مجله مهندسی مکانیک

مجله مهندسی مکانیک

بررسی خواص مکانیکی و زیستی داربست‌ های زیستی استوانه ای ساخته‌ شده با چاپ گر سه بعدی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد
2 استاد‌یار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد
چکیده
امروزه، استفاده از داربست ‌های زیستی در مهندسی بافت به منظور ترمیم بافت ‌های آسیب دیده با ایجاد یک بستر مناسب برای رشد سلول ‌ها در بدن موجودات زنده مورد توجه قرار گرفته است. این داربست ‌ها باید بتوانند اکسیژن و مواد مغزی را به راحتی به سلول ‌ها برسانند و همچنین، خواص مکانیکی متناسب با بافت هدف را داشته باشند. جنس داربست به همراه شکل و اندازه  تخلخل آن از جمله عوامل تاثیرگذار بر این ویژگی ‌ها هستند. از آنجا که داربست‌ های مربعی و مستطیلی برای آسیب ‌های دایره ای شکل مناسب نیستند لازم است داربست هایی استوانه ای ‌شکل با استحکام و تخلخل مناسب برای این کاربردها ساخته شوند. در این مطالعه، تاثیر جنس و شکل تخلخل بر خواص مکانیکی و زیستی داربست ‌های استوانه ای بررسی شده است. طبق نتایج ارائه ‌شده در پژوهش ‌های پیشین، داربست‌ های دارای شکل ‌های تخلخل سینوسی و دایره ای هم مرکز و کاگوم خواص مکانیکی و زیستی بهتری نسبت متعامد دارند. با افزایش درصد ماده اسید آلژنیک و اکسید گرافن به داربست تری کلسیم فسفات، تخلخل و چسبندگی سلول‌ ها افزایش می ‌یابد. با افزودن هیدروکسی آپاتیت به داربست PCL، مدول و استخوان سازی نسبت به PCL خالص بهبود می‌ یابد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • Li, M. Chen, X. Wei, Y. Hao, and J. Wang, "Evaluation of 3D-Printed Polycaprolactone Scaffolds Coated with Freeze-Dried Platelet-Rich Plasma for Bone Regeneration," Materials, vol. 10, no. 7, p. 831, 2017, doi: https://doi.org/10.3390/ma10070831.

 

  • P. Vacanti and R. Langer, "Tissue engineering: the design and fabrication of living replacement devices for surgical reconstruction and transplantation," (in eng), Lancet, vol. 354 Suppl 1, pp. Si32-4, Jul 1999, doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(99)90247-7.

 

  • Atala, F. K. Kasper, and A. G. Mikos, "Engineering complex tissues," (in eng), Sci Transl Med, vol. 4, no. 160, p. 160rv12, Nov 14 2012, doi: https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3004890.

 

  • F. Williams, "To engineer is to create: the link between engineering and regeneration," (in eng), Trends Biotechnol, vol. 24, no. 1, pp. 4-8, Jan 2006, doi: https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2005.10.006.

 

  • Sachlos and J. T. Czernuszka, "Making tissue engineering scaffolds work. Review: the application of solid freeform fabrication technology to the production of tissue engineering scaffolds," (in eng), Eur Cell Mater, vol. 5, pp. 29-39; discussion 39-40, Jun 30 2003, doi: https://doi.org/10.22203/ecm.v005a03.

 

  • G. Jeong and S. J. Hollister, "A comparison of the influence of material on in vitro cartilage tissue engineering with PCL, PGS, and POC 3D scaffold architecture seeded with chondrocytes," Biomaterials, vol. 31, no. 15, pp. 4304-4312, 2010/05/01/ 2010, doi: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2010.01.145.

 

  • M. Kemppainen and S. J. Hollister, "Differential effects of designed scaffold permeability on chondrogenesis by chondrocytes and bone marrow stromal cells," (in eng), Biomaterials, vol. 31, no. 2, pp. 279-87, Jan 2010, doi: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.09.041.

 

  • W. Hutmacher, "Scaffolds in tissue engineering bone and cartilage," (in eng), Biomaterials, vol. 21, no. 24, pp. 2529-43, Dec 2000, doi: https://doi.org/10.1016/S0142-9612(00)00121-6.

 

  • F. Williams, "The biomaterials conundrum in tissue engineering," (in eng), Tissue Eng Part A, vol. 20, no. 7-8, pp. 1129-31, Apr 2014, doi: https://doi.org/10.1089/ten.tea.2013.0769.

 

  • J. Hollister, "Porous scaffold design for tissue engineering," (in eng), Nat Mater, vol. 4, no. 7, pp. 518-24, Jul 2005, doi: https://doi.org/10.1038/nmat142110.

 

  • C. Dutta and A. K. Dutta, "Cell-interactive 3D-scaffold; advances and applications," (in eng), Biotechnol Adv, vol. 27, no. 4, pp. 334-9, Jul-Aug 2009, doi: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2009.02.00210.

 

  • R. Fonseca, R. Sobreiro-Almeida, P. C. Sol, and N. M. Neves, "Development of non-orthogonal 3D-printed scaffolds to enhance their osteogenic performance," Biomaterials

 

  • Science, 1039/C8BM00073E vol. 6, no. 6, pp. 1569-1579, 2018, doi: https://doi.org/10.1039/C8BM00073E.

 

  • C. Boga, S. P. Miguel, D. de Melo-Diogo, A. G. Mendonça, R. O. Louro, and I. J. Correia, "In vitro characterization of 3D printed scaffolds aimed at bone tissue regeneration," Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, vol. 165, pp. 207-218, 2018/05/01/ 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2018.02.038.

 

  • Y. Kwon et al., "Bone regeneration by means of a three-dimensional printed scaffold in a rat cranial defect," (in eng), J Tissue Eng Regen Med, vol. 12, no. 2, pp. 516-528, Feb 2018, doi: https://doi.org/10.1002/term.2532.

 

  • Li, M. Chen, X. Wei, Y. Hao, and J. Wang, "Evaluation of 3D-Printed Polycaprolactone Scaffolds Coated with Freeze-Dried Platelet-Rich Plasma for Bone Regeneration," (in eng), Materials (Basel), vol. 10, no. 7, Jul 19 2017, doi: https://doi.org/10.3390/ma10070831.

 

  • -H. Lee et al., "Evaluation of mechanical strength and bone regeneration ability of 3D printed kagome-structure scaffold using rabbit calvarial defect model," (in eng), Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, vol. 98, pp. 949-959, 2019/05// 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.01.050.
  • Ma et al., "Modification of 3D printed PCL scaffolds by PVAc and HA to enhance cytocompatibility and osteogenesis," RSC Advances, 10.1039/C8RA06652C vol. 9, no. 10, pp. 5338-5346, 2019, doi: https://doi.org/10.1039/C8RA06652C.

 

  • Feng, J. Jia, S. Peng, W. Yang, S. Bin, and C. Shuai, "Graphene oxide-driven interfacial coupling in laser 3D printed PEEK/PVA scaffolds for bone regeneration," Virtual and Physical Prototyping, vol. 15, pp. 1-16, 02/12 2020, doi: https://doi.org/10.1080/17452759.2020.1719457.
دوره 33، شماره 3 - شماره پیاپی 156
مرداد و شهریور 1403
صفحه 38-49

  • تاریخ دریافت 11 بهمن 1402
  • تاریخ بازنگری 20 فروردین 1403
  • تاریخ پذیرش 01 خرداد 1403