigenerazione tissutale
“Attraverso esperimenti sistematici che includevano test reologici, analisi di stampabilità, caratterizzazione delle proprietà e caratterizzazione della biocompatibilità, abbiamo risposto a diverse domande fondamentali relative a questo inchiostro, tra cui il meccanismo di formazione per il taglio e la rapida gelificazione e la finestra di stampabilità per la fabbricazione di complessi scaffold GelMA, oltre a mostrare che l’aggiunta di nanoclay ha migliorato le proprietà di base e non ha avuto alcun effetto sull’eccellente performance biologica degli scaffold “, hanno concluso i ricercatori.
“Pertanto, questo metodo fornisce un modo semplice per fabbricare scaffold complessi basati su GelMA con una buona fedeltà della forma. È molto probabile che questo metodo abbia applicazioni versatili nella terapia personalizzata dei difetti del tessuto. “
