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Advanced healthcare materials2015Mar11Vol.4issue(4)

バイオミネラルコーティングは、急速プロトタイプポリ(L-乳酸)(PLLA)およびポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)多孔質足場におけるex vivo BMP-7遺伝子治療による骨形成を増加させます。

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
概要
Abstract

ポロウスバイオード分解性ポリマー足場は、骨組織工学に広く利用されていますが、リン酸カルシウムのように骨伝導性ではありません。間接的な固体フリーフォーム製造(SFF)、ex vivo遺伝子治療とバイオミネラルコーティングを組み合わせて、ポリ(L-乳酸)(PLLA)およびポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)のスカフォールドの骨再生に対する生体ニネラルコーティングの効果を比較します。同じ多孔質アーキテクチャで。走査型電子顕微鏡(SEM)およびマイクロコンピューティング断層撮影(μ-CT)は、PLLAとPCLの足場が同じ多孔質アーキテクチャを持ち、完全にコーティングされていることを示しています。すべての足場には、骨の形態形成タンパク質7(BMP-7)または緑色蛍光タンパク質(GFP)(GFP)をコードしたアデノウイルスを形質導入したヒト歯肉線維芽細胞(HGF)を播種し、3週間および10週間皮下にマウスに移植します。BMP-7の形質導入HGFを使用した足場のみが、鉱化組織形成を示します。3週間で、コーティングされたPLLAおよびPCL足場では血管様構造が観察されますが、PLLAまたはPCLのコーティングされた足場と非コーティングされていない足場の間に骨の内部の骨裂に有意な差はありません。ただし、10週間で、コーティングされた足場(PLLAとPCLの両方)は、繊維組織を持つコーティングされていない足場よりも骨の内部が大幅に多くなります。コーティングされたPLLA足場は、骨の増加の増加によるPLLAのない足場と比較して、機械的特性が改善されました。

ポロウスバイオード分解性ポリマー足場は、骨組織工学に広く利用されていますが、リン酸カルシウムのように骨伝導性ではありません。間接的な固体フリーフォーム製造(SFF)、ex vivo遺伝子治療とバイオミネラルコーティングを組み合わせて、ポリ(L-乳酸)(PLLA)およびポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)のスカフォールドの骨再生に対する生体ニネラルコーティングの効果を比較します。同じ多孔質アーキテクチャで。走査型電子顕微鏡(SEM)およびマイクロコンピューティング断層撮影(μ-CT)は、PLLAとPCLの足場が同じ多孔質アーキテクチャを持ち、完全にコーティングされていることを示しています。すべての足場には、骨の形態形成タンパク質7(BMP-7)または緑色蛍光タンパク質(GFP)(GFP)をコードしたアデノウイルスを形質導入したヒト歯肉線維芽細胞(HGF)を播種し、3週間および10週間皮下にマウスに移植します。BMP-7の形質導入HGFを使用した足場のみが、鉱化組織形成を示します。3週間で、コーティングされたPLLAおよびPCL足場では血管様構造が観察されますが、PLLAまたはPCLのコーティングされた足場と非コーティングされていない足場の間に骨の内部の骨裂に有意な差はありません。ただし、10週間で、コーティングされた足場(PLLAとPCLの両方)は、繊維組織を持つコーティングされていない足場よりも骨の内部が大幅に多くなります。コーティングされたPLLA足場は、骨の増加の増加によるPLLAのない足場と比較して、機械的特性が改善されました。

Porousbiodegradable polymer scaffolds are widely utilized for bone tissue engineering, but are not osteoconductive like calcium phosphate scaffolds. We combine indirect solid freeform fabrication (SFF), ex vivo gene therapy, with biomineral coating to compare the effect of biomineral coating on bone regeneration for Poly (L-lactic acid) (PLLA) and Poly (ε-caprolactone) (PCL) scaffolds with the same porous architecture. Scanning electron microscope (SEM) and micro-computed tomography (μ-CT) demonstrate PLLA and PCL scaffolds have the same porous architecture and are completely coated. All scaffolds are seeded with human gingival fibroblasts (HGF) transduced with adenovirus encoded with either bone morphogenetic protein 7 (BMP-7) or green fluorescent protein (GFP), and implanted into mice subcutaneously for 3 and 10 weeks. Only scaffolds with BMP-7 transduced HGFs show mineralized tissue formation. At 3 weeks some blood vessel-like structures are observed in coated PLLA and PCL scaffolds, but there is no significant difference in bone ingrowth between the coated and uncoated scaffolds for either PLLA or PCL. At 10 weeks, however, coated scaffolds (both PLLA and PCL) have significantly more bone ingrowth than uncoated scaffolds, which have more fibrous tissue. Coated PLLA scaffolds have improved mechanical properties compared with uncoated PLLA scaffolds due to increased bone ingrowth.

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