Prezentowany tutaj jest protokół do ilościowej oceny wstrzykiwalności materiału za pomocą systemu strzykawka-igła przy użyciu standardowego mechanicznego stanowiska testowego.
Artykuł metodologiczny
Kwantyfikacja wstrzykiwalności za pomocą testów mechanicznych
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Biomateriały do wstrzykiwania stają się coraz bardziej popularne do minimalnie inwazyjnego dostarczania leków i komórek. Materiały te są zazwyczaj bardziej lepkie niż tradycyjne iniekcje wodne i mogą być półstałe, dlatego nie można zakładać ich wstrzykiwalności. Protokół ten opisuje metodę obiektywnej oceny wstrzykiwalności tych materiałów przy użyciu standardowego testera mechanicznego. Tłok strzykawki jest ściskany przez poprzeczkę z ustaloną prędkością i mierzona jest siła. Wartość siły maksymalnej lub plateau może być następnie wykorzystana do porównania próbek lub do bezwzględnej granicy siły. Protokół ten może być stosowany z dowolnym materiałem i dowolnym rozmiarem strzykawki i igły lub geometrią. Uzyskane wyniki mogą być wykorzystane do podejmowania decyzji dotyczących preparatów, rozmiarów strzykawek i igieł na wczesnym etapie procesu translacji. Ponadto można określić ilościowo wpływ zmiany preparatów na wstrzykiwalność i określić optymalny czas wstrzykiwania materiałów zmieniających się czasowo. Metoda ta nadaje się również jako powtarzalny sposób badania wpływu iniekcji na materiał, badania zjawisk takich jak samoleczenie i prasowanie filtracyjne lub badania wpływu iniekcji na komórki. Protokół ten jest szybszy i ma bardziej bezpośrednie zastosowanie do wstrzykiwalności niż reologia rotacyjna i wymaga minimalnego przetwarzania końcowego w celu uzyskania kluczowych wartości do bezpośrednich porównań.
Wprowadzenie
Biomateriały są często badane i wykorzystywane jako rusztowania do regeneracji tkanek opartej na komórkach oraz jako magazyny do ukierunkowanego, przedłużonego uwalniania terapeutyków1. W tej dziedzinie rośnie popularność wstrzykiwalnych biomateriałów, ponieważ są one małoinwazyjne, co zmniejsza ryzyko infekcji, bólu i bliznowacenia związanych z implantacją2. Ponadto, ponieważ są one zazwyczaj aplikowane w formie płynów, idealnie dopasowują się do defektów tkankowych, a leki i komórki mogą być z nimi mieszane bezpośrednio przed aplikacją3,4,5. W związku z tym, choć wstrzykiwalne biomateriały mogą być produkowane w formie wstępnie napełnionych strzykawek, często są one przygotowywane przez klinicystów bezpośrednio przed zastosowaniem. Na przykład cementy zaczynają twardnieć po zmieszaniu fazy proszkowej i ciekłej, więc nie mogą być przechowywane przez dłuższy czas przed użyciem6. Charakterystyka tych materiałów jest zatem zależna od czasu i nierozerwalnie powiązana z ich przygotowaniem.
Do powszechnie stosowanych wstrzykiwalnych biomateriałów należą cementy wapniowe, polimetakrylan metylu, bioszkła oraz różne polimerowe hydrożele3,7. W przeciwieństwie do tradycyjnych iniekcji leków, które posiadają właściwości reologiczne zbliżone do wody, biomateriały wstrzykiwalne są zazwyczaj bardziej lepkie, nienewtonowskie, mogą wykazywać cechy sprężyste, a ich właściwości mogą ulegać zmianie w czasie. W związku z tym wstrzykiwalności tych materiałów nie można założyć a priori, lecz musi ona zostać oceniona eksperymentalnie. Poprzez ilościowe określenie siły wymaganej do iniekcji i powiązanie jej z łatwością wstrzykiwania, już na wczesnym etapie procesu opracowywania można podjąć decyzje dotyczące wyboru składu biomateriału, typu strzykawki oraz rozmiaru igły8. Takie eksperymenty pozwalają również na ilościową ocenę wpływu zmian w składzie formulacji na wstrzykiwalność9.
Istnieje kilka metod oceny właściwości materiałów wstrzykiwalnych. Reologia rotacyjna jest często wykorzystywana do oceny lepkości, zachowania nienewtonowskiego, regeneracji po ścinaniu, czasu wiązania oraz innych właściwości tych materiałów10,11,12. Chociaż ten rodzaj testu jest przydatny do ustalenia podstawowych właściwości materiałów, nie korelują one bezpośrednio z wstrzykiwalnością. W przypadku płynu newtonowskiego oraz cylindrycznej strzykawki i igły, siłę wstrzykiwania można oszacować na podstawie postaci równania Hagena–Poiseuille'a13:
Gdzie F to siła wymagana do wstrzyknięcia (N), Rs to wewnętrzny promień strzykawki (m), Rn to wewnętrzny promień igły (m), L to długość igły (m), Q to szybkość przepływu cieczy (m3 s-1), η to lepkość dynamiczna (Pa.s) oraz Ff to siła tarcia między tłokiem a ścianką cylindra (N). Zatem, jeśli lepkość zostanie zmierzona za pomocą reologii rotacyjnej, wymiary strzykawki i igły są znane, a szybkość przepływu oszacowana, można oszacować siłę wstrzyknięcia. Jednak równanie to nie uwzględnia stożkowego zakończenia strzykawki ani innych geometrii, takich jak wyloty poza centrum, a Ff musi zostać oszacowana lub wyznaczona doświadczalnie poprzez testy mechaniczne. Ponadto biomateriały zazwyczaj nie są nowtonowskie, lecz wykazują złożone właściwości reologiczne. Dla prostego płynu rozrzedzanego ścinaniem równanie przyjmuje postać14:
Gdzie n jest wskaźnikiem potęgi (-) i K jest wskaźnikiem konsystencji (Pa.sn) z wyrażenia Ostwalda de Waele: 
, gdzie 
jest szybkością ścinania (s-1). Złożoność znacznie wzrasta w przypadku materiałów, których właściwości reologiczne nie mogą być opisane dwiema wartościami, a w szczególności w przypadku materiałów zależnych od czasu, takich jak wiążące cementy. Ponadto, jeśli właściwości materiału zależą od ścinania, materiał musi być badany przy szybkości ścinania spodziewanej w igle, która może znacznie przekraczać zakres reometru rotacyjnego15.
Inną ilościową metodą pomiaru wstrzykiwalności jest zamocowanie czujników ciśnienia i przemieszczenia do strzykawki podczas wykonywania wstrzyknięcia, ręcznie lub przy użyciu pompy strzykawkowej. Sprzęt ten jest stosunkowo tani, jednak wymaga od użytkowników stworzenia skryptów i krzywych kalibracyjnych w celu przekształcenia danych w wartości siły16. Ponadto pompa strzykawkowa może nie posiadać wystarczającego momentu obrotowego, aby przesuwać tłok z precyzyjną prędkością, jeśli do wyciśnięcia materiałów lepko-sprężystych lub półstałych wymagane są duże siły. Z drugiej strony, wykorzystanie tych czujników podczas ręcznego wstrzykiwania może być użyteczne, ponieważ mogą one być stosowane w rzeczywistym scenariuszu klinicznym, podczas procedur medycznych17. Podejście to będzie jednak znacznie bardziej czasochłonne i może wprowadzić błąd użytkownika, a zatem będzie wymagało większej liczby powtórzeń z różnymi użytkownikami w celu uzyskania wiarygodnych wyników. Może to być zatem bardziej odpowiednie dla materiałów znajdujących się na późniejszym etapie wdrażania do praktyki klinicznej lub dla produktów będących już w użyciu klinicznym.
W niniejszym protokole wykorzystano tester mechaniczny do ściskania tłoka z określoną prędkością oraz pomiaru siły niezbędnej do wykonania tej czynności. Tego typu testery mechaniczne są powszechnie stosowane w laboratoriach materiałowych i służą do ilościowego określania wstrzykiwalności różnych biomateriałów18,19,20,21,22,23,24. Badanie to można przeprowadzić z użyciem strzykawek i igieł o dowolnym rozmiarze i geometrii, zawierających dowolny materiał. Ponadto, w przypadku biomateriałów przygotowywanych bezpośrednio przed użyciem, przed testowaniem można zastosować dokładnie taką procedurę formulacji, jaka byłaby stosowana w klinice lub podczas operacji. Kolejną zaletą tej procedury jest jej względna szybkość; po skonfigurowaniu testera mechanicznego w ciągu godziny można zbadać dziesiątki próbek, w zależności od prędkości ekstruzji i objętości strzykawki. Stanowi to kontrast w stosunku do reologii rotacyjnej, która zazwyczaj trwa co najmniej 5–10 minut na jeden test, nie licząc czasu ładowania, równoważenia i czyszczenia. Wykorzystanie testera mechanicznego zapewnia stałą prędkość ekstruzji równomiernie rozłożoną na tłok, co jest szczególnie korzystne w przypadku formulacji lepkich lub takich, których właściwości zależą od czasu. Po zakończeniu testów wymagane jest minimalne przetworzenie danych w celu wyodrębnienia istotnych wartości do obiektywnych porównań.
Protokół
1. Przygotowanie próbki
- Przygotować próbkę i umieścić ją w strzykawce.
- Aby zasymulować wstępnie załadowaną strzykawkę, należy wcześniej przygotować próbkę, załadować ją do strzykawki i założyć igłę. Przechowywać w razie potrzeby, do czasu testowania. Może to być odpowiednie dla hydrożeli i materiałów, które nie zmieniają się z upływem czasu.
UWAGA: Na przykład, aby przygotować 2% roztwory alginianu, rozpuść 2 g soli sodowej kwasu alginowego w 100 ml wody dejonizowanej, mieszając w temperaturze pokojowej. Odessać roztwór do strzykawek o pojemności 5 ml i przechowywać przez 24 godziny w temperaturze pokojowej. - Alternatywnie, aby zasymulować wstrzyknięcie sformułowane bezpośrednio przed aplikacją, należy przygotować próbkę w taki sam sposób, w jaki zostałaby wykonana w klinice, uwzględniając dowolne czasy wiązania. Załadować do strzykawki i założyć igłę. Może to być odpowiednie dla cementów i materiałów, których właściwości zmieniają się z czasem.
UWAGA: Na przykład, aby przygotować cement siarczanowo-wapniowy, ręcznie wymieszaj 4 g półwodzianu siarczanu wapnia z 5 ml wody dejonizowanej za pomocą szpatułki przez 1 minutę. Wyjąć tłok ze strzykawki i załadować cement do cylindra strzykawki za pomocą szpatułki. Rozpocznij badanie mechaniczne po 4 minutach
UWAGA: Igły stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa, jeśli to możliwe, używaj igieł. Jeśli materiał zawiera komórki lub inne materiały biologiczne, należy zachować szczególną ostrożność, aby zapobiec zranieniu ostrymi narzędziami.
- Aby zasymulować wstępnie załadowaną strzykawkę, należy wcześniej przygotować próbkę, załadować ją do strzykawki i założyć igłę. Przechowywać w razie potrzeby, do czasu testowania. Może to być odpowiednie dla hydrożeli i materiałów, które nie zmieniają się z upływem czasu.
2. Konfiguracja testera mechanicznego
- Przymocuj płaskie płyty dociskowe (do próby ściskania) do testera mechanicznego.
- Ręcznie wyposaż tester mechaniczny w ogniwo obciążnikowe o maksymalnym obciążeniu 200 N.
UWAGA: Można użyć większego czujnika wagowego, pod warunkiem, że ma wystarczającą precyzję w zakresie 1 – 200 N. Próbki, które są bardziej lepkie i nie są przeznaczone do wstrzykiwania ręcznego, mogą wymagać większego ogniwa obciążnikowego. - Oddzielić płytki za pomocą przycisków sterowania ręcznego, aby zapewnić wystarczającą ilość miejsca na igłę, strzykawkę i tłok (około 30 cm będzie wystarczające).
- Utwórz protokół testowania.
- Otwórz kreatora testu i ustaw typ testu na kompresję jednoosiową.
- Ustaw wstępne ładowanie. Jest to zmierzona wartość siły, przy której rozpocznie się badanie. Wystarczy 0,5 N.
- Ustaw prędkość wstępnego obciążenia na 5 mm/min. Jest to prędkość, z jaką poprzeczka będzie się przesuwać w dół, dopóki nie napotka obciążenia wstępnego.
- Ustaw obciążenie na kontrolę przemieszczenia i wybierz odpowiednią prędkość testową. 1 mm/s to odpowiednia prędkość dla standardowej strzykawki o pojemności 5 ml.
- Ustawić górną granicę siły, przy której ma zostać zatrzymany test, np. 200 N. Dzieje się tak przede wszystkim ze względów bezpieczeństwa. Test może być również automatycznie zatrzymany przy danym przemieszczeniu, np. długości strzykawki.
3. Ustaw system zaciskania
- Przymocuj dwa zestawy zacisków do dwóch stojaków, z uchwytami wystarczająco dużymi, aby bezpiecznie zamocować wybraną strzykawkę.
- Umieść uchwyty między poprzeczką a płytą podstawy, pozostawiając wystarczająco dużo miejsca pod uchwytami na strzykawkę i igłę.
- Wyrównaj środki dwóch uchwytów i wyrównaj je ze środkiem krzyżaka.
UWAGA: Wyrównanie uchwytów zaciskowych względem siebie i środka poprzeczki może zająć trochę czasu i iteracji, ale jest ważne, aby uzyskać dane wysokiej jakości. - Upewnij się, że zaciski są mocno zamocowane, aby nie było ruchu w clamps po przyłożeniu siły skierowanej w dół.
- Umieść naczynie na dolnej płycie, aby zebrać wytłaczany materiał.
4. Uruchom protokół wstrzykiwania
- Włożyć strzykawkę do uchwytów zaciskowych i zamknąć je. Uchwyty powinny utrzymywać strzykawkę na miejscu, ale pozwalać jej poruszać się w górę i w dół bez oporu.
- Upewnij się, że strzykawka i tłok są prostopadłe do poprzeczki. Gwarantuje to, że mierzone będzie tylko jednoosiowe ściskanie materiału.
UWAGA: Do sprawdzenia kroków 4.1 i 4.2 należy użyć pustej strzykawki. - Opuść górną płytę do pozycji tuż nad tłokiem, używając przycisków ruchu ręcznego.
UWAGA: Możliwe jest wybranie "pozycji początkowej" w protokole testera mechanicznego, tak aby pierwotna pozycja nad tłokiem była osiągana automatycznie i była spójna przez cały czas badania. - Wyzeruj zmierzoną siłę, klikając "Zero siły".
- Uruchom protokół testowy, naciskając 'Uruchom'.
UWAGA: Eksperymentator powinien być zawsze obecny, aby obserwować każdą próbę i być gotowym do aktywacji wyłącznika awaryjnego w przypadku nieszczęśliwego wypadku. - Podnieść płytki na odpowiednią wysokość, używając przycisków ruchu ręcznego, tak aby można było wyjąć strzykawkę.
- Powtórz krok 4 dla każdej próbki.
UWAGA: W tym momencie strzykawkę i wytłaczaną próbkę można wyrzucić, jeśli nie jest wymagana dalsza analiza, ale można je zachować w celu zbadania prasowania filtra, samonaprawy, wpływu na komórki itp.
5. Gromadzenie danych
- Zapisz dane z każdej próby w formacie, na podstawie którego można wygenerować tabelę wartości siły i przemieszczenia (.txt, .xls, .xlsx).
- Wykreśl wyniki z każdej próby, z przemieszczeniem na osi x i siłą na osi y.
- Odczytaj maksymalną siłę (jeśli istnieje) i siłę plateau z wykresów.
Wyniki
Konfiguracja testera mechanicznego i systemu zaciskowego przedstawiona jest na Rysunku 1A. Niniejszy protokół pozwala na wygenerowanie tabeli i wykresu zależności siły od przemieszczenia dla każdej badanej próbki. Typowa krzywa przemieszczenia w funkcji siły składa się z trzech sekcji (Rysunek 1B): gradientu początkowego, gdy tłok pokonuje tarcie w tulei i materiał ulega przyspieszeniu, wartości maksymalnej siły oraz plateau, gdy materiał jest ekstrudowany w stanie stacjonarnym.
Należy jednak zauważyć, że wyraźne maksimum występuje tylko wtedy, gdy siła plateau jest niższa od siły wymaganej do przyspieszenia tłoka. W związku z tym piki obserwuje się jedynie w przypadku próbek nielepkich przechodzących przez szerokie igły. W przypadku próbek lepkich przechodzących przez węższy otwór siła potrzebna do wstrzyknięcia próbki ze stałą prędkością jest większa niż siła wymagana do pokonania tarcia w cylindrze i przyspieszenia materiału, przez co nie obserwuje się wyraźnego piku (Rysunek 1C). Dla próbek o bardzo wysokiej lepkości lub bardzo wąskich igieł siła wymagana do wyciśnięcia materiału może być tak duża, że strzykawka ulegnie wygięciu i uszkodzeniu, często przy bardzo niewielkim wyciśnięciu materiału (Rysunek 1D). Jeśli wstrzykiwany materiał zawiera cząstki lub ulega wiązaniu, jak w przypadku cementu, może dojść do prasowania filtracyjnego (preferencyjnego wypychania fazy ciekłej) lub wiązania masowego, co prowadzi do niepełnego wstrzyknięcia (Rysunek 1E).
Rycina 1: Przykładowe krzywe wygenerowane zgodnie z tym protokołem. (A) Konfiguracja testera mechanicznego dla tego protokołu. (B) Typowa krzywa siła-ekstruzja. (C) Krzywa siła-ekstruzja bez wyraźnego piku maksymalnego. (D) Krzywa siła-ekstruzja dla awarii strzykawki. (E) Krzywa siła-ekstruzja dla wiążącego cementu. Rycina ta została zaadaptowana z pracy Robinson et al.8. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Dyskusja
Testy mechaniczne są prawdopodobnie najprostszym i najbardziej wiarygodnym sposobem ilościowego określenia możliwości wstrzykiwania. Kluczową zaletą tego protokołu jest to, że nie jest wymagany żaden specjalny sprzęt, poza testerem mechanicznym, który jest powszechny w laboratoriach materiałowych. Ten protokół jest bardzo wszechstronny; Można użyć dowolnego materiału, grubości igły i rozmiaru strzykawki, pod warunkiem, że strzykawka może być umieszczona w zaciskach. Zostało to zweryfikowane w tym protokole dla strzykawek o pojemności do 10 ml. Co więcej, materiał może być przygotowany dokładnie tak, jak w przypadku rzeczywistego zastosowania25. Wreszcie, procedura ta jest bardzo szybka, trwa tylko do kilku minut na próbkę, co pozwala na przetwarzanie dziesiątek próbek na godzinę.
W przypadku próbek, które dają typowe krzywe, można wyodrębnić dwie wartości: krzywe siły maksymalnej i krzywej siły plateau. Maksymalna siła jest prawdopodobnie bardziej obiektywna i można ją uzyskać obliczeniowo z tabeli danych dla każdej próbki. I odwrotnie, siła plateau może być bardziej reprezentatywna, ponieważ będzie to siła doświadczana przez najdłuższy czas i, uśrednionie, na którą mniej wpływają krzywe z dużymi wahaniami. Wahania te mogą być spowodowane pęcherzykami powietrza lub cząstkami w materiale powodującymi przerywane zmiany podczas ich wytłaczania lub niską precyzją przyrządu do pomiarów małych sił. Warto jednak zauważyć, że dla wielu próbek nie ma maksymalnego skoku siły, a więc wartość maksymalna i plateau są takie same. Obiektywne porównania sił wtrysku mogą być dokonywane, o ile stosowana jest stała wartość.
Uzyskane dane można wykorzystać na kilka sposobów. Wartości siły wstrzykiwania można porównać z łatwością wstrzykiwania, aby ustalić, które preparaty, rozmiary strzykawek i igieł są odpowiednie do translacji8. Alternatywnie, porównanie między próbkami pozwala na ilościowe określenie zmian w preparatach pod kątem wstrzykiwalności. Na przykład w cementach zmiana lepkości fazy ciekłej, rozkładu wielkości cząstek i dodanie dodatków, takich jak cytrynian, w celu zmiany właściwości koloidalnych, może spowodować duże zmiany w wstrzykiwalności9. Testy te mogą również dostarczyć informacji na temat protokołu recepturowania cementów, na przykład czasu mieszania, czasu do obciążenia i czasu do aplikacji, w celu uzyskania optymalnej wydajności wtrysku i po wtrysku. Ponadto metoda ta może być wykorzystana do przetestowania wstępnej wykonalności nowatorskich biotuszy do druku 3D.
Protokół ten można modyfikować na kilka sposobów. System zaciskowy można zastąpić wykonaną na zamówienie konstrukcją wydrukowaną w 3D do trzymania strzykawki, co może ułatwić upewnienie się, że strzykawka i tłok są prostopadłe do poprzeczki i strzykawka są bezpiecznie trzymane. Igłę można zastąpić kaniulą lub dowolnym urządzeniem, które wytłacza materiał poprzez ściskanie tłoka i może mieć dowolny rozmiar i geometrię. W celu zwiększenia wierności wyników, końcówkę igły można umieścić w tkance lub hydrożelu, w celu dokładniejszej symulacji wstrzyknięcia klinicznego. Powoduje to jednak dalsze komplikacje w protokole, ponieważ skład tkanki/żelu i głębokość igły muszą być utrzymywane na stałym poziomie. Co więcej, protokół ten wykorzystuje wytłaczanie kontrolowane przemieszczeniem, aby zmierzyć siłę wymaganą do wtrysku z określoną prędkością. Alternatywnie można określić siłę wtrysku, a ilość wytłaczania można zmierzyć w czasie. Może to być przydatne w przypadku materiałów o właściwościach zależnych od czasu, takich jak cement. Na przykład, wykorzystując korelację między siłą wtrysku a łatwością wstrzykiwania w celu wybrania siły8, protokół ten może być wykorzystany do ustalenia, czy cała objętość cementu może być wstrzykiwana z tą prędkością przed wiązaniem. Wreszcie, protokół ten można łatwo połączyć z innymi eksperymentami, w celu przetestowania wpływu iniekcji na właściwości materiału i zbadania zjawisk takich jak prasowanie filtra i samoregeneracja, czy wpływ iniekcji na komórki.
Głównym ograniczeniem tego protokołu jest to, że wymagany jest uniwersalny tester mechaniczny. Chociaż są one powszechne w laboratoriach testujących materiały, są drogie w zakupie, jeśli użytkownik nie ma do nich dostępu. Ponadto tester mechaniczny zapewnia jednoosiowe ściskanie przy ustalonej sile lub szybkości przemieszczenia, podczas gdy przyłożona siła i prędkość wtrysku mogą się zmieniać w trakcie ręcznego wtryskiwania. Protokół ten nie nadaje się również do replikowania niektórych rzeczywistych iniekcji, takich jak zastrzyki do złożonych tkanek w teatrze operacyjnym lub wstrzykiwanie pod różnymi kątami. Aby określić ilościowo siłę wtrysku w klinice, lepszą metodą mogą być przetworniki siły i przemieszczenia.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca została sfinansowana przez EPSRC CDT for Formulation Engineering w School of Chemical Engineering na Uniwersytecie w Birmingham, Wielka Brytania, numer grantu EP/L015153/1, oraz Royal Centre for Defence Medicine.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Kwas alginowy Sól sodowa | Sigma | A2033-100G | |
| igły | Needlez | NB19G1.5 | Można użyć dowolnego rozmiaru, w zależności od zastosowania |
| Siarczan wapnia półhydrat | Acros Organics | 22441.296 | |
| Stojak zaciskowy | Eisco | MTST5 | Dwa wymagane |
| zaciski | R& L Przedsiębiorstwa | 41 | Dwa wymagane, powinny mieć płaskie |
| strzykawki | BD | 307731 | Można użyć dowolnego rozmiaru, w zależności od zastosowania |
| Uniwersalny tester mechaniczny | Zwick Roell | Z030 |
Bibliografia
- Webber, M. J., Appel, E. A., Meijer, E. W., Langer, R. Supramolecular biomaterials. Nature Materials. 15, 13-26 (2015).
- Mathew, A. P., Uthaman, S., Cho, K. -H., Cho, C. -S., Park, I. -K. Injectable hydrogels for delivering biotherapeutic molecules. International Journal of Biological Macromolecules. 110, 17-29 (2018).
- Zhou, H., et al. Injectable biomaterials for translational medicine. Materials Today. 28, 81-97 (2019).
- Alves, H. L. R., dos Santos, L. A., Bergmann, C. P. Injectability evaluation of tricalcium phosphate bone cement. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 19, 2241-2246 (2008).
- Yu, L., Ding, J. Injectable hydrogels as unique biomedical materials. Chemical Society Reviews. 37, 1473(2008).
- Pawelec, K. M., Planell, J. A. Bone Repair Biomaterials: Regeneration and Clinical Applications. , Elseiver, Woodhead Publishing. (2019).
- Fernandez de Grado, G., et al. Bone substitutes: a review of their characteristics, clinical use, and perspectives for large bone defects management. Journal of Tissue Engineering. 9, 204173141877681(2018).
- Robinson, T. E., et al. Filling the Gap: A Correlation between Objective and Subjective Measures of Injectability. Advanced Healthcare Materials. , 1901521(2020).
- O'Neill, R., et al. Critical review: Injectability of calcium phosphate pastes and cements. Acta Biomaterialia. 50, 1-19 (2017).
- Gantar, A., et al. Injectable and self-healing dynamic hydrogel containing bioactive glass nanoparticles as a potential biomaterial for bone regeneration. RSC Advances. 6, 69156-69166 (2016).
- Ramin, M. A., Latxague, L., Sindhu, K. R., Chassande, O., Barthélémy, P. Low molecular weight hydrogels derived from urea based-bolaamphiphiles as new injectable biomaterials. Biomaterials. 145, 72-80 (2017).
- Ren, K., He, C., Xiao, C., Li, G., Chen, X. Injectable glycopolypeptide hydrogels as biomimetic scaffolds for tissue engineering. Biomaterials. 51, 238-249 (2015).
- Burckbuchler, V., et al. Rheological and syringeability properties of highly concentrated human polyclonal immunoglobulin solutions. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 76, 351-356 (2010).
- Allmendinger, A., et al. Rheological characterization and injection forces of concentrated protein formulations: An alternative predictive model for non-Newtonian solutions. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 87, 318-328 (2014).
- Davison, P. F. The Effect of Hydrodynamic Shear on the Deoxyribonucleic Acid from T2 and T4 Bacteriophages. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 45, 1560-1568 (1959).
- Chen, M. H., et al. Methods to Assess Shear-Thinning Hydrogels for Application As Injectable Biomaterials. ACS Biomaterials Science and Engineering. 3, 3146-3160 (2017).
- Krebs, J., et al. Clinical measurements of cement injection pressure during vertebroplasty. Spine. 30, (2005).
- Bohner, M., Baroud, G. Injectability of calcium phosphate pastes. Biomaterials. 26, 1553-1563 (2005).
- Gbureck, U., Barralet, J. E., Spatz, K., Grover, L. M., Thull, R. Ionic Modification of Calcium Phosphate Cement Viscosity. Part I: Hypodermic Injection and Strength Improvement of Apatite Cement. Biomaterials. 25, 2187-2195 (2004).
- Habib, M., Baroud, G., Galea, L., Bohner, M. Evaluation of the ultrasonication process for injectability of hydraulic calcium phosphate pastes. Acta Biomaterialia. 8, 1164-1168 (2012).
- Martin, B. C., Minner, E. J., Wiseman, S. L., Klank, R. L., Gilbert, R. J. Agarose and methylcellulose hydrogel blends for nerve regeneration applications. Journal of Neural Engineering. 5, 221-231 (2008).
- Borzacchiello, A., Russo, L., Malle, B. M., Schwach-Abdellaoui, K., Ambrosio, L. Hyaluronic Acid Based Hydrogels for Regenerative Medicine Applications. BioMed Research International. 2015, 871218(2015).
- Zhao, L., Weir, M. D., Xu, H. H. K. An injectable calcium phosphate-alginate hydrogel-umbilical cord mesenchymal stem cell paste for bone tissue engineering. Biomaterials. 31, 6502-6510 (2010).
- Ji, D. -Y., Kuo, T. -F., Wu, H. -D., Yang, J. -C., Lee, S. -Y. A novel injectable chitosan/polyglutamate polyelectrolyte complex hydrogel with hydroxyapatite for soft-tissue augmentation. Carbohydrate Polymers. 89, 1123-1130 (2012).
- Vaishya, R., Chauhan, M., Vaish, A. Bone cement. Journal of Clinical Orthopaedics and Trauma. 4, 157-163 (2013).
Przedruki i uprawnienia
