Bioprinting of alginate-carboxymethyl chitosan scaffolds for enamel tissue engineering in vitro
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Tissue engineering offers a great potential in regenerative dentistry and to this end, three dimensional (3D) bioprinting has been emerging nowadays to enable the incorporation of living cells into the biomaterials (such a mixture is referred as a bioink in the literature) to create scaffolds. However, the bioinks available for scaffold bioprinting are limited, particularly for dental tissue engineering, due to the complicated, yet compromised, printability, mechanical and biological properties simultaneously imposed on the bioinks. This paper presents our study on the development of a novel bioink from carboxymethyl chitosan (CMC) and alginate (Alg) for bioprinting scaffolds for enamel tissue regeneration. CMC was used due to its antibacterial ability and superior cell interaction properties, while Alg was added to enhance the printability and mechanical properties as well as to regulate the degradation rate. The bioinks with three mixture ratios of Alg and CMC (2–4, 3–3 and 4–2) were prepared, and then printed into the calcium chloride crosslinker solution (100 mM) to form a 3D structure of scaffolds. The printed scaffolds were characterized in terms of structural, swelling, degradation, and mechanical properties, followed by their in vitro characterization for enamel tissue regeneration. The results showed that the bioinks with higher concentrations of Alg were more viscous and needed higher pressure for printing; while the printed scaffolds were highly porous and showed a high degree of printability and structural integrity. The hydrogels with higher CMC ratios had higher swelling ratios, faster degradation rates, and lower compressive modulus. Dental epithelial cell line, HAT-7, could maintain high viability in the printed constructs after 1, 7 and 14 d of culture. HAT-7 cells were also able to maintain their morphology and secrete alkaline phosphatase after 14 d of culture in the 3D printed scaffolds, suggesting the capacity of these cells for mineral deposition and enamel-like tissue formation. Among all combinations Alg4%–CMC2% and in a less degree 2%Alg–4%CMC showed the higher potential to promote ameloblast differentiation, Ca and P deposition and matrix mineralization in vitro. Taken together, Alg-CMC has been illustrated to be suitable to print scaffolds with dental epithelial cells for enamel tissue regeneration.
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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) | 0,001 | 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 | 0,000 | 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 ».