レゴにヒントを得た3Dプリント構造がhMSCのin vitro骨形成を促進し、下顎骨の修復を助ける

レゴにヒントを得た3Dプリント構造がhMSCのin vitro骨形成を促進し、下顎骨の修復を助ける
出典: EFL Bio3Dプリンティングとバイオ製造

外傷、腫瘍切除、先天奇形、放射線骨壊死、または感染症によって引き起こされる大きな下顎欠損の治療には、自家骨移植を含む複雑な手術が必要です。骨組織工学の分野では、大きな下顎骨欠損を修復できる、効果的で審美的な骨移植代替物の開発を目指しています。しかし、壊死による移植片の失敗や、酸素と栄養素の輸送不足による天然組織との不十分な統合が依然として問題となっています。


これらの欠点を克服するために、スイスのダボスにある AO Research の Martin J Stoddart 氏と彼のチームは、埋め込み層内のコラーゲン (Col) 膜に播種されたポリカプロラクトン (PCL) とヒト間葉系幹細胞 (hMSC) で構成される、患者固有の 3D プリントされた LEGO® にヒントを得た層状構造を確立することに成功しました。


要点:
(1)鎖状Col膜(CLIP-Col)システムの骨形成能を実証するために、ヒトMSCをLEGO®に着想を得たCol膜上に播種し、in vitroで骨形成分化を誘導した。

(2)骨形成反応は、増殖、アルカリホスファターゼ(ALP)活性を含む骨形成関連マーカー、転写遺伝子(SP7、RUNX2/SOX9)およびマトリックス関連遺伝子(COL1A1、ALPL IBSP、SPP1)の発現、およびオステオプロテゲリン分泌を測定することによって評価した。結果は、骨形成マーカーレベルの上昇を示し、階層構造が骨形成をサポートする可能性があることを示した。

(3)このシステムの適応性により、カスタマイズ可能な多機能構造の生成が可能となり、構造内の生物学的要素の分布が容易になる。

したがって、本研究の階層構造は、特に下顎の大きな欠損の修復の分野において、効果的な骨組織工学戦略である。

出典: https://doi.org/10.1088/1758-5090/ad6931

生物学的、ハイドロゲル

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