Page 134 - Development of Functional Scaffolds for Bone Tissue Engineering Using 3D-Bioprinting of Cells and Biomaterials - Yasaman Zamani

ALGEMENE SAMENVATTING
Grote botdefecten treden op als gevolg van traumatisch letsel en pathologische aandoeningen, en de reconstructie ervan blijft een uitdaging. Autografts worden beschouwd als de standaardprocedure voor de behandeling van grote botdefecten; het gebruik ervan wordt echter beperkt door de beschikbaarheid van donoren, de morbiditeit van de donorplaats, en de noodzaak van meerdere operaties. Bot tissue engineering ontwikkelt zich snel als alternatief voor het gebruik van autografts bij de behandeling van grote botdefecten. Scaffolds spelen een cruciale rol bij de vorming van nieuw bot op de plaats van het defect. Conventionele methoden voor de fabricage van tissue engineering scaffolds zoals vriesdrogen en oplosmiddelgieten-porogene uitloging, hebben beperkingen zoals residuen van giftige oplosmiddelen, onnauwkeurige contrôle van de interne structuur, en slecht vermogen om aan te passen aan specifieke defectlocaties. 3D-printen is een relatief nieuwe technologie die wordt gebruikt voor de fabricage van verschillende tissue engineering-scaffolds met gecontroleerde vorm en interne structuur. Polycaprolacton (PCL) is het meest gebruikte polymeer voor 3D-printen van bot scaffolds, omdat het lage smelt- en glasovergangstemperaturen heeft, waardoor het gemakkelijk te verwerken is. Vanwege de intrinsieke hydrofobiciteit en gladheid van het oppervlak hebben 3D-geprinte PCL- scaffolds oppervlaktemodificatie nodig voor verbeterde celhechting, proliferatie en differentiatie. Chemische modificatie van het oppervlak door natriumhydroxide (NaOH) en immobilisatie van RGD op het oppervlak van PCL-scaffolds behoren tot de meest gebruikelijke benaderingen die worden gebruikt voor de verbetering van PCL-oppervlakte-eigenschappen. In Hoofdstuk 2 werd de osteogene activiteit van MC3T3-E1 pre-osteoblasten op chemisch aan het oppervlak gemodificeerde of RGD geïmmobiliseerde 3D-geprinte PCL-scaffolds bestudeerd. We toonden aan dat RGD-immobilisatie (0,011 μg/mg scaffold) op het oppervlak en 24 uur NaOH-behandeling van het oppervlak van 3D-geprinte PCL-scaffolds zowel pre-osteoblast-proliferatie en matrixafzetting verbeteren, terwijl slechts 24 uur NaOH-behandeling resulteert in verhoogde osteogene activiteit, waardoor het de voorkeursbehandeling is om botvorming door osteogene cellen te bevorderen.
Mechanische eigenschappen van bot tissue engineering scaffolds spelen een belangrijke rol bij hun in vivo prestaties. Natuurlijke botten worden tijdens normale functies niet blootgesteld aan homogene spanningen en daarom is het voorspellen van krachten die tijdens normaal functioneren op het oorspronkelijke bot worden opgewekt belangrijk bij het ontwerpen, fabriceren en integreren van scaffolds met de gastheer. In Hoofdstuk 3 voorspelden we de krachten en draaimomenten die werden veroorzaakt op de mandibulaire symfyse tijdens het openen en sluiten
132