Internationale Zeitschrift für Schwarmintelligenz und Evolutionsberechnung

Abstrakt

Kombination aus PLA-Mikrofasern und PCL-Gelatine-Nanofasern zur Entwicklung von Gerüsten für die Knochengewebetechnik

Naghieh S, Badrossamay M, Foroozmehr E und Kharaziha M

In der Gewebezüchtung werden biologisch abbaubare poröse Gerüste eingesetzt, um beschädigtes Gewebe zu ersetzen. Diese Gerüste werden mit herkömmlichen Techniken wie Faserbindung, Lösungsmittelguss, Partikelauslaugung und fortschrittlichen Techniken wie selektivem Lasersintern, 3-dimensionalem Drucken und Schmelzschichtmodellierung hergestellt. Die Hauptprobleme, die herkömmliche Techniken einschränken, sind die Unfähigkeit, Gerüste mit einer stark vernetzten porösen Struktur und einer vorteilhaft regelmäßigen Konstruktion mit reproduzierbarer Morphologie herzustellen. Daher wenden sich Forscher fortschrittlichen Techniken mit mehr Flexibilität zu. In dieser Studie wurden FDM- und Elektrospinntechniken (ES) angewendet, um mehrschichtige Gerüste aus Mikro- und Nanofasern für Anwendungen in der Knochengewebezüchtung zu entwickeln. Während Mikrofaserschichten im FDM-Verfahren hergestellt wurden, wurden Nanofaserschichten mithilfe der ES-Technik entwickelt. Obwohl die FDM-Technik einzigartige Merkmale aufweist, ist ihre Fasergröße auf Mikrogrößen beschränkt. Einer der Trends, die zur Beseitigung dieses Problems nützlich sind, besteht darin, den Vorteil der Hinzufügung von Nanofasern zur Gerüstkonstruktion zu nutzen. Diese Nanofasern verringern nicht nur die Gesamtporengröße des Gerüsts, sondern können auch die Zellfunktionen verbessern. Während für das FDM-Verfahren Polymilchsäure (PLA) verwendet wurde, wurde für das Elektrospinnverfahren eine Mischung aus Polycaprolacton (PCL) und Gelatine (PCL-Gelatine) eingesetzt, um miteinander verbundene Poren mit geeigneten mechanischen Eigenschaften und Abbauraten zu entwickeln. Die mehrschichtigen Gerüste wurden mittels Elektronenmikroskopie (SEM) untersucht und ihre mechanischen Eigenschaften bewertet. Die Porosität der Gerüste betrug etwa 40 % und die Ergebnisse zeigten auch, dass Nanofasern mit einem Durchmesser von 200 nm gut an Mikrofasern hafteten und für eine bessere Zellhaftung und -vermehrung sorgen könnten.