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저자정보
아미타바 바타차리아 (서울과학기술대학교 의료전자연구소) V. N. Karthikai Priya (Functional Innovative and Smart Textiles PSG Institute of Advanced Studies) Ji-hyeon Kim (Department of Chemical and Biomolecular Engineering Seoul National University of Science and Techno) Mst Rita Khatun (Department of Chemical and Biomolecular Engineering Seoul National University of Science and Techno) R. Nagarajan (Functional Innovative and Smart Textiles PSG Institute of Advanced Studies) 노인섭 (서울과학기술대학교)
저널정보
한국생체재료학회 생체재료학회지 생체재료학회지 제26권 제3호
발행연도
2022.9
수록면
624 - 635 (12page)
DOI
https://doi.org/10.1186/s40824-022-00285-3

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Background: The requirements for cell-encapsulated injectable and bioprintable hydrogels are extrusion ability, cell supportive micro-environment and reasonable post-printing stability for the acclimatization of the cells in the target site. Detonation nanodiamond (ND) has shown its potential to improve the mechanical and biological proper ties of such hydrogels. Enhancing the performance properties of natural biopolymer gelatin-based hydrogels can widen their biomedical application possibilities to various areas including drug delivery, tissue engineering and 3D bioprinting. Method: In this study, natural cross-linker tannic acid (TA) is used along with ferrous sulphate (FS) to optimize the swelling and disintegration of extrudable and 3D printable gelatin hydrogels. The amounts of TA and FS are restricted to improve the extrusion ability of the gels in 3D printing. Further, ND particles (detonation type) are dispersed using twin screw extrusion technology to study their effect on mechanical and biological properties of the 3D printing hydrogel. Results: The improved dispersion of ND particles helps to improve compressive strength almost ten times and dynamic modulus three times using 40 mg ND (2% w/w of gelatin). The surface-functional groups of detonation ND also contributed for such improvement in mechanical properties due to higher interaction with the hydrogel matrix. The stability of the hydrogels in water was also improved to 7 days. Four times improvement of the cell growth and proliferation was observed in ND based hydrogel. Conclusion: The cell-supportive nature of these moderately stable and extrudable ND dispersed gelatin hydrogels makes them a good candidate for short term regenerative applications of cell-encapsulated injectable hydrogels with better mechanical properties.
#Hydrogel #Gelatin #Tannic acid #Ferrous sulphate #Nanodiamond

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