La contrainte d'écoulement détermine la bioprintabilité des hydrogels à base de méthacryloyle de gélatine et de gomme gellan pour la bioprinting du cartilage

La bioprinting des hydrogels chargés en chondrocytes facilite la fabrication de constructions avec une organisation et une forme contrôlées, par exemple, pour des implants de cartilage articulaire. Le méthacryloyle de gélatine (gelMA) complété par de la gomme gellan est une bio-encre prometteuse. Cependant, les propriétés rhéologiques régissant le processus d'impression et l'influence de la gomme gellan sur les propriétés mécaniques et la chondrogénèse du mélange restent inconnues. Ici, nous avons étudié la pertinence du gelMA/gellan pour la bioprinting du cartilage. Plusieurs concentrations, allant de 3 % à 20 % de gelMA avec 0 % à 1,5 % de gomme gellan, ont été évaluées pour leur imprégnabilité, définie comme la capacité à former des filaments et à incorporer des cellules à 15 °C-37 °C. Pour soutenir l'évaluation de l'imprégnabilité, la contrainte d'écoulement et la viscosité des hydrogels ont été mesurées. La rigidité des constructions durcies aux UV, ainsi que la formation de tissus semblables à ceux du cartilage par les chondrocytes incorporés, ont été déterminées in vitro. Une large gamme de concentrations de gelMA/gellan a été imprimable avec inclusion de cellules et a formé la fenêtre de bioprinting. L'ajout de gomme gellan a amélioré le dépôt de filaments en induisant un comportement d'écoulement, a augmenté la rigidité des constructions et a soutenu la chondrogénèse. Cependant, de fortes concentrations de gomme gellan ont compromis la production et la distribution de la matrice cartilagineuse, et des concentrations encore plus élevées ont conduit à des contraintes d'écoulement trop élevées pour permettre l'encapsulation des cellules. Cette étude démontre le fort potentiel des mélanges gelMA/gellan pour la bioprinting du cartilage et identifie la contrainte d'écoulement comme un facteur dominant pour la bioprintabilité.