Hyperelastic “bone”: A highly versatile, growth factor–free, osteoregenerative, scalable, and surgically friendly biomaterial

生物材料 生物医学工程 间充质干细胞 生物相容性 聚己内酯 植入 材料科学 骨生长 体内 组织工程 医学 外科 病理 生物 复合材料 聚合物 生物技术 内科学 冶金
作者
Adam E. Jakus,Alexandra L. Rutz,Sumanas W. Jordan,Abhishek Kannan,Sean M. Mitchell,Chawon Yun,Katie Koube,Sung Chan Yoo,Herbert E. Whiteley,Claus‐Peter Richter,Robert D. Galiano,Wellington K. Hsu,Stuart R. Stock,Erin L. Hsu,Ramille N. Shah
出处
期刊:Science Translational Medicine [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:8 (358) 被引量:348
标识
DOI:10.1126/scitranslmed.aaf7704
摘要

Despite substantial attention given to the development of osteoregenerative biomaterials, severe deficiencies remain in current products. These limitations include an inability to adequately, rapidly, and reproducibly regenerate new bone; high costs and limited manufacturing capacity; and lack of surgical ease of handling. To address these shortcomings, we generated a new, synthetic osteoregenerative biomaterial, hyperelastic "bone" (HB). HB, which is composed of 90 weight % (wt %) hydroxyapatite and 10 wt % polycaprolactone or poly(lactic-co-glycolic acid), could be rapidly three-dimensionally (3D) printed (up to 275 cm(3)/hour) from room temperature extruded liquid inks. The resulting 3D-printed HB exhibited elastic mechanical properties (~32 to 67% strain to failure, ~4 to 11 MPa elastic modulus), was highly absorbent (50% material porosity), supported cell viability and proliferation, and induced osteogenic differentiation of bone marrow-derived human mesenchymal stem cells cultured in vitro over 4 weeks without any osteo-inducing factors in the medium. We evaluated HB in vivo in a mouse subcutaneous implant model for material biocompatibility (7 and 35 days), in a rat posterolateral spinal fusion model for new bone formation (8 weeks), and in a large, non-human primate calvarial defect case study (4 weeks). HB did not elicit a negative immune response, became vascularized, quickly integrated with surrounding tissues, and rapidly ossified and supported new bone growth without the need for added biological factors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
流星完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
haonanchen完成签到,获得积分10
4秒前
whiteside发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
LJS完成签到,获得积分10
5秒前
十一发布了新的文献求助10
6秒前
小柳发布了新的文献求助30
6秒前
碧蓝巧荷完成签到 ,获得积分10
6秒前
Robigo发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
夏天不回来完成签到,获得积分10
7秒前
窗wqc完成签到 ,获得积分10
8秒前
梧桐之泪完成签到 ,获得积分10
9秒前
summer发布了新的文献求助10
10秒前
赘婿应助whiteside采纳,获得10
11秒前
思源应助Hedy采纳,获得10
11秒前
琥珀川发布了新的文献求助10
13秒前
轻松的冥王星完成签到,获得积分10
14秒前
杨志坚完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
先吃一只羊完成签到 ,获得积分10
15秒前
17秒前
搜集达人应助楚辞采纳,获得10
19秒前
醉舞烟罗发布了新的文献求助10
20秒前
杋困了完成签到 ,获得积分10
20秒前
一二发布了新的文献求助10
20秒前
wyj完成签到,获得积分10
21秒前
搜集达人应助林爷采纳,获得10
22秒前
24秒前
mm发布了新的文献求助10
24秒前
hanxiao完成签到 ,获得积分10
24秒前
yuhang完成签到,获得积分10
25秒前
Andy完成签到 ,获得积分10
26秒前
小柳完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
kkk完成签到,获得积分10
28秒前
jason04124发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版,不要epub版本 431
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 400
The Conscience of the Party: Hu Yaobang, China’s Communist Reformer 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3292356
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2928672
关于积分的说明 8438208
捐赠科研通 2600770
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1419273
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 660268
邀请新用户注册赠送积分活动 642921