通过颗粒挤出法生产的皮肤接触应用聚合物的细胞相容性

Cytocompatibility of Polymers for Skin-Contact Applications Produced via Pellet Extrusion.

作者信息Sakine Deniz Varsavas, Paweł Michalec, Mohammed Khalifa, Ping Li, Sebastian Spintzyk
PMID39057301
发布时间2024-06-29
DOI10.3390/jfb15070179

实验完整度

包含表面形态分析、细胞毒性测试(浸提液和直接接触)等多个实验层级,但缺乏体内或临床验证,且未深入机制研究。

主要模型

L929小鼠成纤维细胞 3D打印聚合物圆片(7种材料)

重点核对

材料种类:PLA、TPU、TPS-SEBS、TPE-EC、TPE-70ShA、TPE-45ShA、TPE-30Sh00 细胞系:L929小鼠成纤维细胞 细胞密度:浸提液测试3×10^4 cells/cm^2,直接接触测试2×10^4 cells/cm^2 浸提时间:72小时;细胞暴露时间:24小时 对照:钛(阴性对照),纯铜(阳性对照)

摘要

矫形器和假肢在帮助肢体畸形或截肢患者方面发挥着关键作用。为这些装置选择合适的材料对于确保机械稳健性和生物相容性至关重要。虽然传统制造方法在定制化和可重复性方面存在局限性,但增材制造,尤其是颗粒挤出(PEX),提供了有前景的进展。在涉及直接接触皮肤的应用中,材料必须满足安全标准以防止皮肤刺激。因此,本研究调查了通过PEX制造的不同热塑性聚合物用于皮肤接触应用的生物相容性。表面形态分析揭示了材料之间的不同特征,其中TPE-70ShA表现出显著的不规则性。使用L929成纤维细胞的细胞毒性评估表明,除TPE-70ShA外,大多数材料无毒性反应,强调了材料组成在生物相容性中的重要性。我们的发现强调了在医疗设备的材料选择和制造过程中遵守安全标准的重要性。虽然这项研究提供了有价值的见解,但需要进一步研究以调查个别成分的具体影响,并探索影响材料生物相容性的其他参数。总的来说,医疗保健从业者必须通过精心选择材料并遵守O&P制造中的监管标准来优先考虑患者安全。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探究通过颗粒挤出法(PEX)制造的不同热塑性聚合物用于皮肤接触应用的生物相容性,特别是PEX方法是否会影响材料的细胞相容性。
核心机制
TPE-70ShA的细胞毒性可能归因于其组成中的添加剂(如着色剂),而非PEX工艺本身。
主要证据
通过SEM观察表面形貌,使用L929成纤维细胞进行浸提液和直接接触测试,CCK-8和LDH检测表明除TPE-70ShA外所有材料均无细胞毒性。
研究意义
研究结果强调在O&P制造中选择材料和遵守安全标准的重要性,PEX方法不固有地引起细胞毒性,但需考虑材料成分和加工条件。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

样品制备与表面表征

制备不同材料的PEX打印样品并表征其表面形貌和粗糙度。

使用Pollen PAM打印机打印7种材料的圆柱形样品,通过SEM和共聚焦激光扫描显微镜观察表面形态和测量粗糙度。

2

细胞毒性浸提液测试

评估材料浸提液对L929成纤维细胞的毒性。

将样品在细胞培养基中浸提72小时,然后将L929细胞暴露于不同浓度(100%、50%、25%)的浸提液24小时,评估细胞活性、LDH释放和细胞形态。

3

细胞毒性直接接触测试

评估细胞直接接触材料表面时的毒性。

将L929细胞直接接种在灭菌后的样品表面,培养24小时,评估细胞活性、LDH释放和细胞形态。

4

统计分析

确定不同组间差异的统计学显著性。

使用单因素方差分析和Tukey事后多重比较检验分析数据。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Pollen New PAM系列PPollen AM--
扫描电子显微镜TESCAN--
VK-X1000Keyence--
杜尔贝科改良伊格尔培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
磷酸盐缓冲液Gibco--
钙黄绿素AM----
碘化丙啶----
CCK-8试剂盒Dojindo Laboratories--
LDH检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
DMi8Leica Microsystems--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样品制备
打印参数(温度、流量、速度等)和材料种类
阅读提示:参见2.1节和表2
表面表征
SEM加速电压、粗糙度测量参数
阅读提示:参见2.2节
细胞培养与浸提液制备
细胞密度、浸提比例、浸提时间、对照设置
阅读提示:参见2.3节
细胞毒性测试
细胞暴露时间、染色浓度、CCK-8和LDH检测步骤
阅读提示:参见2.3节
统计分析
统计方法、显著性水平、重复次数
阅读提示:参见2.4节