Optimizando el diseño de andamios TCP basados en filamentos para la osteoconducción y la augmentación ósea: Perspectivas de modelos in vivo en conejos
Autores: Guerrero, Julien; Maevskaia, Ekaterina; Ghayor, Chafik; Bhattacharya, Indranil; Weber, Franz E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimizando el diseño de andamios TCP basados en filamentos para la osteoconducción y la augmentación ósea: Perspectivas de modelos in vivo en conejos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Fabricación aditiva
Ingeniería biomédica
Diseño de andamios
Características del filamento
Regeneración ósea
Microarquitectura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
La fabricación aditiva ha surgido como una herramienta transformadora en la ingeniería biomédica, ofreciendo un control preciso sobre el diseño de andamios para la ingeniería de tejidos óseos y la medicina regenerativa. Si bien se ha prestado mucha atención a la optimización de arquitecturas de andamios basadas en poros, las microarquitecturas basadas en filamentos siguen siendo relativamente poco estudiadas, a pesar de que la mayoría de las impresoras 3D generan estructuras basadas en filamentos. Aquí, investigamos la influencia de las características del filamento en los resultados de regeneración ósea utilizando un enfoque de fabricación aditiva basado en litografía. Se evaluaron tres andamios distintos basados en filamentos (Fil050, Fil083 y Fil125) idénticos en macroporosidad y transparencia, elaborados a partir de fosfato tricálcico (TCP) con diferentes grosores y distancias de filamento, en un modelo de conejo de aumento óseo y defecto calvarial no crítico. Además, se compararon dos tipos de andamios que difieren en la direccionalidad del filamento (Fil y FilG) para elucidar los parámetros de diseño óptimos. Se midieron la distancia de crecimiento óseo y el porcentaje de área regenerada dentro de los andamios mediante análisis histomorfométrico. Nuestros hallazgos revelan que los filamentos de 0.50 mm son el andamio basado en filamentos más efectivo, demostrando un crecimiento óseo superior y un área regenerada ósea en comparación con filamentos de mayor tamaño (es decir, andamios de 0.83 mm y 1.25 mm). La direccionalidad optimizada de los filamentos puede superar el rendimiento reducido de los filamentos más grandes. Este estudio avanza nuestra comprensión del papel de la microarquitectura en la ingeniería de tejidos óseos y tiene implicaciones significativas para la práctica clínica, allanando el camino para el desarrollo de sustitutos óseos altamente personalizados y específicos para el paciente con una eficacia mejorada.
Descripción
La fabricación aditiva ha surgido como una herramienta transformadora en la ingeniería biomédica, ofreciendo un control preciso sobre el diseño de andamios para la ingeniería de tejidos óseos y la medicina regenerativa. Si bien se ha prestado mucha atención a la optimización de arquitecturas de andamios basadas en poros, las microarquitecturas basadas en filamentos siguen siendo relativamente poco estudiadas, a pesar de que la mayoría de las impresoras 3D generan estructuras basadas en filamentos. Aquí, investigamos la influencia de las características del filamento en los resultados de regeneración ósea utilizando un enfoque de fabricación aditiva basado en litografía. Se evaluaron tres andamios distintos basados en filamentos (Fil050, Fil083 y Fil125) idénticos en macroporosidad y transparencia, elaborados a partir de fosfato tricálcico (TCP) con diferentes grosores y distancias de filamento, en un modelo de conejo de aumento óseo y defecto calvarial no crítico. Además, se compararon dos tipos de andamios que difieren en la direccionalidad del filamento (Fil y FilG) para elucidar los parámetros de diseño óptimos. Se midieron la distancia de crecimiento óseo y el porcentaje de área regenerada dentro de los andamios mediante análisis histomorfométrico. Nuestros hallazgos revelan que los filamentos de 0.50 mm son el andamio basado en filamentos más efectivo, demostrando un crecimiento óseo superior y un área regenerada ósea en comparación con filamentos de mayor tamaño (es decir, andamios de 0.83 mm y 1.25 mm). La direccionalidad optimizada de los filamentos puede superar el rendimiento reducido de los filamentos más grandes. Este estudio avanza nuestra comprensión del papel de la microarquitectura en la ingeniería de tejidos óseos y tiene implicaciones significativas para la práctica clínica, allanando el camino para el desarrollo de sustitutos óseos altamente personalizados y específicos para el paciente con una eficacia mejorada.