Fabbricazione e caratterizzazione dello scaffold poroso di polycaprolactone tramite stampa 3D criogenica basata sull’estrusione per l’ingegneria dei tessuti

Ricercatori cinesi studiano i vantaggi dell’uso di polimeri biodegradabili per scaffold, delineati in ” Fabbricazione e caratterizzazione dello scaffold poroso di polycaprolactone tramite stampa 3D criogenica basata sull’estrusione per l’ingegneria dei tessuti”. Spiegando che ci sono storicamente limitazioni a causa di problemi come accessibilità, mancanza di efficienza nella fabbricazione e controllo di processo inferiore, gli autori dello studio si sforzano di migliorare i precedenti tentativi di utilizzare scaffold PCL porosi 3D combinando la stampa 3D criogenica basata sull’estrusione con approcci liofilizzanti.

L’ingegneria tissutale (TE) è oggi un campo ampio, espansivo di ricerche e molti obiettivi diversi, la maggior parte dei quali si conclude con la scoperta di un modo per creare organi bioprintesi sostenibili per il trapianto. Nel creare o rigenerare il tessuto, gli scienziati di solito lavorano con scaffold, cellule viventi e altri “fattori bioattivi”. Strutture come scaffold devono essere biocompatibili e ovviamente non tossiche anche se vengono impiantate in un paziente umano. Polycaprolactone (PCL) è un polimero comunemente usato nella creazione di scaffold, adatto per caratteristiche come:

biodegradabilità
biocompatibilità
Basso punto di fusione
Buona resistenza
Buona solubilità

I ricercatori spiegano che la stampa 3D criogenica basata sull’estrusione (ECP) sta guadagnando più popolarità come scelta per il bioprinting perché consente una maggiore resistenza negli scaffold, sia che siano fatti di collagene, chitosano, PLGA o altri materiali. In questo studio, gli autori hanno utilizzato ECP per fabbricare scaffold PCL e quindi studiare i risultati.

(a) Illustrazione schematica di una piattaforma di stampa 3D criogenica. (b) Rappresentazione pittorica della stampa 3D criogenica basata sull’estrusione e sulla liofilizzazione dello scaffold PCL.

Per garantire il successo nella stampa, i ricercatori hanno fatto affidamento su diversi trattamenti, includendo l’uso di un vetrino con superficie ruvida come collettore, aggiungendo un percorso di transizione agli angoli dell’area adesiva e facendo scivolare i vetrini con etanolo, tanto per cominciare. È stata misurata la porosità, con risultati che mostrano un aumento dovuto all ‘”allargamento dello scostamento del filamento”.

Analisi della porosità di scaffold stampati. (# indica i gruppi che confrontano con CP600 a P <0,005; & indica un confronto tra CP800 e CP1000 a P <0,05).

In termini di misurazione della biocompatibilità, i ricercatori hanno scoperto che, mentre l’attaccamento cellulare era “non ben promosso” in un primo momento, la proliferazione cellulare era “efficacemente facilitata” a causa della superficie ruvida e della porosità degli scaffold.

“Anche se sulla superficie del gruppo EMP sono state trovate più cellule distese dopo 7 giorni, il numero di cellule su scaffold ECP era molto più alto e le loro morfologie si allungavano rispetto a quelle del terzo giorno”, hanno concluso i ricercatori. “Pertanto, si può concludere che gli scaffold PCL fabbricati tramite ECP sono altamente biocompatibili e supportano meglio l’adesione e la proliferazione cellulare rispetto agli scaffold EMP.

“Nel complesso, lo scaffold PCL fabbricato, con caratteristiche strutturali, fisico-chimiche e biologiche così migliorate, può essere un candidato promettente per le applicazioni di ingegneria dei tessuti”.

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