Homeofarm – Bulk Biotech Lab Suppliers

Biokompatybilne i biodegradowalne polimery stanowią przyszłość w produkcji implantów medycznych. Na dzień dzisiejszy są one zazwyczaj produkowane z elementów metalowych, które nie mogą być naturalnie wchłonięte przez ludzkie ciało. Wymaga to wykonania dodatkowego zabiegu chirurgicznego w celu usunięcia pozostałości po pełnej rehabilitacji lub pozostawienia urządzeń in situ bezterminowo.

Niemniej jednak biomateriały używane do tego celu muszą spełniać ściśle określone wymagania mechaniczne. Są one trudne do ustalenia na etapie projektowania, ponieważ zależą nie tylko od ich właściwości fizykochemicznych, ale także od konkretnych metod produkcyjnych stosowanych w docelowym zastosowaniu. Dlatego te badania koncentrowały się na ustaleniu wpływu metod wytwarzania zarówno na właściwości mechaniczne, jak i zachowanie termiczne mieszanki kopolimerów klasy medycznej.

W szczególności uwzględniono formowanie wtryskowe i prasowanie. W tym badaniu uwzględniono mieszankę poli(L-laktyd-ko-D,L-laktyd)/poli(L-laktyd-ko-ε-kaprolakton) o stosunku 50/50 ( wagowo ), mającym na celu produkcja wszczepialnych urządzeń do naprawy ścięgien. Uzyskano ciekawe wyniki.

W tym badaniu zastosowano kopolimer poli(l-laktydo- ko -ε-kaprolaktonu) (PLC) klasy medycznej o stosunku monomerów l-laktydu (L) do ε-kaprolaktonu (C) wynoszącym 70:30 % mol. jako wchłanialny szew chirurgiczny zsyntetyzowano metodą polimeryzacji z otwarciem pierścienia (ROP) przy użyciu nowego rozpuszczalnego ciekłego  n -butanolanu cyny(II) (Sn(O n C ₄ H ₉ ) ₂ ) jako inicjatora.

• W produkcji włókien proces obejmował wytłaczanie stopionego kopolimeru z minimalnym ciągiem, po którym następowały sekwencyjne, kontrolowane etapy ciągnienia na gorąco i stałego wyżarzania, w celu uzyskania zorientowanych włókien półkrystalicznych o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej.
• W celu wzmocnienia gojenia włókno powlekano zanurzeniowo „lewofloksacyną” przez dodanie leku do roztworu mieszaniny acetonu, poli(ε-kaprolaktonu) (PCL) i stearynianu wapnia (CaSt) w stosunku aceton/PCL/CaSt = 100:1% wag./obj.: 0,1% wag./obj.
• Stwierdzono, że wytrzymałość na rozciąganie powlekanego włókna wzrosła do ~400 MPa, co jest porównywalne z wytrzymałością dostępnego w handlu polidioksanonu (PDS II) o podobnej wielkości.
• Na koniec zbadano skuteczność włókna powlekanego lekiem w odniesieniu do jego kontrolowanego uwalniania leku i aktywności przeciwdrobnoustrojowej, a wyniki wykazały, że powlekane włókno było w stanie uwalniać lek w sposób ciągły, nawet przez 30 dni. W przypadku aktywności przeciwdrobnoustrojowej błonnika stwierdzono, że stężenie 1 mg/ml było wystarczające do zahamowania wzrostu  Staphylococcus aureus  (MRSA),  Escherichia coli  O157:H7 i  Pseudomonas aeruginosa , dając wyraźny zakres strefy zahamowania 20-24 mm przez 90 dni. Testy cytotoksyczności włókien pokrytych lekiem wykazały % żywotność ponad 70%, co wskazuje, że nie były toksyczne

Elektropisanie w stanie stopionym (MEW) to technologia wytwarzania przyrostowego o wysokiej rozdzielczości, która nakłada wyjątkowe ograniczenia na przetwarzanie termicznie degradowalnych polimerów.

Dzięki pojedynczej dyszy MEW działa z niską przepustowością, a w tym badaniu poli(ε-kaprolakton) (PCL) klasy medycznej jest podgrzewany przez 25 dni w trzech różnych temperaturach (75, 85 i 95 °C), zbierając codziennie próbki . Następuje początkowy wzrost średnicy włókna i spadek prędkości strumienia w ciągu pierwszych 5 dni, następnie proces MEW pozostaje stabilny dla grup 75 i 85 °C. Gdy prędkość kolektora jest ustalona na wartość co najmniej 10% wyższą od prędkości strumienia, średnica pozostaje stała przez 25 dni w temperaturze 75 °C i zwiększa się wraz z upływem czasu dla 85 i 95 °C. Stapianie włókien przy zwiększonej wysokości warstwy obserwuje się dla 85 i 95°C, podczas gdy morfologia powierzchni pojedynczych włókien pozostaje podobna we wszystkich temperaturach. Właściwości wydruków ocenia się bez obserwowalnych zmian stopnia krystaliczności czy modułu Younga, natomiast wydajnośćwytrzymałość spada w późniejszych fazach tylko do 95 °C. Po początkowym 5-dniowym okresie, przetwarzanie MEW PCL w 75 °C jest wyjątkowo stabilne, a całkowita średnica włókien wynosi średnio 13,5 ± 1,0 µm przez cały 25-dniowy okres.

W tej pracy oceniliśmy wpływ nowego hybrydowego, drukowanego w 3D, porowatego rusztowania kompozytowego opartego na mikrocząstkach poli(ε-kaprolaktonu) (PCL) i β-fosforanu trójwapniowego (β-TCP) w procesie adhezji, proliferacji i osteoblastów różnicowanie multipotencjalnych dorosłych ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego ( ah -BM-MSC) hodowanych w warunkach podstawowych i osteogennych. Odpowiedź biologiczną in vitro  ah -BM-MSC wysianych na rusztowania oceniano pod względem cytotoksyczności, adhezji i proliferacji (AlamarBlue Assay® ⁾ po 1, 3, 7 i 14 dniach hodowli.

Różnicowanie osteogenne oceniano na podstawie aktywności fosfatazy alkalicznej (ALP), mineralizacji (Alizarin Red Solution, ARS), ekspresji markerów powierzchniowych (CD73, CD90 i CD105) oraz reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkrypcją (qRT-PCR) po 7 i 14 dni kultury. Stwierdzono, że testowane rusztowania są bioaktywne i biokompatybilne, o czym świadczy ich wpływ na cytotoksyczność (żywotność) i produkcję macierzy zewnątrzkomórkowej.

Testy mineralizacji i ALP wykazały, że zróżnicowanie osteogenne wzrastało w obecności rusztowań PCL/β-TCP.

To ostatnie potwierdziły również poziomy ekspresji genów białek biorących udział w procesie kostnienia. Nasze wyniki sugerują, że podobne inspirowane biologicznie hybrydowe materiały kompozytowe byłyby doskonałymi kandydatami do osteoindukcyjnych i osteogennych rusztowań medycznych, wspierających proliferację i różnicowanie komórek w inżynierii tkankowej, co gwarantuje przyszłe badania in vivo.

Wytwarzanie przyrostowe lub drukowanie 3D jako zbiorcze określenie różnych metod przetwarzania materiałów ma wyraźną przewagę nad wieloma innymi metodami przetwarzania, w tym możliwością generowania bardzo złożonych kształtów i projektów. Jednak wydajność każdej wyprodukowanej części zależy nie tylko od użytego materiału i jego kształtu, ale także w sposób krytyczny od właściwości jej powierzchni. Ważne cechy, takie jak zwilżanie lub zanieczyszczenie, zależą głównie od bezpośredniej energii powierzchniowej.

Aby uzyskać kontrolę nad chemią powierzchni , konieczne są zwykle modyfikacje po obróbce, ponieważ nie jest to cecha wytwarzania przyrostowego. W tym miejscu opisujemy zastosowanie fotoprzeszczepiania i fotopolimeryzacji bez inicjatora i katalizatora do hydrofilowej modyfikacji rusztowań z mikrowłókien otrzymanych z hydrofobowego poli(ε-kaprolaktonu) klasy medycznej za pomocą elektropisania ze stopu.

Pomiary kąta zwilżania i spektroskopia Ramana potwierdzają powstawanie bardziej hydrofilowej powłoki poli(metakrylanu 2-hydroksyetylu). Oprócz modyfikacji powierzchni obserwujemy również polimeryzację w masie, która jest oczekiwana dla tej metody i obecnie ogranicza kontrolę nad tą procedurą.