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학술저널
저자정보
Thu-Trang Nguyen (National Taipei University of Technology (Taipei Tech) Taipei Taiwan) Chih-Chien Hu (Bone and Joint Research Center Chang Gung Memorial Hospital Linko Taiwan.) Rajalakshmi Sakthivel (National Taipei University of Technology (Taipei Tech) Taipei Taiwan) Sasza Chyntara Nabilla (University of Oxford Oxford UK.) Yu-Wen Huang (National Taipei University of Technology (Taipei Tech) Taipei Taiwan) Jiashing Yu (National Taiwan University Taipei Taiwan.) Nai-Chen Cheng (National Taiwan University Hospital and College of Medicine Taipei Taiwan.) Yi-Jie Kuo (Wan Fang Hospital Taipei Medical University Taipei Taiwan.) Ren-Jei Chung (National Taipei University of Technology (Taipei Tech) Taipei Taiwan)
저널정보
한국생체재료학회 생체재료학회지 생체재료학회지 제26권 제2호
발행연도
2022.6
수록면
328 - 342 (15page)
DOI
https://doi.org/10.1186/s40824-022-00265-7

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Background: All types of movements involve the role of articular cartilage and bones. The presence of cartilage enables bones to move over one another smoothly. However, repetitive microtrauma and ischemia as well as genetic effects can cause an osteochondral lesion. Numerous treatment methods such as microfracture surgergy, autograft, and allograft, have been used, however, it possesses treatment challenges including prolonged recovery time after surgery and poses a financial burden on patients. Nowadays, various tissue engineering approaches have been devel oped to repair bone and osteochondral defects using biomaterial implants to induce the regeneration of stem cells. Methods: In this study, a collagen (Col)/γ-polyglutamate acid (PGA)/hydroxyapatite (HA) composite scaffold was fabricated using a 3D printing technique. A Col/γ-PGA/HA 2D membrane was also fabricated for comparison. The scaffolds (four layers) were designed with the size of 8 mm in diameter and 1.2 mm in thickness. The first layer was HA/γ-PGA and the second to fourth layers were Col/γ-PGA. In addition, a 2D membrane was constructed from hydroxyapatite/γ-PGA and collagen/γ-PGA with a ratio of 1:3. The biocompatibility property and degradation activity were investigated for both scaffold and membrane samples. Rat bone marrow mesenchymal stem cells (rBMSCs) and human adipose-derived stem cells (hADSCs) were cultured on the samples and were tested in-vitro to evaluate cell attachment, proliferation, and differentiation. In-vivo experiments were performed in the rat and nude mice models. Results: In-vitro and in-vivo results show that the developed scaffold is of well biodegradation and biocompatible properties, and the Col-HA scaffold enhances the mechanical properties for osteochondrogenesis in both in-vitro and animal trials. Conclusions: The composite would be a great biomaterial application for bone and osteochondral regeneration.
#Bone and osteochondral #3D printing #Collagen #Polyglutamate acid #Hydroxyapatite

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