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J-GLOBAL ID：202202264099433733   整理番号：22A0188107

骨修復のためのMgベースナノ複合材料と細胞含有バイオインクから成る3D骨伝導性構築物のハイブリッドバイオファブリケーション【JST・京大機械翻訳】

Hybrid biofabrication of 3D osteoconductive constructs comprising Mg-based nanocomposites and cell-laden bioinks for bone repair

著者 (11件)： Alcala-Orozco Cesar R. (Christchurch Regenerative Medicine and Tissue Engineering (CReaTE) Group, Department of Orthopaedic Surgery and Musculoskeletal Medicine, University of Otago Christchurch, Christchurch, New Zealand) ,  Alcala-Orozco Cesar R. (Light-Activated Biomaterials (LAB) Group, Department of Orthopaedic Surgery and Musculoskeletal Medicine, University of Otago Christchurch, Christchurch, New Zealand) ,  Mutreja Isha (Christchurch Regenerative Medicine and Tissue Engineering (CReaTE) Group, Department of Orthopaedic Surgery and Musculoskeletal Medicine, University of Otago Christchurch, Christchurch, New Zealand) ,  Cui Xiaolin (Christchurch Regenerative Medicine and Tissue Engineering (CReaTE) Group, Department of Orthopaedic Surgery and Musculoskeletal Medicine, University of Otago Christchurch, Christchurch, New Zealand) ,  Hooper Gary J. (Christchurch Regenerative Medicine and Tissue Engineering (CReaTE) Group, Department of Orthopaedic Surgery and Musculoskeletal Medicine, University of Otago Christchurch, Christchurch, New Zealand) ,  Hooper Gary J. (Centre of Research Excellence in Medical Technologies (MedTech CoRE), Auckland, New Zealand) ,  Lim Khoon S. (Christchurch Regenerative Medicine and Tissue Engineering (CReaTE) Group, Department of Orthopaedic Surgery and Musculoskeletal Medicine, University of Otago Christchurch, Christchurch, New Zealand) ,  Lim Khoon S. (Light-Activated Biomaterials (LAB) Group, Department of Orthopaedic Surgery and Musculoskeletal Medicine, University of Otago Christchurch, Christchurch, New Zealand) ,  Lim Khoon S. (Centre of Research Excellence in Medical Technologies (MedTech CoRE), Auckland, New Zealand) ,  Woodfield Tim B.F. (Christchurch Regenerative Medicine and Tissue Engineering (CReaTE) Group, Department of Orthopaedic Surgery and Musculoskeletal Medicine, University of Otago Christchurch, Christchurch, New Zealand) ,  Woodfield Tim B.F. (Centre of Research Excellence in Medical Technologies (MedTech CoRE), Auckland, New Zealand)
資料名： Bone (New York)  (Bone (New York))
巻： 154  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： E0177D  ISSN： 8756-3282  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 骨修復のための組織工学アプローチは,新しいバイオファブリケーション技術の開発により急速に進化し,特定の細胞型の正確な配置で解剖学的に正確な生体インプラントを作製する機会を提供する。しかし,高い構造支持と骨形成表現型に向けての細胞分化と成熟を指示する可能性を提供する一方で,高分解能で3D印刷できる生体材料インクの限られた利用性は,進行中の挑戦のままである。高物理的安定性および生体機能性を有する多機能生体材料インクに向けて,本研究では,強および生物活性骨再生足場の3D印刷のための水酸化マグネシウムナノ粒子(Mg)およびポリカプロラクトン(PCL)熱可塑性プラスチックから成るナノ複合材料生体材料インク(Mg-PCL)の開発について述べた。Mgナノ粒子系を特性化し,ヒト間葉間質細胞(hMSC)2D培養に対するMg補給の細胞毒性と骨形成効果を系統的に調べた。次に,溶媒キャスト法を用いてMg-PCL生体材料インクを調製し,機械的性質,印刷性及び足場分解に及ぼすMgの影響を調べた。さらに,ゼラチン-メタクリロイル(GelMA)マトリックスを用いてMg-PCL足場内にMSCを送達し,細胞生存率および骨形成分化に対するMgの影響を評価した。ナノ複合材料Mg-PCLは20wt%のMg含有量で高忠実度で印刷でき,構造内部形状に依存して30%-400%の間の機械的強化を生じた。Mg-PCLは,in vivoインプラント分解と骨再生に対して正の意味を持つ,加速分解アッセイで標準PCLより速く分解することを示す。Mg-PCLは,より高いALP/DNAレベルおよびアリザリンレッドカルシウム染色により示されるように,MSC生存率に影響しなかったが,骨形成分化および骨特異的マトリックス沈着を増強した。最後に,高い安定性と相乗的生物学的機能性を有するハイブリッド構築物の作製のための協調押出バイオプリント戦略における骨特異的バイオインキ(Sr-GelMA)と組み合わせたMg-PCLの概念の証明を提示した。Mg-PCLは,カプセル化したMSCの骨形成分化を更に増強し,ハイブリッド構築物のバイオインク成分内の骨ECM沈着を支持し,バイオインキフィラメント内の石灰化結節形成,オステオカルシン(OCN)およびコラーゲンI型(Col I)発現により証明された。本研究は,骨再生足場の押出ベース3D印刷用に最適化されたマグネシウムベースナノ複合材料バイオインキ材料が,骨格組織再生の有望な可能性を有する機械的安定性と骨関連生物活性を増強することを示した。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 最適化 ,  印刷 ,  *マグネシウム ,  ゼラチン ,  骨形成 ,  ヒト ,  *インク ,  *三次元 ,  沈着 ,  ヒドロゲル ,  細胞分化 ,  生体組織工学 ,  ナノ粒子
準シソーラス用語： *骨再生 ,  生体材料 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (8件)： バイオファブリケーション ,  生体材料インク ,  ナノ複合材料 ,  マグネシウム ,  ヒドロゲル ,  バイオインキ ,  再生医療 ,  骨組織工学

分類 (1件)： 医用素材  (GA05040H)

タイトルに関連する用語 (9件)： 骨修復 ,  Mg ,  ナノ複合材料 ,  細胞 ,  バイオインク ,  3D ,  骨伝導性 ,  構築物 ,  バイオファブリケーション