วิศวกรรมเนื้อเยื่อมีศักยภาพในการปรับปรุงการรักษากระดูกที่บาดเจ็บหรือเป็นโรค โดยใช้วัสดุชีวภาพที่มีสเต็มเซลล์ที่ส่งเสริมการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ เป็นต้น การพิมพ์ชีวภาพสามมิติของวัสดุชีวภาพดังกล่าวสามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งเลียนแบบกระดูกในองค์ประกอบ และสามารถปรับแต่งให้เหมาะกับความบกพร่องของกระดูกเฉพาะของผู้ป่วยได้ อย่างไรก็ตาม การพัฒนา ที่ดีที่สุดเพื่อสร้างสิ่งก่อสร้าง
ที่ฝังได้
ที่มีชีวิตเหล่านี้ยังคงมีความท้าทายอย่างมาก นักวิจัยในโปรตุเกสได้พัฒนา นาโนคอมโพสิทที่มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่สั่งให้สเต็มเซลล์เปลี่ยนเป็นเซลล์กระดูก พวกเขาแสดงความสำเร็จในการ พิมพ์ ลงในโครงสร้างสเต็มเซลล์ที่รับภาระ โดยรายงานการค้นพบของพวกเขาคุณสมบัติที่โดดเด่น ใหม่นี้
คือมีทั้งส่วนประกอบที่เป็นอินทรีย์และอนินทรีย์ของกระดูก หัวหน้ากลุ่มวิจัย แห่ง มหาวิทยาลัย กล่าวว่า “โดยธรรมชาติแล้ว โครงสร้างโครงสร้างของเนื้อเยื่อกระดูกประกอบด้วยองค์ประกอบเชิงหน้าที่ที่มีโครงสร้างระดับนาโนและชีวโมเลกุลอินทรีย์” “หมึกชีวภาพนาโนคอมโพสิทสรุปส่วนประกอบเหล่านี้”
สำหรับส่วนประกอบอินทรีย์ ทีมงานได้เลือกเจลาตินเมทาคริเลต ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของคอลลาเจนที่ใช้สำหรับการพิมพ์ทางชีวภาพแบบ 3 มิติ ซึ่งแสดงคุณสมบัติเชิงกลที่ปรับได้และความเข้ากันได้ทางชีวภาพ เจลาตินยังมีกลุ่มการทำงานที่สามารถยึดติดกับเซลล์ เช่น สเต็มเซลล์
สำหรับส่วนที่เป็นอนินทรีย์ นักวิจัยใช้อนุภาคนาโนซิลิกาชนิดมีโซพอรัสที่ทำงานร่วมกับแคลเซียม ฟอสเฟต และเดกซาเมทาโซน ไอออนของแคลเซียมและฟอสเฟตส่งผลในทางบวกต่อการสะสมตัวของเมทริกซ์กระดูกและการสร้างแร่ธาตุ รวมทั้งส่งเสริมการสร้างความแตกต่างของ
(ซึ่งเซลล์ต้นกำเนิดจะพัฒนาเป็นเซลล์กระดูก) ในขณะเดียวกัน ยังกระตุ้นให้เกิดการสร้างความแตกต่างของพวกเขาทำหมึกชีวภาพที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพให้เสร็จสมบูรณ์โดยการใส่เจลMA/อนุภาคนาโนร่วมกับสเต็มเซลล์ชนิดมีเซนไคมอลที่ได้จากไขกระดูกพิสูจน์ความสามารถในการพิมพ์
ในขั้นตอน
การพิสูจน์แนวคิดขั้นแรก และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถพิมพ์โครงสร้าง 3 มิติที่เสถียรได้โดยใช้ พวกเขาใช้การพิมพ์ชีวภาพด้วยการอัดขึ้นรูป 3 มิติเพื่อสร้างแผ่นดิสก์ขนาดเล็กจากสารละลาย 10% ที่เตรียมที่อุณหภูมิ 37 °C แล้วทำให้เย็นลงเพื่อเพิ่มความหนืด
หลังจากปรับกระบวนการพิมพ์ ให้เหมาะสมแล้ว นักวิจัยได้เพิ่ม เพื่อสร้างนาโนคอมโพสิทไบโออิงค์ อนุภาคนาโนที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพควรปล่อยแคลเซียม ฟอสเฟต และซิลิเกตไอออน ซึ่งทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซมกระดูก เพื่อทดสอบสิ่งนี้ พวกเขาประเมินฤทธิ์ทางชีวภาพของแผ่นเจล MA
ที่มีและไม่มีอนุภาคนาโน หลังจากผ่านไปสามวันในของเหลวในร่างกายจำลอง ในแผ่นไฮโดรเจลนาโนคอมโพสิท การทำแผนที่ด้วยเครื่องสเปกโทรสโกปีแบบกระจายพลังงาน (EDS) แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ามีซิลิกา แคลเซียม และแคลเซียมฟอสเฟตอะพาไทต์ที่มีลักษณะคล้ายกระดูก
ในทางกลับกัน พบเพียงร่องรอยของแคลเซียมและฟอสฟอรัสในแผ่นเจลMA ธรรมดา โดยไม่มีโครงสร้างคล้ายอะพาไทต์ สเปกโทรสโกปี FTIR และการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ยืนยันกิจกรรมการเกิดแร่ของไฮโดรเจลนาโนคอมโพสิต กล่าวว่า “การมีอยู่ของไฮดรอกซีแอปาไทต์ที่สะสมอยู่ นั้นมีค่ามาก เนื่องจากเป็นส่วนประกอบสำคัญของเนื้อเยื่อกระดูกที่มีชีวิตตามธรรมชาติ” “เป็นที่ทราบกันดีว่า
การปรากฏตัวของมันมีอิทธิพลเชิงบวกต่อการสร้างกระดูกใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับโครงสร้างที่ปลูกถ่ายในร่างกายเนื่องจากมันช่วยให้สามารถสร้างส่วนต่อประสานระหว่างกระดูกกับการปลูกถ่ายได้ โดยที่ กระดูกที่ฝากไว้ของ จะจับกับไฮดรอกซีอะพาไทต์ ดังนั้นการปรับปรุงการรวมตัวของกระดูก”
ต่อไป
นักวิจัยได้ประเมินความมีชีวิตของเซลล์ต้นกำเนิดหลังการพิมพ์ทางชีวภาพ พวกเขาสังเกตเห็นว่าสเต็มเซลล์ยังคงมีชีวิตอยู่ได้หลังจากเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 2 สัปดาห์ โดยมีกิจกรรมเมแทบอลิซึมที่คงที่และปริมาณดีเอ็นเอเป็นเวลา 21 วัน ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติหรือการห่อหุ้ม
ไม่ส่งผลกระทบต่อความมีชีวิตของเซลล์ การสร้างกระดูกหน้าที่อื่นของอนุภาคนาโนที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพคือการกระตุ้นให้สเต็มเซลล์แยกตัวเป็นเซลล์กระดูก ในการประเมินคุณสมบัตินี้หลังจากการพิมพ์ทางชีวภาพ ทีมงานได้ตรวจสอบพฤติกรรมของสเต็มเซลล์ภายใน GelMA ที่ฟักตัวในสื่อที่เป็นมูลฐาน
นักวิจัยได้ประเมินตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ 2 ตัวที่เกี่ยวข้องกับการสร้างกระดูก หลังจากผ่านไป 14 วัน ระดับ BPM-2 สำหรับสเต็มเซลล์ในไฮโดรเจลนาโนคอมโพสิทสูงกว่าในกลุ่มควบคุมทั้งสองกลุ่มอย่างมีนัยสำคัญ หลังจากผ่านไป 21 วัน ระดับ BMP-2 ในกลุ่มควบคุมเชิงบวกมีค่าใกล้เคียงกับระดับของนาโน
คอมโพสิทที่พิมพ์ด้วยชีวภาพ กลุ่มควบคุมเชิงบวกและไฮโดรเจลคอมโพสิตนาโนแสดงระดับ ที่ใกล้เคียงกัน ซึ่งทั้งคู่สูงกว่ากลุ่มควบคุมเชิงลบ“เนื่องจากการออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่แท้จริงและคุณสมบัติทางชีวภาพของอนุภาคนาโนซิลิกาที่บรรจุไอออน/ยา การรวมไว้ใน ทำให้สามารถสร้างความแตกต่าง
ของเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคมอลต่อเซลล์สร้างกระดูก ซึ่งเป็นเซลล์ที่สร้างกระดูกตามธรรมชาติ โดยไม่ต้องมีการเสริมสังเคราะห์เพิ่มเติมซึ่งโดยปกติแล้วจำเป็นสำหรับ กระบวนการนี้” ขณะนี้นักวิจัยกำลังสำรวจการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนทางสัณฐานวิทยามากขึ้นโดยใช้ ใหม่นี้ “เรายังใช้เทคโนโลยี
การพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติขั้นสูง เช่น การพิมพ์ชีวภาพแบบแขวนลอยโดยใช้อ่างที่รองรับสารหนืดแบบ กล่าว “สิ่งนี้ช่วยให้การพิมพ์ทางชีวภาพในรูปแบบอิสระอย่างแท้จริงและการผลิตโครงสร้างหมึกชีวภาพนาโนคอมโพสิทที่มีลำดับสูงขึ้น”พวกเขาพบว่าการบ่ม บนน้ำแข็งเป็นเวลา 5 นาที จากนั้นพิมพ์
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
