Ion doped 3D-Printed hydroxyapatite scaffolds for bone regeneration
Visualitza/Obre
TFM Report Gaël Ciucci.pdf (7,942Mb) (Accés restringit)
Estadístiques de LA Referencia / Recolecta
Inclou dades d'ús des de 2022
Cita com:
hdl:2117/405700
Correu electrònic de l'autorGAEL.CIUCCI3ETU.UNIV-LORRAINE.FR
Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2024-02-15
Condicions d'accésAccés restringit per acord de confidencialitat
(embargat fins 2029-02-02)
Llevat que s'hi indiqui el contrari, els
continguts d'aquesta obra estan subjectes a la llicència de Creative Commons
:
Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada 4.0 Internacional
Abstract
En aquest estudi, es van utilitzar scaffolds d'hidroxiapatita deficient en calci (CDHA) dopada amb ions, produïdes mitjançant impressió 3D, per a la regeneració òssia. La investigació pretenia caracteritzar mostres de cinc grups diferents: Control, Sr-BM, Sr-Ink, Cu-BM i Ga-BM, després de la implantació in vivo en conills en dos moments, 4 setmanes i 12 setmanes. L'objectiu principal era establir un mètode de quantificació robust per a la regeneració òssia i, posteriorment, obtenir resultats de bastides implantades en defectes del còndil femoral (en ambdós moments) i llocs intramusculars (només a les 12 setmanes). La quantificació es va aconseguir mitjançant el programari Python i Dragonfly per a volums 3D, complementat amb anàlisi histològica amb QuPath per a rodanxes 2D.
Els resultats van indicar un rendiment superior de Sr-Ink, mentre que Control, Ga-BM i Sr-BM van mostrar resultats comparables, afavorint marginalment els dos últims. En particular, Cu-BM no va mostrar evidència de regeneració òssia. L'anàlisi ICP de la incorporació i alliberament d'ions va revelar l'alliberament excepcional de calci (Ca) i estronci (Sr) de Sr-Ink. Ga, tot i que present en quantitats més baixes, va demostrar un potencial regeneratiu significatiu, especialment en una mostra intramuscular. De fet, l'anàlisi SEM va mostrar la regeneració òssia mitjançant l'osteoinducció en Sr-Ink (2 mostres) i Ga-BM (1 mostra), sense cap observació en altres grups.
Sr-Ink va superar constantment altres grups, possiblement atribuït al seu mètode únic d'incorporació en fase sòlida, donant lloc a un augment de la porositat. Aquest mètode distintiu probablement va facilitar l'alliberament d'ions millorat, augmentant així la regeneració òssia. Per contra, el Cu-BM pot haver patit un contingut excessiu de coure, que podria conduir a la citotoxicitat.
En conclusió, aquesta caracterització exhaustiva de les bastides CDHA dopades amb ions destaca el rendiment excepcional de Sr-Ink en diversos paràmetres. Tamb En este estudio se emplearon scaffolds de hidroxiapatita deficiente en calcio (CDHA) dopada con iones, producidos mediante impresión 3D, para la regeneración ósea. El objetivo de la investigación era caracterizar muestras de cinco grupos distintos: Control, Sr-BM, Sr-Ink, Cu-BM y Ga-BM, tras su implantación in vivo en conejos en dos momentos, 4 semanas y 12 semanas. El objetivo primario era establecer un método de cuantificación robusto para la regeneración ósea y posteriormente obtener resultados de los andamios implantados en defectos del cóndilo femoral (en ambos puntos temporales) y en sitios intramusculares (sólo a las 12 semanas). La cuantificación se logró utilizando el software Python y Dragonfly para los volúmenes 3D, complementado por el análisis histológico con QuPath para los cortes 2D.
Los resultados indicaron un rendimiento superior de Sr-Ink, mientras que Control, Ga-BM y Sr-BM mostraron resultados comparables, favoreciendo marginalmente a los dos últimos. Cabe destacar que Cu-BM no mostró indicios de regeneración ósea. El análisis ICP de la incorporación y liberación de iones reveló la excepcional liberación de calcio (Ca) y estroncio (Sr) por parte de la Sr-Ink. El Ga, aunque presente en menores cantidades, demostró un potencial regenerativo significativo, especialmente en una muestra intramuscular. De hecho, el análisis SEM mostró regeneración ósea mediante osteoinducción en Sr-Ink (2 muestras) y Ga-BM (1 muestra), sin que se observara ninguna en otros grupos.
Sr-Ink superó sistemáticamente a los demás grupos, posiblemente debido a su exclusivo método de incorporación en fase sólida, que dio lugar a una mayor porosidad. Este método distintivo probablemente facilitó una mayor liberación de iones, impulsando así la regeneración ósea. Por el contrario, el Cu-BM puede haber sufrido un contenido excesivo de cobre, lo que podría haber provocado citotoxicidad.
En conclusión, esta exhaustiva caracterización de los andamiajes CDHA dopados con iones pone de In this study, ion-doped calcium deficient hydroxyapatite (CDHA) scaffolds, produced via 3D printing, were employed for bone regeneration. The research aimed to characterize samples from five distinct groups: Control, Sr-BM, Sr-Ink, Cu-BM, and Ga-BM, following in vivo implantation in rabbits at two time points, 4 weeks and 12 weeks. The primary objective was to establish a robust quantification method for bone regeneration and subsequently obtain results from scaffold implanted in femoral condyle defects (at both time points) and intramuscular sites (only at 12 weeks). Quantification was achieved using Python and Dragonfly software for 3D volumes, complemented by histological analysis with QuPath for 2D slices.
Results indicated superior performance from Sr-Ink, while Control, Ga-BM, and Sr-BM exhibited comparable outcomes, marginally favouring the latter two. Notably, Cu-BM did not show evidence of bone regeneration. ICP analysis of ion incorporation and release revealed Sr-Ink's exceptional release of calcium (Ca) and strontium (Sr). Ga, although present in lower quantities, demonstrated significant regenerative potential, particularly in one intramuscular sample. In fact, SEM analysis displayed bone regeneration through osteoinduction in Sr-Ink (2 samples) and Ga-BM (1 sample), with none observed in other groups.
Sr-Ink consistently outperformed other groups, possibly attributed to its unique solid-phase incorporation method, resulting in increased porosity. This distinctive method likely facilitated enhanced ion release, thereby boosting bone regeneration. Conversely, Cu-BM may have suffered from excessive copper content, potentially leading to cytotoxicity.
In conclusion, this comprehensive characterization of ion-doped CDHA scaffolds highlights Sr-Ink's outstanding performance across various parameters. It also holds potential for the effectiveness of incorporating Ga into scaffolds, given that even a minimal quantity demonstrated significant impact.
MatèriesBone regeneration, Bones -- Aging, Bones -- Grafting, Calcium phosphate, Hydroxyapatite, Ossos -- Regeneració, Ossos -- Envelliment, Ossos -- Empelts, Fosfat de calci, Hidroxiapatita
TitulacióMOBILITAT INCOMING
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
TFM Report Gaël Ciucci.pdf | 7,942Mb | Accés restringit |