New trends in tissue engineering Nowe trendy w inżynierii tkankowej

Artroskopia i Chirurgia Stawów, 2007; 3(3): 11-16 Arthroscopy and Joint Surgery, 2007; 3(3): 11-16 www.artroskopia.org Received: 2007.07.16 Accepted: 2007.08.03 Published: 2007.09.28 New trends in tissue engineering Nowe trendy w inżynierii tkankowej Anna Kaźnica 1, Romana Joachimiak 1, Tomasz Drewa 1, Tomasz Rawo 2, Jarosław Deszczyński 2 1 Tissue Engineering Department, Chair of Medical Biology, Collegium Medicum, Nicolaus Copernicus University, Toruń, Poland 2 Department of Orthopedic Surgery and Rehabilitation, 2 nd Medical Faculty of Warsaw Medical University, Warsaw, Poland Summary Tissue engineering is a new discipline of science which development is very intensive. Methods used in tissue engineering enable regeneration or substitution of damaged tissues and organs with new one, produced in vitro. The main issues concern combination of biomaterials, nanomaterials, three-dimensional implants and microchips with stem cells. key words: słowa kluczowe: tissue engineering biomaterials stem cells regenerative medicine inżynieria tkankowa biomateriały komórki macierzyste medycyna regeneracyjna Full-text PDF: http://www.artroskopia.org/fulltxt.php?icid=630529 Word count: 1291/1121 Tables: Figures: 7 References: 18 Author s address: Adres autora: Anna Kaźnica, Tissue Engineering Department, Chair of Medical Biology, Collegium Medicum, Nicolaus Copernicus University, Toruń, Karłowicza 24, 85-092 Bydgoszcz, Poland, e-mail: a.kaznica@wp.pl 11

Artroskopia i Chirurgia Stawów, 2007; 3(3): 11-16 Kaźnica A i wsp. Nowe trendy w inżynierii tkankowej WSTĘP Inżynieria tkankowa to młoda, ale intensywnie rozwijająca się dziedzina nauki. Nowe możliwości regeneracji chorych lub uszkodzonych tkanek stworzone dzięki stosowaniu metod inżynieri tkankowej sprawiają, iż znajduje ona coraz szersze zastosowanie w medycynie, szczególnie w ortopedii. Inżynieria tkankowa jest dyscypliną naukową, stwarzającą nowe alternatywne rozwiązania zmieniające sposób podejścia do leczenia przy pomocy przeszczepów oraz uzupełniania ubytków narządów i tkanek. Jeszcze kilka lat temu sądzono, iż ludzkie tkanki mogą być zastępowane tylko poprzez bezpośrednie transplantacje allogeniczne lub całkowicie sztuczne implanty. W ostatnich latach wiele uwagi poświęca się narządom biohybrydowym zbudowanym z komórek autologicznych. Zastosowanie nowatorskich połączeń nanomateriałów, trójwymiarowych wszczepów, przepływowych mikroczipów czy bioaktywnego szkła z wyhodowanymi na nich komórkami macierzystymi daje szansę na przygotowanie odpowiedniej tkanki w warunkach laboratoryjnych. KOMÓRKI MACIERZYSTE W inżynierii tkankowej wykorzystuje się wiele różnych typów komórek, obecnie jednak najwięcej uwagi poświęca się komórkom macierzystym. Komórki macierzyste są to komórki o dużym potencjale do różnicowania w inne typy komórek, zdolne do samoodnowy [1,2]. Wyróżnia się następujące typy komórek macierzystych: Totipotencjalne (embrionalne komórki macierzyste, wyodrębnione z zarodka na etapie blastocysty) mogące dać początek całemu organizmowi. Pluripotencjalne (embrionalne komórki macierzyste), które mogą różnicować się w każdy typ wyspecjalizowanej komórki, za wyjątkiem komórek rozrodczych. Multipotencjalne (somatyczne komórki macierzyste, posiadające możliwość stałego wytwarzania nowych komórek) mogące różnicować się w różne typy komórek, z reguły o podobnych właściwościach. Unipotencjalne (komórki prekursorowe będące bezpośrednim źródłem komórek odnawiających daną tkankę). Mogą różnicować się tylko w jeden typ komórki. BACKGROUND Tissue engineering is a new but intensively developing discipline of science. Thanks to its possibilities to regenerate damaged tissues, tissue engineering is more often used in medicine, especially in orthopedics. Tissue engineering opens new alternative solutions which can change the management of many diseases. Years ago, there was a belief that human tissues can be replaced only by direct allogenic transplantation or completely artificial implants. In last years scientist attention is directed to biohybrid organs. Novel application of nanomaterials, three-dimensional implants, flow-microchips or bioactive glass with stem cells gives huge opportunity for creating new tissues. STEM CELLS Many different types of cells are used in tissue engineering, especially stem cells. Stem cells posses differentiation potential and are capable to self-renew [1,2]. There are following types of stem cells: Totipotential (embryonic stem cells from embryo blastocyst) which can give rise to whole organism. Pluripotential (embryonic stem cells) which can differentiate into each cell type with the exception of germ cells. Multipotential (somatic stem cells, responsible for the replenishment of cells throughout life) which can differentiate into cells with similar properties. Unipotential (progenitor cells) which can differentiate into only one type of cell. Embryonic and somatic stem cells are ideal candidates for tissue engineering purposes. Unfortunately there are still many ethical dilemmas due to use of embryonic stem cells. In orthopedics attention is focused on mesenchymal stem cells (MSC) from bone marrow [1]. Mesenchymal stem cells (Figure 1) can give rise to chondrocytes, osteocytes, myocytes and adipocytes [3 5]. W inżynierii tkankowej zastosowanie znalazły embrionalne i somatyczne komórki macierzyste. Z wykorzystaniem embrionalnych komórek macierzystych wiąże się wiele dylematów natury moralnej i etycznej i dlatego w ortopedii największym zainteresowaniem cieszą się mezenchymalne komórki macierzyste MSC (Mesenchymal Stem Cells) wyizolowane ze szpiku kostnego osób dorosłych [1]. Mezenchymalne komórki macierzyste stosuje się do regeneracji chrząstki, ścięgien, więzadeł i kości. Mezenchymalne komórki macierzyste (Rycina 1) wykazują zdolność do różnicowania się w komórki pochodzenia mezodermalnego m.in. w chondrocyty, osteocyty, miocyty i adipocyty [3 5]. Do rekonstrukcji uszkodzonych tkanek i narządów zwykle stosuje się procedurę polegającą na namnożeniu wyizolowanych komórek z tkanki biorcy w warunkach in vitro, wysianiu ich na rusztowania z biodegradowalnych polimerów i dalszej hodowli. W tym celu projektuje się trójwymiarowe 12 Rycina 1. Mezenchymalne komórki macierzyste szpiku kostnego wyizolowane od szczura rasy Wistar, pasaż 11 (pow. 100, mikroskop odwrócony, fot. R. Joachimiak). Figure 1. Mesenchymal stem cells from male Wistar rat s bone marrow, passage 11 th (magnific. 100, inverted microscop, phot. R. Joachimiak).

Arthroscopy and Joint Surgery, 2007; 3(3): 11-16 Kaźnica A et al New trends in tissue engineering szkielety z biomateriałów wchłanialnych, odpowiednich dla wzrostu komórek tworzących nowe tkanki i narządy [6]. Nadrzędnym zadaniem w inżynierii tkankowej stało się stworzenie rusztowania wraz z komórkami, takiego które mogłoby odtworzyć nową tkankę, czynnościowo i strukturalnie, porównywalną z tkanką prawidłową. RUSZTOWANIA (SKAFOLDY) Wykorzystywanie biomateriałów, jako biologicznych implantów znane jest od czasów starożytnych. Sztuczne oczy, uszy, zęby i nosy znaleziono przy mumiach egipskich. Chińczycy i Indianie stosowali woski, kleje, drewno i różne metale celem zastąpienia uszkodzonych lub brakujących części ciała [7]. Pod koniec XX wieku zmieniły się kryteria wyboru i wykorzystania biomateriałów do przeszczepiania. Skafoldy stosowane w inżynierii tkankowej mają naśladować biologiczne funkcje macierzy zewnątrzkomórkowej, utrzymywać strukturę i funkcje tworzonych konstrukcji tkankowych oraz przyczyniać się do wzrostu, adhezji i różnicowania się komórek. Rusztowania przygotowuje się z odpowiednich biozgodnych materiałów, które ulegają powolnej degradacji i resorpcji w organizmie. Większość z nich zapewnia hodowli trójwymiarową przestrzeń, w której komórki mogą rosnąć i dzielić się [6]. Wyróżnia się skafoldy naturalne i syntetyczne, które stosuje się w zależności od wskazań medycznych. Przyszłością są inteligentne biomateriały, które będą modyfikować swoje właściwości w odpowiedzi na zmiany warunków środowiska zewnętrznego, np. zmiany ph, temperatury. Rusztowania stosowane w inżynierii tkankowej zazwyczaj łączy się z odpowiednimi komórkami. Coraz częściej jednak stosuje się skafoldy bez elementów komórkowych. Stosowanie komórek ma za zadanie wzmagać proces syntezy tkanek de novo. W celu zapewnienia komórkom dostępu do składników odżywczych, jak i odpowiedniej powierzchni wzrostu projektuje się porowate konstrukcje. Do hodowli osteocytów stosuje się skafoldy składające się z hydroksyapatytu lub bioaktywnego szkła, PLGA (poly(lactic-co-glycolic acid)) lub kolagenu, które dzięki swojej strukturze aktywnie uczestniczą w regeneracji tkanki kostnej poprzez zwiększoną adsorpcję wielu białek m.in. czynników wzrostu i białek receptorowych [8]. Nowe generacje skafoldów projektuje się z porowatych materiałów zawierających czynniki wzrostu tkanki kostnej, wolno uwalniającą się witaminę C i b-glicerofosforan [6]. Popularną i wciąż modyfikowaną techniką hodowli i przeszczepiania komórek jest enkapsulacja, która po raz pierwszy została zastosowana w 1960 roku. Komórki zamyka się w kapsułkach wykonanych z biomateriałów przepuszczających substancje odżywcze i tlen, pozwalając jednocześnie na wypływ substancji wydzielanych przez przeszczepione komórki do krwiobiegu lub sąsiadujących tkanek. Kapsułka taka chroni również przed komórkami układu immunologicznego mogącymi zniszczyć wszczep (Rycina 2). Tradycyjne materiały stosowane do produkcji kapsuł to m.in. chitozan, polisacharydowe hydrożele, wapń i polilizyna, zaś nowe techniki pozwalają na produkcję silikonowych kapsuł o nanometrowych porach [9]. Produkcja skafoldów powinna uwzględniać indywidualne warunki anatomiczne pacjenta. Metoda rapid prototyping Rycina 2. Zasada działania wszczepu przygotowanego metodą enkapsulacji (wg R. Joachimiak). Figure 2. Encapsulation technique (according to R. Joachimiak). Commonly applied procedure in damaged tissues and organs reconstruction is donor cell isolation, seeding on biodegradable scaffolds and further cultivation in vitro. For this purpose 3D absorbable biomaterials are being designed [6]. The main goal in tissue engineering is to create such cell seeded scaffolds that are able to reconstruct functionally and structurally new tissue. SCAFFOLDS Biomaterials as biological implants are known from ancient times. Artificial eyes, ears, teeth and noses were found with Egyptian mummies. Chineese and Indians used waxes, glues, wood and different metals to replace damaged or missing parts of the body [7]. At the end of XX century selection criteria of biomaterials were changed. Scaffolds used in tissue enginnering are designed to mimic the biological function of extracellular matrix, maintain structure and function of created tissue constructs and contribute to growth, adhesion and differentiation of cells. Scaffolds are made of suitable biocompatible materials which are slowly degraded and resorbed. Most of them provide three-dimensional space in which cells are able to grow and divide [6]. Natural and synthetic scaffolds are used depending on therapeutic indications. Intelligent biomaterials capable to change their own properties in response to external environment are the future of tissue engineering. Scaffolds applied in tissue engineering can be seede with different types of cells. Scaffolds without cell compartment are also used very often. The main idea to use cell seede scaffolds is to enhance de novo tissue synthesis. To enable nutrients and growth space access, porous constructions are designed. Scaffolds made of hydroxyapatite or bioactive glass, PLGA (poly(lactic-co-glycolic acid)) or collagen are used for osteocytes culture. Thanks to their structure they participate in bone tissue regeneration, enhancing proteins adsorption (growth factors and receptor proteins) [8]. The new generation of biomaterials includes bone growth factors, slowly released vitamin C and b-glycerophosphate [6]. 13

Artroskopia i Chirurgia Stawów, 2007; 3(3): 11-16 Kaźnica A i wsp. Nowe trendy w inżynierii tkankowej umożliwia komputerowe przygotowanie trójwymiarowego modelu ubytku, który ma zostać wypełniony przez zaprojektowany implant (Rycina 3) [10]. Jedną z technik umożliwiającą wyprodukowanie tak zaprojektowanego implantu jest 3D printing (nadrukowanie przestrzenne), przy użyciu zmodyfikowanych drukarek. Wybór materiałów używanych w tej metodzie jest nieograniczony, od materiałów ceramicznych w postaci pyłów do substancji żelowych [10,11]. Skafoldy o małej średnicy porów umożliwiają lepszą interakcję komórek z czynnikami wzrostu i innymi ligandami, mającymi wpływ na funkcje i różnicowanie się komórek [6]. NANOMATERIAŁY STOSOWANE W INŻYNIERII TKANKOWEJ Nanomateriały składają się z elementów (włókna, ziarna, cząstki), których wielkość nie przekracza 100 nm. Do produkcji nanomateriałów stosuje się dotąd powszechnie używane w produkcji skafoldów w skali mikro metale, ceramikę, polimery lub kompozyty powstałe z ich połączeń [12]. Nanomateriały posiadają unikalne właściwości powierzchniowe, które zwiększają adsorpcję białek i adhezję komórek, poprawiają znacznie interakcje pomiędzy białkami i komórkami [12,13]. Obserwuje się np. wzrost adsorpcji fibronektyny przy stosowaniu mniejszych cząsteczek PLGA (Rycina 4). Coraz częściej nanomateriały wykorzystuje się w ortopedii w celu regeneracji tkanki mięśniowo-szkieletowej. Skafoldy wykonane z nanomateriałów przypominają struktury żywego organizmu, które są zbudowane z elementów o mikro i nanorozmiarach, tak jak struktura kości (Rycina 5). Do regeneracji kości stosuje się nanoceramikę, taką jak tlenek glinu, tytan i hydroksyapatyt, które w porównaniu z tradycyjnie wykorzystywanymi rusztowaniami zwiększają adhezję i proliferację osteoblastów, a także poprawiają czynność osteoklastów [12,14]. Podobne korzystne zjawiska obserwuje się w przypadku stosowania nanometali, nanopolimerów czy też nanokompozytów (Rycina 6). Zastosowanie nanomateriałów w inżynierii tkankowej daje duże nadzieje na regenerację tkanki chrzęstnej poprzez dopasowanie składu, mikrostruktury i właściwości biologicznych do chondrocytów. Nanostruktura PLGA zwiększa adhezję, wzrost, różnicowanie, żywotność i syntezę zewnątrzkomórkowej macierzy chondrocytów [15]. Dzięki interakcji pomiędzy nanomateriałami i białkami, a później komórkami regeneracja uszkodzonych tkanek staje się możliwa. 14 Pył ceramiczny (np. zmodyfikowany proszek hydroksyapatytu) + Skafold Pory: do 450 μm Grubość ścianek: do 330 μm Wytrzymałość mechaniczna: 22 MPa Roztwór wiążący polimeru Encapsulation, which was applied in 1960 for the first time, is still very popular and often modified technique of cultivating and transplanting the cells. Cells are being closed in capsules which are permeable for nutrients, oxygen and therapeutic substances. Such capsule protects against host immunological cells which may damage the implant (Figure 2). Chitosan, polysaccharide hydrogels, calcium and polylysine are traditionally used in capsule production. New methods allow creating silicone capsules with nanosize pores [9]. Individual anatomical patient s conditions should be taken into consideration in scaffold creation. Rapid prototyping method provides the possibility to produce three-dimensional defect model which will be replaces by the implant (Figure 3) [10]. 3D printing is one of the method used in implant production. The choice of material is highly flexible, from powder ceramic materials to gel substances [10,11]. Ceramic powder (modified hydroxyapatitie powder) Scaffolds with small pore size allow better cell interaction with growth factors and other ligands which have influence on cell function and differentiation [6]. NANOMATERIALS USED IN TISSUE ENGINEERING Nanomaterials are materials with very small components (fibers, grains, particles) with dimension in the range of 1 100 nm. Nanomaterials can be conventionally used metals, ceramics, polymers or composite materials which demonstrate novel features due to their nanoscale [12]. Nanomaterials possess unique surface features, which enhance protein adsorption, cell adhesion and improve interaction between cells and proteins. [12,13]. Better fibronectin adsorption on nanometer PLGA surface was observed (Figure 4). Nanomaterials are more often used in orthopedics due to their regeneration ability of sceletal-muscle tissue. Scaffolds prepared from nanomaterials are designed and assembled from micro- and nanoscale building elements similar to natural tissues (for instance bone structure) (Figure5). Nanoceramics, alumina, titania and hyroxyapatite are used in bone regeneration. They promote osteoblast adhesion and proliferation, osteoclast function in comparison with traditionally used microscale materials [12,14]. Similar advantageous effects are observed not only on nanophase ceramics but also on nanometals, nanoplymers and nanocomposites (Figure 6). + Polymer-based Scaffold Pores: dimension down to 450 μm Wall thickness: down to 330 μm Mechanical strenght: up to 22 MPa

Arthroscopy and Joint Surgery, 2007; 3(3): 11-16 Kaźnica A et al New trends in tissue engineering A B C D Rycina 3. Proces komputerowego projektowania implantu rapid prototyping wg Schieker i wsp. 2006 [10]. (A) Zebranie danych klinicznych. Badanie tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego. (B) Zastosowanie programów naśladujących naturalną budowę kości. (C) Projektowanie rusztowania. (D) Wykonanie rusztowania metodą nadrukowania przestrzennego. Figure 3. A typical rapid prototyping process according to Schieker et al. 2006 [10]. (A) Medical dataset (CT, MRI-scans). (B) Use of computer programmes which mimic bone structure. (C) Scaffold design. (D) Custom-made scaffolds by 3D printing. Rycina 6. Formowanie się kości na skafoldach pokrytych nanofazowym (nano-hydroksyapatyt) i konwencjonalnym hydroksyapatytem HA wg Liu i Webster 2007 [12]. Figure 6. Bone formation on nanophase or conventional hydroxyapatite (HA) scaffolds according to Liu and Webster 2007 [12]. Rycina 4. Adsorpcja fibronektyny na cząsteczkach PLGA o różnej średnicy wg Liu i Webster 2007 [12]. Figure 4. Images of fibronectin adsorbed to PLGA surfaces with various nanoscale surface features according to Liu and Webster 2007 [12]. Rycina 5. Makro-, mikro- i nanostruktura kości (schemat wg M. Schieker). Figure 5. Macro-, micro- and nanostructure of bone according to M. Schieker. SKAFOLDY I KOMÓRKI MACIERZYSTE Komórki macierzyste aby przeżyć i zróżnicować się w określony typ tkanki, wymagają odpowiedniego mikrośrodowiska i obecności określonych czynników wzrostu. Połączenie komórek macierzystych z biomateriałami daje możliwości tworzenia nowych tkanek, a nawet narządów. Komórki macie- Rycina 7. Przygotowanie implantu z materiału biowchłanialnego i wyhodowanych komórek in vitro (wg R. Joachimiak). Figure 7. Bioabsorbable implant with stem cells prepared in vitro (according to R. Joachimiak). According to the current trends it is suggested that nanomaterials used in tissue engineering may offer promising opportunities for cartilage regeneration in a natural way. 15

Artroskopia i Chirurgia Stawów, 2007; 3(3): 11-16 Kaźnica A i wsp. Nowe trendy w inżynierii tkankowej rzyste mogą być bezpośrednio umieszczone na powierzchni macierzy, która tworzy szkielet przyszłej tkanki lub narządu. Inną metodą jest osadzenie komórek macierzystych poddanych różnicowaniu w warunkach hodowli in vitro. Utworzoną w ten sposób przestrzenną konstrukcję składającą się z biomateriałów wchłanialnych i wyhodowanych komórek wszczepia się w miejsce ubytku (Rycina 7), gdzie komórki dalej namnażają się i grupują budując tkankę. W tym samym czasie biomateriał ulega stopniowej degradacji, a ubytek zostaje zastąpiony nową tkanką (neo-tkanka). W ortopedii ze względu na ograniczaną liczbę dawców do regeneracji tkanki kostnej i chrzęstnej coraz częściej wykorzystuje się ludzkie mezenchymalne komórki macierzyste szpiku kostnego poddane różnicowaniu w połączeniu z porowatymi skafoldami i nanomateriałami. Proces różnicowania komórek macierzystych jest kontrolowany przez szereg hormonów i czynników transkrypcyjnych [16 18]. WNIOSKI Rozwój inżynierii tkankowej stwarza nowe możliwości leczenia wielu schorzeń. Największy postęp dotyczy modyfikowania powierzchni i właściwości stosowanych biomateriałów. W centrum zainteresowania są implanty, które zawierają czynniki wzrostu charakterystyczne dla danej tkanki uwalniane sukcesywnie do wszczepu. Projektuje się mikroczipy do hodowli komórek na trójwymiarowym podłożu, które są niemal identycznej struktury, jak komórki w organizmie. Przyszłość w rozwoju medycyny regeneracyjnej to również wyspecjalizowane, w pełni zautomatyzowane bioreaktory, w których wszystkie warunki fizyko-chemiczne są ściśle zdefiniowane dla danej tkanki oraz nieinwazyjne techniki monitorowania zmian strukturalnych skafoldów i systemy obserwowania fenotypu i żywotności komórek. Inżynieria tkankowa korzystając z osiągnięć nauki o materiałach biologicznych, biologii komórki, biochemii, inżynierii biomedycznej i transplantologii stwarza nowe możliwości regeneracji tkanek. PIŚMIENNICTWO: PLGA nanostructure enhances chondrocyte function such as adhesion, growth, differentiation and extracellular matrix synthesis [15]. Regeneration of damaged tissues is possible due to interaction between nanomaterials, proteins and cells. SCAFFOLDS AND STEM CELLS An adequate microenvironment and growth factors are necessary for stem cells to live and differentiate into a special type of tissue. Combination of stem cells and biomaterials gives huge opportunity in creation of new tissue and whole organs. Stem cells may be placed on matrix surface directly. Another method is setting up stem cells which have been preciously differentiated in in vitro conditions. Such prepared three-dimensional implants consisting of bioabsorbable materials and cultured cells are engrafted into damaged place (Figure 7) where cells are proliferating and rebuilt new tissues. At the same time biomaterial is slowly degraded. In orthopedics, due to insufficient number of donors, human mesenchymal stem cells with porous scaffolds and nanomaterials are used in bone and cartilage regeneration. Stem cell differentiation process is strictly controlled by hormones and transcriptional factors [16 18]. CONCLUSIONS Development of tissue engineering gives new opportunities in treatment of many diseases. The biggest progress concerns modification of biomaterials properties and their surface. The most interesting are implants with slowly released growth factors characteristic for proper tissue. Threedimensional microchips with nearly identical structure as natural cells are designed. Future of regenerative medicine is automated bioreactors where every condition is defined, equipped with noninvasive cell monitoring system. REFERENCES: 1. Dai W, Hale S, Kloner A: Stem cell transplantation for the treatment of myocardial infarction. Transpl Immunol, 2005; 15: 91 97 2. Amos T, Gordon M: Sources of human hematopoietic stem cells for transplantation a review. Cell Transplant, 1995; 4(6): 547 69 3. Martin D, Cox N, Hathcock T et al: Isolation and characterization of multipotential mesenchymal stem cells from feline bone marrow. Exp Hematol, 2002; 30: 879 86 4. Ulloa-Montoya F, Verfaillie C, Hu W: Culture system for pluripotent stem cells. J Biosci Bioeng, 2005; 100(1); 12 27 5. Short B, Brouard N, Occhiodoro-Scott T et al: Mesenchymal stem cells. Arch Med Res, 2003; 34: 565 71 6. Evans N, Gentelman E, Polak J: Scaffolds for stem cells. Materials Today, 2006; 9(12): 26 33 7. Ramakrishna S, Mayer J, Wintermantel E, Leong KW: Biomedical applications of polymer-composite materials: a review. Compos Sci Technol, 2001; 61: 1189 24 8. Padilla S, Sanchez-Salcedo S, Vallet-Regi M: Bioactive glass as precursor of designed-architecture scaffolds for tissue engineering. J Biomed Res Part A, 2006; 224 32 9. Pichonat T, Gauthier-Manuel B: Realization of porous silicon based miniature fuel cells. J Power Sources, 2006; 154: 198 201 16 10. Schieker M, Seitz H, Drosse I et al: Biomaterials as scaffold for bone tissue engineering. Eur J Trauma, 2006; 32: 114 24 11. Boland T, Tao X, Damon BJ et al: Drop-on-demand printing of cells and materials for designer tissue constructs. Mat Sci Eng C, 2007; 27: 372 76 12. Liu H, Webster T: Nanomedicine for implants: A review of studies and necessary experimental tools. Biomaterials, 2007; 28: 354 69 13. Asuri P, Bale SS, Karajanagi SS, Kane RS: The protein nanomaterial interface. Curr Opin Biotechnol, 2006; 17: 562 68 14. Sato M, Webster T: Nanobiotechnology: implications for the future of nanotechnology in orthopedic applications. Expert Rev Medical Devices, 2004; 1(1): 105 14 15. Park GE, Pattison MA, Park K: Accelerated chondrocyte functions on NaOH treated PLGA scaffolds. Biomaterials, 2005; 26: 3075 82 16. Mygind T, Stiehler M, Baatrup A et al: Mesenchymal stem cell ingrowth and differentiation on coralline hydroxyapatite scaffolds. Biomaterials, 2007; 28: 1036 47 17. Silva G, Coutinho O, Ducheyne P et al: The effect of starch and starch-bioactive glass composite microparticles on adhesion and expression of the osteoblastic phenotype of bone cell line. Biomaterials, 2007; 28: 326 34 18. Rezwan K, Chen Q, Blaker J, Boccaccini A: Biodegradable and bioactive porous polymer/inorganic composite scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials, 2006; 27: 3413 31