Échafaudage polymère polycaprolactone minéralisé en 3D par impression 3D, induit par nanotopologie auto-adaptative pour accélérer la régénération osseuse

Les échafaudages polymères biodégradables imprimés en trois dimensions (3D) sont à la pointe des constructions personnalisées pour l'ingénierie des tissus osseux. Cependant, il reste difficile de créer un microenvironnement biologique pour la croissance osseuse. Ici, nous avons développé une approche novatrice mais réalisable pour faciliter la minéralisation biomimétique via une nanotopographie auto-adaptative, qui surmonte les difficultés de biofonctionnalisation de surface des échafaudages polycaprolactone (PCL) imprimés en 3D. Les blocs de construction de la nanotopographie auto-adaptative étaient des lamelles de PCL qui se formaient sur l'échafaudage PCL imprimé en 3D via une cristallisation épitaxiale dirigée par la surface et agissaient comme un lien pour nucléer et générer des cristaux d'hydroxyapatite. En conséquence, une couche minéralisée uniforme et robuste a été immobilisée sur l'ensemble des échafaudages, qui était fortement liée aux brins et n'avait aucun effet sur les propriétés mécaniques des échafaudages. Les expériences de culture cellulaire in vitro ont révélé que l'échafaudage résultant était biocompatible et favorisait la prolifération et la différenciation ostéogénique des cellules ostéoblastiques embryonnaires de souris. De plus, nous avons démontré que l'échafaudage résultant présentait une forte capacité à accélérer la régénération osseuse in vivo en utilisant un modèle de défaut osseux chez le lapin. Cette étude offre des opportunités précieuses pour améliorer l'application des échafaudages imprimés en 3D dans la réparation osseuse, ouvrant la voie à une traduction vers d'autres implants orthopédiques.