Development of Hydrogel-based Bioinks Consisting of K-carrageenan/Methylcellulose and Pluronic F127/Methylcellulose
Full Metadata
| Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Vimon Tantishaiyakul | - |
| dc.contributor.author | Wannisa Boonlai | - |
| dc.contributor.department | Faculty of Pharmaceutical Sciences (Pharmaceutical Chemistry) | - |
| dc.contributor.department | คณะเภสัชศาสตร์ ภาควิชาเภสัชเคมี | - |
| dc.date.accessioned | 2023-04-19T08:44:11Z | - |
| dc.date.available | 2023-04-19T08:44:11Z | - |
| dc.date.issued | 2022 | - |
| dc.description | Thesis (Ph.D., Pharmaceutical Sciences)--Prince of Songkla University, 2022 | en_US |
| dc.description.abstract | K-carrageenan (KC)/methylcellulose (MC) (KC/MC) based hydrogels and Pluronic F127 (PF)/ MC (PF/MC) based hydrogels have shown promising results for three dimensional (3D) bioprinting applications. The blend of various KC and MC were investigated for extrusion-based bioprinting. Physical property of the 0.3%w/w KC/7 %w/w MC (0.3KC/7MC) hydrogels was successfully enhanced using ionic crosslinking with 0.1% w/w KCl (0.1KCl). Furthermore, various concentrations of cellulose nanocrystal (CNC) were incorporated into the 0.3KC/0.1KCl/7MC hydrogel to increase its mechanical performance. Shear thinning and thixotropic properties are important for extrusion-based bioprinting. The presence of 2 %w/w CNC (2CNC) and 4% w/w CNC (4CNC) in the hydrogels (0.3KC/0.1KCl/7MC/2CNC and 0.3KC/0.1KCl/7MC/4CNC) exhibited good thixotropic behavior. In addition, increasing CNC concentration showed greater shear thinning behavior. A good cell viability (> 90%) was obtained for the 3D bioprinted 0.3KC/0.1KCl/7MC/2CNC and 0.3KC/0.1KCl/7MC/4CNC constructs. Furthermore PF/MC system, the blends of 18% (w/w) PF/ 4% (w/w) MC (18PF/4MC) and 20% (w/w) PF/4% (w/w) MC (20PF/4MC) exhibited good thixotropic behavior. At high PF concentration of 20PF/MC showed better shear thinning behavior than 18PF/MC. The 20PF/4MC hydrogel exhibited better printability than 18PF/4MC. The compressive mechanical property was significantly higher in the presence of PF. In addition, the blend of 20PF/4MC and 18PF/4MC showed good cell viability (>90%). The novel 0.3KC/0.1KCl/7MC/4CNC and 20PF/4MC hydrogel showed good attributes for a promising 3D bioprinting material. | en_US |
| dc.description.abstract-th | ในงานวิจัยนี้พัฒนาหมึกพิมพ์ชีวภาพ 2 ระบบ คือ ระบบที่ 1 หมึกพิมพ์ชีวภาพที่ผสมระหว่างแคปป้า-คาราจีแนน (KC) และเมทิลเซลลูโลส (MC) (KC/MC) และระบบที่ 2 คือ พลูโรนิค F127 (PF)/ เมทิลเซลลูโลส (PF/MC) ซึ่งพบว่า หมึกพิมพ์ชีวภาพที่ศึกษาสามารถประยุกต์ใช้ในการพิมพ์แบบสามมิติ สารผสมระหว่าง KC และ MC ทดสอบด้วยการการพิมพ์ชีวภาพแบบ extrusion-based โดยเติม KCl ความเข้มข้น 0.1% w/w (0.1KCl) เป็น ionic crosslinking เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกายภาพของไฮโดรเจล KC (0.3%w/w) MC (7%w/w) (0.3KC/7MC) นอกจากนี้ยังใช้เซลลูโลสนาโนคริสตัล (CNC) ความเข้มข้นต่างๆ ผสมกับไฮโดรเจล 0.3KC/0.1KCl/7MC เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเชิงกล shear thinning และ คุณสมบัติ thixotropic ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการพิมพ์ชีวภาพแบบ extrusion-based โดยการเติม CNC ความเข้มข้น 2 %w/w (2CNC) และ 4% w/w (4CNC) ในไฮโดรเจล (0.3KC/0.1KCl/7MC/2CNC และ 0.3KC/0.1KCl/7MC/4CNC) แสดงพฤติกรรมแบบ thixotropic ที่ดี ซึ่งการเพิ่มความเข้มข้นของ CNC ยังแสดงให้เห็นพฤติกรรม shear-thinning ที่มากขึ้นอีกด้วย รวมถึง compressive stress มีค่าสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเติม CNC และเซลล์สามารถเติบโตได้ดี (> 90%) นอกจากนี้หมึกพิมพ์ชีวภาพอีกระบบ คือ PF/MC ที่ผสมระหว่าง PF ความเข้มข้น 18% (w/w) กับ MC ความเข้มข้น 4% (w/w) (18PF/4MC) และ PF ความเข้มข้น 20% (w/w) กับ MC ความเข้มข้น 4% (w/w) ( 20PF/4MC) แสดงพฤติกรรม thixotropic ที่ดี โดยที่ความเข้มข้นของ PF สูง คือ 20PF/MC พบว่ามี shear-thinning ที่ดีกว่า 18PF/MC อย่างไรก็ตาม 20PF/4MC สามารถพิมพ์ได้ดีกว่า 18PF/4MC เล็กน้อย สำหรับ compressive stress จะขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ PF โดยแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง compressive stress กับ strain (20PF/4MC > 18PF/4MC) นอกจากนี้ เซลล์สามารถเติบโตได้ดี (> 90%) เมื่อผสมกับ 20PF/4MC และ 18PF/4MC ดังนั้น ไฮโดรเจล 0.3KC/0.1KCl/7MC/4CNC และ 20PF/4MC จึงมีคุณสมบัติที่ดีสำหรับการพิมพ์ชีวภาพแบบ 3 มิติ | en_US |
| dc.identifier.uri | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/18007 | - |
| dc.language.iso | en | en_US |
| dc.publisher | Prince of Songkla University | en_US |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ | * |
| dc.subject | Bioinks | en_US |
| dc.subject | K-carrageenan/Methylcellulose and Pluronic F127/Methylcellulose | en_US |
| dc.subject | Biomaterials | en_US |
| dc.title | Development of Hydrogel-based Bioinks Consisting of K-carrageenan/Methylcellulose and Pluronic F127/Methylcellulose | en_US |
| dc.title.alternative | การพัฒนาหมึกพิมพ์ชีวภาพจากไฮโดรเจลที่ประกอบด้วยเค-คาราจีแนน/เมทิลเซลลูโลสและพลูโรนิก F127/เมทิลเซลลูโลส | en_US |
| dc.type | Thesis | en_US |
Files
Collections