An optimized 3D-printed perfusion bioreactor for homogeneous cell seeding in bone substitute scaffolds for future chairside applications

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

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

บทคัดย่อ (ต้นฉบับภาษาอังกฤษ)

A clinical implementation of cell-based bone regeneration in combination with scaffold materials requires the development of efficient, controlled and reproducible seeding procedures and a tailor-made bioreactor design. A perfusion system for efficient, homogeneous, and rapid seeding with human adipogenic stem cells in bone substitute scaffolds was designed. Variants concerning medium inlet and outlet port geometry, i.e. cylindrical or conical diffuser, cell concentration, perfusion mode and perfusion rates were simulated in silico. Cell distribution during perfusion was monitored by dynamic [ 18 F]FDG micro-PET/CT and validated by laser scanning microscopy with three-dimensional image reconstruction. By iterative feedback of the in silico and in vitro experiments, the homogeneity of cell distribution throughout the scaffold was optimized with adjustment of flow rates, cell density and perfusion properties. Finally, a bioreactor with a conical diffusor geometry was developed, that allows a homogeneous cell seeding (hoover coefficient: 0.24) in less than 60 min with an oscillating perfusion mode. During this short period of time, the cells initially adhere within the entire scaffold and stay viable. After two weeks, the formation of several cell layers was observed, which was associated with an osteogenic differentiation process. This newly designed bioreactor may be considered

ระดับหลักฐาน

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

ดูงานวิจัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง

กรองห้องสมุดงานวิจัยด้วยชื่อเรื่อง ชื่อผู้เขียน หรือปีที่ตีพิมพ์ของงานวิจัยนี้