Biofabrication of SDF-1 Functionalized 3D-Printed Cell-Free Scaffolds for Bone Tissue Regeneration

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

• ระดับ A · หลักฐานทางคลินิกค่อนข้างแข็งแรง
• ระดับ B · หลักฐานทางคลินิกที่กำลังเติบโตและมีสัญญาณเชิงบวก
• ระดับ C · งานวิจัยในมนุษย์ระยะต้นที่กำลังสำรวจประโยชน์
• ระดับ D · รากฐานทางวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง
• กำลังศึกษาเพิ่มเติม · หัวข้อใหม่ที่นักวิจัยกำลังสำรวจอย่างต่อเนื่อง

บทคัดย่อ (ต้นฉบับภาษาอังกฤษ)

Large segmental bone defects occurring after trauma, bone tumors, infections or revision surgeries are a challenge for surgeons. The aim of our study was to develop a new biomaterial utilizing simple and cheap 3D-printing techniques. A porous polylactide (PLA) cylinder was printed and functionalized with stromal-derived factor 1 (SDF-1) or bone morphogenetic protein 7 (BMP-7) immobilized in collagen type I. Biomechanical testing proved biomechanical stability and the scaffolds were implanted into a 6 mm critical size defect in rat femur. Bone growth was observed via x-ray and after 8 weeks, bone regeneration was analyzed with µCT and histological staining methods. Development of non-unions was detected in the control group with no implant. Implantation of PLA cylinder alone resulted in a slight but not significant osteoconductive effect, which was more pronounced in the group where the PLA cylinder was loaded with collagen type I. Addition of SDF-1 resulted in an osteoinductive effect, with stronger new bone formation. BMP-7 treatment showed the most distinct effect on bone regeneration. However, histological analyses revealed that newly formed bone in the BMP-7 group displayed a holey structure. Our results confirm the osteoinductive character of this 3D-biofabricated cell-free new biomaterial and raise new options for its application in bone tissue regeneration.

ระดับหลักฐาน

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

ดูงานวิจัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง

กรองห้องสมุดงานวิจัยด้วยชื่อเรื่อง ชื่อผู้เขียน หรือปีที่ตีพิมพ์ของงานวิจัยนี้