3D Representación Gráfica de Cemento de Fosfato de Calcio y Escritura Electrofusión de Microfibras de Policaprolactona en un Solo Andamio: Un Proceso Híbrido de Fabricación Aditiva
Autores: Kilian, David; von Witzleben, Max; Lanaro, Matthew; Wong, Cynthia S.; Vater, Corina; Lode, Anja; Allenby, Mark C.; Woodruff, Maria A.; Gelinsky, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
3D Representación Gráfica de Cemento de Fosfato de Calcio y Escritura Electrofusión de Microfibras de Policaprolactona en un Solo Andamio: Un Proceso Híbrido de Fabricación Aditiva
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Fabricación
Específicos para pacientes
Andamios
Impresión 3D
Cementos de fosfato de calcio
CPC
Microfibras
Policaprolactona
PCL
Porosidad
Rigidez mecánica
Integración
Puenteo de poros
Células
Cultivo
Línea de células madre
Proliferación
Osteoblastos
Enfoque de fabricación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La fabricación de andamios específicos para pacientes para sustitutos óseos es posible a través de la impresión 3D basada en extrusión de cementos de fosfato de calcio (CPC), lo que permite la generación de estructuras con un alto grado de personalización y porosidad interconectada. Dada la fragilidad de este material aprobado clínicamente, la estabilidad de los andamios de poros abiertos no siempre se puede asegurar. En este contexto, un enfoque multi-tecnológico permitió la combinación simultánea de la impresión de CPC con la escritura por fusión electroscrita (MEW) de microfibras de policaprolactona (PCL) en un diseño alternante y ajustable en un único proceso de fabricación automatizado. Los andamios híbridos de CPC+PCL con diferentes distancias entre hilos de CPC (800-2000 um) y fibras de PCL integradas presentaron una fuerte interfaz entre CPC y PCL. Aunque no se detectó ningún efecto adverso en la rigidez mecánica por el diseño del andamio soportado por PCL, la integración de microfibras condujo a una mejor integridad. La distancia de los poros entre los hilos de CPC se incrementó gradualmente para identificar en qué porosidad crítica de CPC las microfibras tendrían un impacto significativo en el comportamiento de puenteo de poros y el crecimiento de células sembradas. A una distancia de hilo de CPC de 1600 um, después de 2 semanas de cultivo, la incorporación de fibras de PCL llevó a la cobertura de poros por una línea celular de células madre mesenquimatosas humanas y a un nivel de proliferación elevado de pre-osteoblastos murinos. El enfoque de fabricación integrada permite ajustes de diseño versátiles en diferentes niveles.
Descripción
La fabricación de andamios específicos para pacientes para sustitutos óseos es posible a través de la impresión 3D basada en extrusión de cementos de fosfato de calcio (CPC), lo que permite la generación de estructuras con un alto grado de personalización y porosidad interconectada. Dada la fragilidad de este material aprobado clínicamente, la estabilidad de los andamios de poros abiertos no siempre se puede asegurar. En este contexto, un enfoque multi-tecnológico permitió la combinación simultánea de la impresión de CPC con la escritura por fusión electroscrita (MEW) de microfibras de policaprolactona (PCL) en un diseño alternante y ajustable en un único proceso de fabricación automatizado. Los andamios híbridos de CPC+PCL con diferentes distancias entre hilos de CPC (800-2000 um) y fibras de PCL integradas presentaron una fuerte interfaz entre CPC y PCL. Aunque no se detectó ningún efecto adverso en la rigidez mecánica por el diseño del andamio soportado por PCL, la integración de microfibras condujo a una mejor integridad. La distancia de los poros entre los hilos de CPC se incrementó gradualmente para identificar en qué porosidad crítica de CPC las microfibras tendrían un impacto significativo en el comportamiento de puenteo de poros y el crecimiento de células sembradas. A una distancia de hilo de CPC de 1600 um, después de 2 semanas de cultivo, la incorporación de fibras de PCL llevó a la cobertura de poros por una línea celular de células madre mesenquimatosas humanas y a un nivel de proliferación elevado de pre-osteoblastos murinos. El enfoque de fabricación integrada permite ajustes de diseño versátiles en diferentes niveles.