Optimización de la imprimibilidad de biotintas de gelatina-alginato mediante la modificación de nanofibras de celulosa para la bioimpresión potencial de meniscos
Autores: Wenbin, Luo; Zhengyi, Song; Zhonghan, Wang; Zhenguo, Wang; Zuhao, Li; Chenyu, Wang; He, Liu; Qingping, Liu; Jincheng, Wang
Idioma: Inglés
Editor: Hindawi
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Es más probable que las lesiones de menisco provoquen una alteración permanente del entorno biomecánico y biológico de la articulación de la rodilla, debido principalmente al desajuste morfológico y a la pérdida sustancial de tejidos meniscales. Para superar este reto, hemos desarrollado una biotinta mejorada con mayor capacidad de impresión, manteniendo al mismo tiempo la biocompatibilidad de los principales componentes celulares del menisco, a saber, los fibrocondrocitos. En primer lugar, se mezclaron nanofibras de celulosa (CNF) con biotintas termorresistentes de gelatina-alginato para mejorar la capacidad de impresión. A continuación, se bioimprimieron con nuestra biotinta prototipos de menisco específicos para cada individuo basados en la reconstrucción tridimensional de datos de resonancia magnética. Se caracterizaron las propiedades reológicas y de imprimibilidad de las biotintas para seleccionar el contenido de biotinta y los parámetros de bioimpresión adecuados. A continuación, se llevaron a cabo in vitro una serie de caracterizaciones biológicas de las muestras bioimpresas, como la viabilidad celular, la actividad metabólica y la acumulación de matriz extracelular. Los resultados indicaron que el rendimiento reológico y la capacidad de impresión de la biotinta modificada con CNF eran superiores, lo que garantizaba la bioimpresión de alta precisión de prototipos de menisco de diseño específico en comparación con sus homólogos sin CNF. Mientras tanto, las pruebas biológicas indicaron que los fibrocondrocitos encapsulados en la biotinta modificada con CNF mantenían una viabilidad celular a largo plazo, así como una acumulación aceptable de matriz extracelular. Este estudio demuestra que la biotinta modificada con CNF favorece la fidelidad de impresión de meniscos específicos mediante la mejora de las propiedades reológicas, minimizando el desajuste entre los implantes de meniscos artificiales y los tejidos articulares nativos de la rodilla, permitiendo así la evolución de los métodos terapéuticos clínicos de reconstrucción de meniscos.
Descripción
Es más probable que las lesiones de menisco provoquen una alteración permanente del entorno biomecánico y biológico de la articulación de la rodilla, debido principalmente al desajuste morfológico y a la pérdida sustancial de tejidos meniscales. Para superar este reto, hemos desarrollado una biotinta mejorada con mayor capacidad de impresión, manteniendo al mismo tiempo la biocompatibilidad de los principales componentes celulares del menisco, a saber, los fibrocondrocitos. En primer lugar, se mezclaron nanofibras de celulosa (CNF) con biotintas termorresistentes de gelatina-alginato para mejorar la capacidad de impresión. A continuación, se bioimprimieron con nuestra biotinta prototipos de menisco específicos para cada individuo basados en la reconstrucción tridimensional de datos de resonancia magnética. Se caracterizaron las propiedades reológicas y de imprimibilidad de las biotintas para seleccionar el contenido de biotinta y los parámetros de bioimpresión adecuados. A continuación, se llevaron a cabo in vitro una serie de caracterizaciones biológicas de las muestras bioimpresas, como la viabilidad celular, la actividad metabólica y la acumulación de matriz extracelular. Los resultados indicaron que el rendimiento reológico y la capacidad de impresión de la biotinta modificada con CNF eran superiores, lo que garantizaba la bioimpresión de alta precisión de prototipos de menisco de diseño específico en comparación con sus homólogos sin CNF. Mientras tanto, las pruebas biológicas indicaron que los fibrocondrocitos encapsulados en la biotinta modificada con CNF mantenían una viabilidad celular a largo plazo, así como una acumulación aceptable de matriz extracelular. Este estudio demuestra que la biotinta modificada con CNF favorece la fidelidad de impresión de meniscos específicos mediante la mejora de las propiedades reológicas, minimizando el desajuste entre los implantes de meniscos artificiales y los tejidos articulares nativos de la rodilla, permitiendo así la evolución de los métodos terapéuticos clínicos de reconstrucción de meniscos.