Biomechanical study of cellulose scaffolds for bone tissue engineering <i>in vivo</i> and <i>in vitro</i>
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Plant-derived cellulose biomaterials have recently been utilized in several tissue engineering applications. These naturally-derived cellulose scaffolds have been shown to be highly biocompatible in vivo , possess structural features of relevance to several tissues, and support mammalian cell invasion and proliferation. Recent work utilizing decellularized apple hypanthium tissue has shown that it possesses a pore size similar to trabecular bone and can successfully host osteogenic differentiation. In the present study, we further examined the potential of apple-derived cellulose scaffolds for bone tissue engineering (BTE) and analyzed their mechanical properties in vitro and in vivo . MC3T3-E1 pre-osteoblasts were seeded in cellulose scaffolds. Following chemically-induced osteogenic differentiation, scaffolds were evaluated for mineralization and for their mechanical properties. Alkaline phosphatase and Alizarin Red staining confirmed the osteogenic potential of the scaffolds. Histological analysis of the constructs revealed cell invasion and mineralization throughout the constructs. Furthermore, scanning electron microscopy demonstrated the presence of mineral aggregates on the scaffolds after culture in differentiation medium, and energy-dispersive spectroscopy confirmed the presence of phosphate and calcium. However, although the Young’s modulus significantly increased after cell differentiation, it remained lower than that of healthy bone tissue. Interestingly, mechanical assessment of acellular scaffolds implanted in rat calvaria defects for 8 weeks revealed that the force required to push out the scaffolds from the surrounding bone was similar to that of native calvarial bone. In addition, cell infiltration and extracellular matrix deposition were visible within the implanted scaffolds. Overall, our results confirm that plant-derived cellulose is a promising candidate for BTE applications. However, the discrepancy in mechanical properties between the mineralized scaffolds and healthy bone tissue may limit their use to low load-bearing applications. Further structural re-engineering and optimization to improve the mechanical properties may be required for load-bearing applications.
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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) | 0,000 | 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 ».