Metal Organic Framework-Incorporated Three-Dimensional (3D) Bio-Printable Hydrogels to Facilitate Bone Repair: Preparation and In Vitro Bioactivity Analysis
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Hydrogels are three-dimensional (3D) water-swellable polymeric matrices that are used extensively in tissue engineering and drug delivery. Hydrogels can be conformed into any desirable shape using 3D bio-printing, making them suitable for personalized treatment. Among the different 3D bio-printing techniques, digital light processing (DLP)-based printing offers the advantage of quickly fabricating high resolution structures, reducing the chances of cell damage during the printing process. Here, we have used DLP to 3D bio-print biocompatible gelatin methacrylate (GelMA) scaffolds intended for bone repair. GelMA is biocompatible, biodegradable, has integrin binding motifs that promote cell adhesion, and can be crosslinked easily to form hydrogels. However, GelMA on its own is incapable of promoting bone repair and must be supplemented with pharmaceutical molecules or growth factors, which can be toxic or expensive. To overcome this limitation, we introduced zinc-based metal-organic framework (MOF) nanoparticles into GelMA that can promote osteogenic differentiation, providing safer and more affordable alternatives to traditional methods. Incorporation of this nanoparticle into GelMA hydrogel has demonstrated significant improvement across multiple aspects, including bio-printability, and favorable mechanical properties (showing a significant increase in the compressive modulus from 52.14 ± 19.42 kPa to 128.13 ± 19.46 kPa with the addition of ZIF-8 nanoparticles). The designed nanocomposite hydrogels can also sustain drug (vancomycin) release (maximum 87.52 ± 1.6% cumulative amount) and exhibit a remarkable ability to differentiate human adipose-derived mesenchymal stem cells toward the osteogenic lineage. Furthermore, the formulated MOF-integrated nanocomposite hydrogel offers the unique capability to coat metallic implants intended for bone healing. Overall, the remarkable printability and coating ability displayed by the nanocomposite hydrogel presents itself as a promising candidate for drug delivery, cell delivery and bone tissue engineering applications.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 | 0,002 |
| 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) | 0,000 | 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 découle