Improving PEEK bioactivity for craniofacial reconstruction using a 3D printed scaffold embedded with mesenchymal stem cells
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: Polyetheretherketone (PEEK) is a bioinert thermoplastic that has been investigated for its potential use in craniofacial reconstruction; however, its use in clinical practice is limited by a poor integration with adjacent bone upon implantation. To improve the bone-implant interface, two strategies have been employed: to modify its surface or to impregnate PEEK with bioactive materials. This study attempts to combine and improve upon the two approaches by modifying the internal structure into a trabecular network and to impregnate PEEK with mesenchymal stem cells. Furthermore, we compare the newly designed PEEK scaffolds' interactions with both bone-derived (BMSC) and adipose (ADSC) stem cells. DESIGN: Customized PEEK scaffolds were designed to incorporate a trabecular microstructure using a computer-aided design program and then printed via selective laser sintering (SLS), a 3D-printing process with exceptional accuracy. The scaffold structure was evaluated using microCT. Scanning electron microscopy (SEM) was used to evaluate scaffold morphology with and without mesenchymal stem cells (MSCs). Adipose and bone marrow mesenchymal cells were isolated from rats and cultured on scaffolds. Cell proliferation and differentiation were assessed using alamarBlue and alkaline phosphatase assays, respectively. Cell morphology after one week of co-culturing cells with PEEK scaffolds was evaluated using SEM. RESULTS: SLS 3D printing fabricated scaffolds with a porosity of 36.38% ± 6.66 and density of 1.309 g/cm(2). Cell morphology resembled viable fibroblasts attaching to the surface and micropores of the scaffold. PEEK scaffolds maintained the viability of both ADSCs and BMSCs; however, ADSCs demonstrated higher osteodifferentiation than BMSCs (p < 0.05). CONCLUSIONS: This study demonstrates for the first time that SLS 3D printing can be used to fabricate customized porous PEEK scaffolds that maintain the viability of adipose and bone marrow-derived MSCs and induce the osteodifferentiation of the adipose-derived MSCs. The combination of 3D printed PEEK scaffolds with MSCs could overcome some of the limitations using PEEK biopolymers for load-bearing bone regeneration in craniofacial reconstruction.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».