Интегрированная стратегия проектирования, объединяющая аддитивное производство и матрично-ассистированное импульсное лазерное испарение (MAPLE) для разработки новой концепции 3D-скаффолда с улучшенными свойствами для регенерации тканей

Биовдохновленные стратегии проектирования и оптимизации каркасов были улучшены с введением аддитивного производства (AM), что позволило надежно реплицировать и воспроизводить сложные формы и структуры, используя различные виды полимерных и нанокомпозитных материалов, правильно скомбинированных в соответствии с особенностями естественных тканей хозяина. Используя недавние открытия в области AM, метод матрично-ассистированного импульсного лазерного испарения (MAPLE) был использован для получения однородных покрытий из графеноподобного материала (GL) на 3D-каркасах для стратегий восстановления тканей, в направлении разработки нового концептуального 3D-каркаса с контролируемыми морфологическими/архитектурными и поверхностными характеристиками, а также механическими и биологическими свойствами. Эффект комбинации материала и дизайна посредством интегрированного технологического подхода (то естьMAPLE-осаждение GL на 3D AM PCL-матрицах) оценивалось с помощью сканирующей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, измерений угла контакта, механических измерений и биологических анализов (анализ жизнеспособности клеток и активности щелочной фосфатазы) в сочетании с конфокальной лазерной сканирующей микроскопией. Дифференциация hMSC в направлении фенотипа остеобластов также исследовалась с помощью анализа профиля экспрессии генов. Полученные результаты дали дальнейшее представление о разработке улучшенных стратегий функционализации или комбинирования GL с другими материалами и 3D-структурами гибридным способом для обеспечения более плотной адгезии к субстратам, улучшения судьбы клеток с течением времени, без негативного изменения механических свойств и поведения аккуратных конструкций. В частности, результаты предоставили интересную информацию, сделав матрицы, покрытые 3D AM GL, потенциальными кандидатами для инженерии костной ткани.