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Investigando el efecto de los parámetros de procesamiento y material de hidrogeles basados en alginato dialdehído-gelatina (ADA-GEL) en la rigidez mediante el modelo de aprendizaje automático XGB

Autores: Ege, Duygu; Boccaccini, Aldo R.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Investigando el efecto de los parámetros de procesamiento y material de hidrogeles basados en alginato dialdehído-gelatina (ADA-GEL) en la rigidez mediante el modelo de aprendizaje automático XGB


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Bioingeniería

Palabras clave

Limitaciones
Alginato
Gelatina
Hidrogeles
Rigidez
Bioimpresión 3D

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para abordar las limitaciones del alginato y la gelatina como hidrogeles separados, el alginato parcialmente oxidado, alginato dialdehído (ADA), suele combinarse con gelatina para preparar hidrogeles ADA-GEL. Estos hidrogeles ofrecen propiedades ajustables, degradación controlable y rigidez adecuada para aplicaciones de bioimpresión 3D y ingeniería de tejidos. Variables de procesamiento afectan las propiedades finales del hidrogel, incluyendo el grado de oxidación, contenido de gelatina y tipo de agente de entrecruzamiento. Además, en estructuras impresas en 3D, el tamaño de poro y la posible adición de un relleno para hacer un compuesto de hidrogel también afectan las propiedades físicas y biológicas finales. Este estudio utilizó conjuntos de datos de 13 artículos de investigación, que abarcan 33 combinaciones únicas de concentración de ADA, concentración de gelatina, concentraciones de CaCl y transglutaminasa microbiana (mTG) (como agentes de entrecruzamiento), tamaño de poro, contenido de vidrio bioactivo (BG) y una propiedad objetivo identificada de los hidrogeles, la rigidez, utilizando el algoritmo de aprendizaje automático Extreme Boost (XGB) para crear un modelo predictivo para comprender la influencia combinada de estos parámetros en la rigidez del hidrogel. La rigidez de los hidrogeles ADA-GEL se ve notablemente afectada por la relación ADA a GEL, y un mayor contenido de gelatina para diferentes concentraciones de gel de ADA debilita el andamio, probablemente debido a la presencia de gelatina no unida. El tamaño de poro y la inclusión de un relleno de partículas de BG también tienen un impacto significativo en la rigidez; tamaños de poro más pequeños y mayor contenido de BG conducen a un aumento de la rigidez. La optimización de la composición de ADA-GEL y la inclusión de rellenos de BG son determinantes clave para adaptar la rigidez de estos hidrogeles impresos en 3D, como se encontró en el análisis de los datos disponibles.

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