歯周再生のための調整可能な三層-3D足場を使用した方向指向繊維ガイド

機械的および生物学的宿主組織アーキテクチャを模倣する多層足場は、組織の再生を成功させるための現在の前提条件です。潜在的な再生用途のためにネイティブの歯周剤を表すように設計された調整可能な三層足場を提案します。融合堆積モデリングプラットフォームは、in vivo cementum、歯周靭帯、および肺胞骨層で模倣する新規可動性の3層ポリラトン酸足場を製造するために使用されます。足場には、複数の角度のある繊維がさらに提供され、方向性のガイダンスを提供し、細胞の接着に対する固定依存を促進します。さらに、足場の表面修飾は、コラーゲンや異なる濃度のゼラチンメタクリロイルなどのコーティングを組み込み、細胞の接着と増殖を豊かにすることによって行われました。設計された足場の表面特性評価は、トライボロジー研究、原子力顕微鏡、接触角測定、走査型電子顕微鏡、およびマイクロコンピューティング断層撮影を使用して実行されました。さらに、この足場の材料の特性評価は、減衰した総反射率障害形質転換赤外分光法によって調査されました。強度や圧縮弾性率などの足場の機械的特性評価は、圧縮試験によって実証されました。L929マウス線維芽細胞細胞とMg63ヒト骨肉腫細胞は、足場で培養されています。足場の優れた生体適合性は、蛍光顕微鏡を伴う蛍光色素、走査型電子顕微鏡、in vitro創傷治癒アッセイ、MTTアッセイ、フローサイトメトリーを使用して評価されました。足場の鉱化能力も研究されました。結論として、我々の研究では、多層移動可能な足場の構築を実証しました。これは非常に生体適合性があり、歯周剤や複雑な多層組織のin situ組織再生などのさまざまな下流の用途に最適です。

Multilayered scaffolds mimicking mechanical and biological host tissue architectures are the current prerequisites for successful tissue regeneration. We propose our tunable tri-layered scaffold, designed to represent the native periodontium for potential regenerative applications. The fused deposition modeling platform is used to fabricate the novel movable three-layered polylactic acid scaffold mimicking in vivo cementum, periodontal ligament, and alveolar bone layers. The scaffold is further provided with multiple angulated fibers, offering directional guidance and facilitating the anchorage dependence on cell adhesion. Additionally, surface modifications of the scaffold were made by incorporating coatings like collagen and different concentrations of gelatin methacryloyl to enrich the cell adhesion and proliferation. The surface characterization of our designed scaffolds was performed using tribological studies, atomic force microscopy, contact angle measurement, scanning electron microscopy, and micro-computed tomography. Furthermore, the material characterization of this scaffold was investigated by attenuated total reflectance-Fourier transformed infrared spectroscopy. The scaffold's mechanical characterization, such as strength and compression modulus, was demonstrated by compression testing. The L929 mouse fibroblast cells and MG63 human osteosarcoma cells have been cultured on the scaffold. The scaffold's superior biocompatibility was evaluated using fluorescence dye with fluorescence microscopy, scanning electron microscopy, in vitro wound healing assay, MTT assay, and flow cytometry. The mineralization capability of the scaffolds was also studied. In conclusion, our study demonstrated the construction of a multilayered movable scaffold, which is highly biocompatible and most suitable for various downstream applications such as periodontium and in situ tissue regeneration of complex, multilayered tissues.