中科院開發生物3D打印BBG-海藻酸鈉，可制造更復雜的骨和軟組織植入物
時間：2024-09-06 10:58 來源：未知 作者：admin 閱讀：次
2024年9月5日，中國科學院合肥物質科學研究院近期發布的一項研究表明，硼酸鹽生物活性玻璃 (BBG)，尤其是與海藻酸鈉 (SA) 結合時，可提高 3D 生物打印的精度和生物相容性。通過控制釋放鈣離子，BBG 在改善海藻酸鈉的自凝固方面發揮著關鍵作用，使其成為復雜生物打印應用（包括骨骼和軟組織植入物）的有前途的材料。
△來自制造商 Mo-Sci 的生物活性玻璃
相關研究以題為“Borate bioactive glass enhances 3Dbioprinting precision and biocompatibility on a sodium alginate platform viaCa2+ controlled self-solidification “的論文發表在《InternationalJournal of Biological Macromolecules》期刊上，
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.134338
將硼酸鹽生物活性玻璃 (BBG) 整合到海藻酸鈉 (SA) 中可能代表 3D 生物打印的重大進步。海藻酸鈉是一種天然聚合物，由于其生物相容性和價格實惠而常用于 3D 生物打印。然而，傳統的海藻酸鈉平臺面臨著打印精度低和凝膠化不均勻等挑戰，尤其是在使用后處理鈣離子溶液固化打印結構時。
生物活性玻璃是一組表面反應性玻璃陶瓷合成骨移植生物材料，包括原始生物活性玻璃Bioglass。這些玻璃的生物相容性和生物活性使它們被用作人體植入裝置，以修復和替換患病或受損的骨骼。大多數生物活性玻璃都是硅酸鹽基玻璃，可在體液中降解，可作為輸送有益于愈合的離子的載體。生物活性玻璃與其他合成骨移植生物材料（例如羥基磷灰石、雙相磷酸鈣、硫酸鈣）的不同之處在于，它是唯一具有抗感染和血管生成特性的材料。
△通過電子顯微鏡觀測到的生物活性玻璃
自 21 世紀初以來，硼酸鹽生物活性玻璃 (BBG) 已在生物醫學應用方面得到廣泛研究。迄今為止的研究表明，與硅酸鹽玻璃相比，BBG通常表現出更優異的生物活性和骨愈合能力。它們還顯示出作為治療感染或骨質疏松癥等疾病的藥物輸送系統的潛力。此外，BBG非常適合傷口愈合，市售的（FDA 批準的）微纖維 BBG 敷料已經用于治療慢性傷口。修改離子可以進一步增強 BBG 的骨骼和傷口愈合能力。例如，添加銅離子已被證明可以顯著促進傷口愈合中的血管形成，而鎂、鍶和鈷等離子可以改善骨愈合。最近的研究還探索了 BBG 用于神經和肌肉再生，軟骨再生被認為是一種有前途的未來應用。
根據這項新研究，BBG 通過在 3D 生物打印應用中通過控制釋放鈣離子引入自凝固效應，提供了一種新穎的解決方案。這不僅改善了材料的流變性能，還提高了打印結構的精度和穩定性。BBG-SA 水凝膠在打印過程中凝固，無需在打印后進行鈣浸漬。結果是更高的結構精度和更少的收縮，使其成為創建復雜生物結構的理想選擇。
除了提高 3D 打印精度外，BBG-SA水凝膠還具有出色的生物相容性。它們支持細胞粘附和增殖，對組織工程至關重要，甚至促進成骨分化，這對骨再生至關重要。
BBG-SA 水凝膠的機械穩定性和生物活性增強，使其成為組織工程、再生醫學甚至生物相容性電子設備領域應用的有前途的材料。通過提供更好的凝膠控制和更好的打印后結構完整性，BBG-SA 水凝膠將繼續為骨骼和軟組織植入物的生物打印技術開辟新的可能性。
(責任編輯：admin)
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