Scaffoldings impressos em 3D com porosidade gradiente baseada em um hidrogel de nanocristais de celulose

A impressão tridimensional (3D) proporciona uma metodologia única para a personalização de scaffolds biomédicos em relação ao tamanho, forma, estrutura de poros e orientação de poros, úteis para a reparação e regeneração de tecidos. A impressão 3D foi usada para fabricar scaffolds porosos totalmente bio-baseados de uma rede polimérica interpenetrante (IPN) dupla reticulada a partir de uma tinta de hidrogel de alginato de sódio e gelatina (SA/G) reforçada com nanocristais de celulose (CNCs). Os CNCs proporcionaram propriedades reológicas favoráveis necessárias para a impressão 3D. Os scaffolds impressos em 3D foram reticulados sequencialmente por meio de reações covalentes e iônicas, resultando em scaffolds de hidrogel dimensionalmente estáveis com tamanhos de poros de 80-2125 μm e rugosidade da parede do poro em escala nanométrica (visível a partir da microscopia eletrônica de varredura) favorável para a interação celular. Os estudos de difração de raios X de amplo ângulo em 2D mostraram que os nanocristais se orientam preferencialmente na direção da impressão; o grau de orientação variou entre 61-76%. Os caminhos de impressão 3D foram otimizados com sucesso para alcançar scaffolds tridimensionais (eixo Z de até 20 mm) com estruturas de poros uniformes e gradientes. Este estudo demonstra o potencial da impressão 3D no desenvolvimento de scaffolds bio-baseados com tamanhos de poros controlados, estruturas de poros gradientes e alinhamento de nanocristais para regeneração tecidual ótima.