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生物制作

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加快胶原蛋白制造

17 Sep 2018 IsabelleDumé.

美国的研究人员表明,他们可以在使用它们被称为“肺刺激素”的技术之前更快地制造胶原蛋白的亚微米纤维。利用高速空气喷射来形成微纤维的技术可以产生各向同性和各向异性胶原股 - 如果要在诸如组织修复的生物医学应用中被利用。该技术可用于制作新的医疗设备以及修复现有的设备,并为燃烧,溃疡和伤口制作局部敷料。

The pneumatospinning process

胶原蛋白目前正在使用静电纺丝制造,这是一种良好的自下而上的纤维生产方法,可追溯到上世纪的开始。它可用于产生用于组织工程应用的3D纤维支架,并且可以产生直径从数十纳米到几微米的直径产生纤维。

然而,存在问题,因为静电纺丝通常涉及使用苛性溶剂。这些使纤维变性,导致结构较弱,稳定性比天然胶原纤维。该技术通常还产生未对准的纤维,其不能用于需要高度对准材料的连接组织修复的应用。也许最重要的是,纯胶原胶片微纤维只能使用该方法非常缓慢地合成,这意味着它不能用于在商业规模上产生大量的材料。

创造细胞势差异的微纤维

研究人员领导 迈克尔弗朗西斯,谁是弗吉尼亚诺福利诺福克诺福克的主席科学官,现在发现良性溶剂(醋酸)可用于溶解I型胶原蛋白(生物制作 10 045004)。然后可以使用高速压缩空气喷气器挥发溶剂,使胶原蛋白I聚合成细胞偶联的微纤维。这种气动螺旋技术使用空气喷射不仅可以延长生物聚合物的流动(在这种情况下纯燕罗格拉格和加罗罗格拉格),而且还用于将溶剂从聚合物溶液中蒸发以产生亚微米纤维。

弗朗西斯和同事还通过使用二甲基亚甲醚(DMSO),另一种良性溶剂,通过Pneumatospining胶原蛋白制备混合微纤维生物材料。所有I型胶原蛋白原料是从CALFSKIN获得的。

“我们花了很多时间和精力发展这项研究的良性溶剂,以便我们的方法可能更好地转化为临床应用,”弗朗西斯说。

更好的拉伸性能

在该研究的下一部分中,研究人员交联将微纤维交联以产生胶原蛋白支架。随后的分析显示,支架含有定期大小的纤维,其在肺炎素螺旋过程中没有经过任何有害化学变化的纤维。

Pneumatospinning of large sheets of anisotropic collagen microfibers

弗朗西斯表示,肺炎淘冬季胶原蛋白对常规方法产生的胶原蛋白有许多优点。 “首先是从底部可以更好地组装。这意味着与电纺材料相比,它具有改善的分子结构和更好的拉伸性能。什么’在该胶原蛋原上培养的更多,干细胞也稳健地附着,这证明了材料是生物相容性的。”该技术可用于生产各向同性和各向异性胶原股线,这对于需要高度对准纤维的应用特别有价值。

弗朗西斯认为该技术为制造新医疗设备和涂覆现有设备来修复它们而提供巨大潜力。 “产生的胶原蛋白也可用于修复韧带,肌腱和神经,以及为伤口的烧伤和溃疡和局部网格制成纤维敷料,” he told 物理世界. “它甚至可以用于涂覆其他材料,例如聚合物和金属,以改善移植物整合和相容性。“

研究人员报告了他们在IOP期刊中的工作 生物制造, 说他们现在希望利用胶原蛋白结构 体内 伤口愈合。 “我们也开始从良性溶剂再次看纯胶原蛋白,这在水中稳定而不交联。我们已经在此获得了成功的初步结果,进一步的研究将最终帮助我们将这种技术转化为诊所。“

  • 阅读我们的特殊收藏 “生物制造的前沿” 了解有关组织工程最新进展的更多信息。本文是一系列报告之一,突出了发表的高影响力研究 生物制作.

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