A biomimetic engineered bone platform for advanced testing of prosthetic implants
Notice bibliographique
Résumé
Existing methods for testing prosthetic implants suffer from critical limitations, creating an urgent need for new strategies that facilitate research and development of implants with enhanced osseointegration potential. Herein, we describe a novel, biomimetic, human bone platform for advanced testing of implants in vitro, and demonstrate the scientific validity and predictive value of this approach using an assortment of complementary evaluation methods. We anchored titanium (Ti) and stainless steel (SS) implants into biomimetic scaffolds, seeded with human induced mesenchymal stem cells, to recapitulate the osseointegration process in vitro. We show distinct patterns of gene expression, matrix deposition, and mineralization in response to the two materials, with Ti implants ultimately resulting in stronger integration strength, as seen in other preclinical and clinical studies. Interestingly, RNAseq analysis reveals that the TGF-beta and the FGF2 pathways are overexpressed in response to Ti implants, while the Wnt, BMP, and IGF pathways are overexpressed in response to SS implants. High-resolution imaging shows significantly increased tissue mineralization and calcium deposition at the tissue-implant interface in response to Ti implants, contributing to a twofold increase in pullout strength compared to SS implants. Our technology creates unprecedented research opportunities towards the design of implants and biomaterials that can be personalized, and exhibit enhanced osseointegration potential, with reduced need for animal testing.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 | 0,001 | 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 ».