Forskere udvikler maleinsyrebehandlet bakteriel cellulosegel til at forbedre knoglereparation

Feltet for knoglevævsteknik (BTE) er en lovende vej til at håndtere knogleskader og defekter ved at konstruere kunstige stilladser med bioniske funktionaliteter. På grund af dets unikke 3D-netværksstruktur, imponerende mekaniske egenskaber og fremragende biokompatibilitet er bakteriel cellulose (BC) dukket op som et fængslende forskningsområde inden for stilladsfremstilling.

Tredimensionel (3D) udskrivning er en præcis teknik til at konstruere indviklede strukturer i beskadigede væv eller organer, som er blevet bredt anvendt inden for knoglevævsteknik. Anvendelsen af ​​BC til 3D-print står imidlertid over for visse begrænsninger, som kræver opmærksomhed, såsom dens tætte 3D-netværksstruktur, som hæmmer cellulær penetration og svækker celletilknytning.

Derudover kan de tæt sammenfiltrede fibre i BC udgøre udfordringer for dets ekstrudering som bio-blæk under printprocessen, hvilket også begrænser den forskning, der er blevet udført om anvendelsen af ​​BC i 3D-print.

Maleinsyre (MA) har vist sig som en lovende kandidat til syrebehandling af cellulose, primært på grund af dens miljøvenlige natur og milde reaktionsforhold. Tidligere arbejde har bevist, at MA-opløsning med forskellige koncentrationer viste forskellige effekter på BC fysisk-kemiske egenskaber og osteogenese.

I mellemtiden giver MA-medieret modifikation for BC reversible reaktioner, herunder esterreaktion (fremadgående reaktion) og esterhydrolysereaktion (tilbagegående reaktion). Derfor er det nødvendigt at afbalancere volumen af ​​tilsat MA-opløsning for at sikre den fremadrettede reaktion for BC-modifikation, hvilket vil give dybere indsigt i den MA-medierede modifikationsproces og frigøre det fulde potentiale af modificeret BC inden for knoglevævsingeniørområdet .

Ifølge Xucai Wang, efterforskeren, der ledede en nylig undersøgelse offentliggjort i Journal of Bioresources and Bioproducts , giver dette en ny idé til forskning i bakteriel cellulose i knoglevævsteknik. Wang forklarede:"Esterificeringsprocessen introducerede carboxylgrupper og hydrofobe egenskaber til BC og forbedrede derved dets egnethed som bio-blæk til vævsteknologiske stilladser. Derudover udviste 1꞉30 MA-BC dispersionen fremragende biokompatibilitet, øget osteogen genekspression og øget dannelse af mineraliserede knuder in vitro sammenlignet med den pæne BC-dispersion."

Forfatterne forventer også, at dette arbejde giver værdifuld indsigt i den potentielle anvendelse af MA-BC-dispersioner i knoglevævsteknologi, især til at lette proliferation og differentiering af osteocytter.

Flere oplysninger: Xucai Wang et al., Konstruktion af osteo-induktiv bio-blæk til 3D-print gennem hybridisering af gelatine med maleinsyremodificeret bakteriel cellulose ved regulering af tilsætningsmængder af maleinsyreopløsning, Journal of Bioresources and Bioproducts (2024). DOI:10.1016/j.jobab.2024.04.001

Leveret af Journal of Bioresources and Bioproducts