蘭州化学物理研究所が3Dプリントされた物理的に架橋されたハイドロゲル足場を開発

蘭州化学物理研究所が3Dプリントされた物理的に架橋されたハイドロゲル足場を開発
出典:固体潤滑国家重点実験室

ハイドロゲルは水分含有量が高く、物理的・化学的特性に富み、バイオメディカル分野で重要な応用価値を持っています。 3 次元ハイドロゲル スキャフォールドは、制御可能な構造、サイズ、細孔を備えており、細胞の増殖と分化に適した微小環境を提供して、組織の修復と再生を効率的に達成できます。近年、3D 印刷技術 (積層造形とも呼ばれる) は、構造成形における大きな利点により、複雑な 3 次元ハイドロゲル スキャフォールドの構築に大きな可能性を示しています。ただし、現在の光架橋ハイドロゲル印刷システムは、生体適合性と生体活性の点で限界があります。

最近、中国科学院蘭州化学物理研究所の王小龍研究員が率いるチームは、生体適合性人工合成ポリマーと天然活性高分子を使用して物理的に架橋されたハイドロゲルを調製する戦略に基づいて、ポリビニルアルコール(PVA)+κ-カラギーナンの複合ハイドロゲルインクの開発に成功しました。直接インク書き込み印刷技術の助けを借りて、ハイドロゲルチューブ、3次元スキャフォールド、耳などの複雑なハイドロゲル構造の微細印刷の準備が実現しました。凍結融解サイクル後処理技術により、ハイドロゲル構造内に物理的な架橋ネットワークが形成され、高強度で膨潤に強いハイドロゲルが製造されます。さらに重要なのは、ハイドロゲルは純粋に物理的なプロセスで製造され、反応副産物や残留毒性物質がなく、κ-カラギーナンは優れた生物学的活性を有することです。製造された3次元ハイドロゲル足場は、3D細胞培養に直接使用でき、骨組織の再生や皮膚の修復において重要な応用価値を持っています。


図 1 物理的に架橋された高強度ハイドロゲルと生物学的足場の 3D プリント。この方法は、キトサン、ゼラチン、寒天などの他のハイドロゲル システムにも拡張できます。優れた機械的特性、生体適合性、生体活性を備えたハイドロゲルのさらなる研究と、高度な 3D 印刷技術を組み合わせることで、組織工学、薬物放出、骨再生、医療用インプラントにおいて重要な機会がもたらされると期待されています。

上記の研究は、Biomaterials Science (DOI: 10.1039/c9bm00081j) にオンラインで公開されました。この研究は、国家重点研究開発計画(2016YFC1100401)、中国国家自然科学基金(51775538、51828302)、甘粛省重点プロジェクト(18ZD2WA011)、重点研究開発(17YF1FA139)、中国自然科学基金(17JR5RA318)、蘭州イノベーションおよび起業家人材(2016-RC-74)の支援を受けて行われました。

出典:固体潤滑国家重点実験室

生物学、医学

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