Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

Thiết kế một implant tương tự như xương người là một trong những vấn đề quan trọng trong kỹ thuật mô xương. Các khung xốp kim loại có triển vọng tốt trong việc thay thế mô xương nhờ vào việc chúng có độ bền đàn hồi phù hợp, sức mạnh tốt hơn và khả năng tương thích sinh học. Tuy nhiên, các phương pháp chế biến truyền thống gặp khó khăn trong việc chế tạo các khung có cấu trúc xốp, giới hạn sự phát triển của các khung xốp. Với sự tiến bộ của công nghệ chế tạo bổ sung (AM) và công nghệ hỗ trợ máy tính, sự phát triển của các khung kim loại xốp cũng mở ra những cơ hội chưa từng có. Trong những năm gần đây, nhiều vật liệu kim loại mới và các phương pháp thiết kế sáng tạo đã được sử dụng để chế tạo các khung xốp với các tính chất cơ học vượt trội và khả năng tương thích sinh học. Bài viết này tổng hợp tiến trình nghiên cứu về các khung kim loại xốp và giới thiệu các công nghệ AM được sử dụng trong các khung kim loại xốp. Tiếp theo, các ứng dụng của các vật liệu kim loại khác nhau trong các khung xương được tóm tắt, và những lợi thế cũng như hạn chế của các phương pháp thiết kế khung khác nhau được thảo luận. Cuối cùng, chúng tôi hy vọng vào triển vọng phát triển của công nghệ AM trong các khung kim loại xốp.

Các tiến bộ mới nhất trong việc tổng hợp nanoparticle xanh đã bảo tồn các nguồn tài nguyên thiên nhiên và không tái tạo, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu hiện tại được thiết kế để đánh giá nanoparticle bạc (AgNPs) được tạo ra bằng cách sử dụng chiết xuất nước từ hai loại cây thuốc, Anastatica hierochuntica L. (Kaff Maryam) và Artemisia absinthium. Các hợp chất thực vật đã được phát hiện thông qua phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) và Phân tích Đường liên hợp/Spectrometry khối GC-MS. Tác động của AgNPs đối với Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, và Candida albicans cũng như độc tính tế bào đối với tế bào MDA-MB-231 đã được kiểm tra. Tác động hợp lực và đối kháng của AgNPs sinh học kết hợp với các kháng sinh tiêu chuẩn đối với một số vi khuẩn cũng đã được điều tra. Khả năng của chiết xuất thực vật trong việc chuyển giao ion bạc đến AgNPs đã được đo thông qua phân tán ánh sáng động, đo tiềm năng zeta và kính hiển vi điện tử truyền. Các vi khuẩn nhạy cảm nhất với điều trị AgNP đã được kiểm tra thông qua kính hiển vi điện tử quét để đánh giá sự thay đổi hình thái. AgNPs sinh học cho thấy hiệu ứng kháng khuẩn đáng kể đối với hầu hết các vi khuẩn được thử nghiệm và độc tính tế bào đáng kể cũng được ghi nhận. Polysaccharides, protein và các hợp chất Phenolic có thể tham gia vào quá trình tổng hợp AgNP vì các nhóm hydroxyl và amide đã được phát hiện thông qua FTIR cũng như GC-MS. Nghiên cứu này xác nhận rằng việc tạo ra AgNP từ thực vật với AgNO₃ như là muối mang Ag (I) có thể là một phương pháp kinh tế và thực tiễn cho sản xuất quy mô lớn các hạt với tiềm năng kháng khuẩn và độc tính tế bào. Các tác động hợp lực của AgNPs sinh học kết hợp với một số kháng sinh hỗ trợ tiềm năng của chúng như một liệu pháp an toàn cho các nhiễm trùng do vi khuẩn vì chúng được bao phủ bằng các phân tử sinh học hữu cơ.

Vết thương trên da không chỉ gây ra đau đớn vật lý cho bệnh nhân mà còn là gánh nặng kinh tế cho xã hội. Cần tìm kiếm một phương pháp hiệu quả để thúc đẩy sự phục hồi da. Hydrogel được coi là băng vết thương hiệu quả. Chúng có nhiều đặc tính độc đáo như tương thích sinh học, khả năng phân hủy sinh học, khả năng hấp thụ và giữ nước cao, v.v., do đó chúng là những vật liệu ứng cử triển vọng cho việc chữa lành vết thương. Chitosan là một vật liệu sinh học dạng polymer thu được từ quá trình deacetyl hóa chitins. Với các đặc tính như dễ dàng thu nhận, hoạt tính kháng khuẩn và cầm máu, cũng như khả năng thúc đẩy tái tạo da, các băng vết thương chức năng giống như hydrogel (đại diện bởi chitosan và các dẫn xuất của nó) đã nhận được sự quan tâm rộng rãi về hiệu quả và cơ chế của chúng trong việc thúc đẩy phục hồi vết thương trên da. Trong bài đánh giá này, chúng tôi đã thảo luận sâu về các cơ chế mà các vật liệu chức năng dựa trên chitosan thúc đẩy cầm máu, chống viêm, sự phát triển của mô hạt trong việc sửa chữa vết thương. Chúng tôi cũng cung cấp thông tin mới nhất về các ứng dụng của những vật liệu này trong điều trị vết thương. Ngoài ra, chúng tôi tóm tắt các phương pháp để tăng cường ưu điểm và duy trì bản chất vốn có của chitosan thông qua việc kết hợp các thành phần hóa học khác, các phân tử sinh học hoạt động và các chất khác vào các hydrogel.