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Andamios impresos en 3D decorados con Cu-MOF para el control de infecciones y la regeneración ósea

Autores: Zhu, Ting; Ni, Qi; Wang, Wenjie; Guo, Dongdong; Li, Yixiao; Chen, Tianyu; Zhao, Dongyang; Ma, Xingyu; Zhang, Xiaojun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El control de infecciones y la regeneración ósea siguen siendo desafíos críticos en el tratamiento de defectos óseos. Desarrollamos un andamiaje impreso en 3D que incorpora un marco organometálico basado en cobre-74 (Cu-MOF-74) dentro de un compuesto de policaprolactona/hidroxiapatita. El Cu-MOF-74 sintetizado exhibió una estructura cristalina bien definida y una morfología en forma de varilla, como se confirmó mediante análisis de TEM, EDS, FTIR y XRD. Los andamiajes mostraron poros jerárquicos (100-200 m) y demostraron una hidrofobicidad ajustable, como lo evidencian los ángulos de contacto con el agua que disminuyen de 103.3 +/- 2.02 grados (0% Cu-MOF-74) a 63.60 +/- 1.93 grados (1% Cu-MOF-74). Se observó un perfil de liberación de Cu bifásico de los andamiajes, alcanzando concentraciones acumulativas de 98.97 +/- 3.10 ppm para el día 28. Los ensayos antimicrobianos mostraron eficacia dependiente de la concentración, con andamiajes de 1% Cu-MOF-74 logrando un 90.07 +/- 1.94% y un 80.03 +/- 2.17% de inhibición contra , respectivamente. Las evaluaciones de biocompatibilidad utilizando células madre mesenquimatosas derivadas de médula ósea revelaron una mayor proliferación celular a concentraciones de Cu-MOF-74 = 0.5% que inducían citotoxicidad. Los estudios de diferenciación osteogénica destacaron una actividad elevada de fosfatasa alcalina y mineralización en andamiajes con 0.05-0.2% de Cu-MOF-74, particularmente en andamiajes con 0.05% de Cu-MOF-74, que exhibieron la mayor deposición de calcio y regulación al alza de la expresión de sialoproteína ósea y osteopontina. Estos hallazgos demuestran la eficacia funcional dual de los andamiajes Cu-MOF-74/PCL/HAp en la promoción tanto del control de infecciones como de la regeneración ósea. Estas concentraciones optimizadas de Cu-MOF-74 (0.05-0.2%) equilibran efectivamente las propiedades antimicrobianas y osteogénicas, presentando una estrategia prometedora para la reparación de defectos óseos en aplicaciones clínicas.

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