Fabrication of scaffolds in tissue engineering: A review

Abstract

Tissue engineering (TE) is an integrated discipline that involves engineering and natural science in the development of biological materials to replace, repair, and improve the function of diseased or missing tissues. Traditional medical and surgical treatments have been reported to have side effects on patients caused by organ necrosis and tissue loss. However, engineered tissues and organs provide a new way to cure specific diseases. Scaffold fabrication is an important step in the TE process. This paper summarizes and reviews the widely used scaffold fabrication methods, including conventional methods, electrospinning, three-dimensional printing, and a combination of molding techniques. Furthermore, the differences among the properties of tissues, such as pore size and distribution, porosity, structure, and mechanical properties, are elucidated and critically reviewed. Some studies that combine two or more methods are also reviewed. Finally, this paper provides some guidance and suggestions for the future of scaffold fabrication.

Keywords

tissue engineering / scaffolds / electrospinning / 3D printing / molding techniques / conventional methods

References

[1] Khorshidi S, Solouk  A, Mirzadeh H, A review of key challenges of electrospun scaffolds for tissue-engineering applications. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, 2015, 10(9): 715–738

[2] Guo B, Sun  Y, Finne-Wistrand A, Electroactive porous tubular scaffolds with degradability and non-cytotoxicity for neural tissue regeneration. Acta Biomaterialia, 2012, 8(1): 144–153 

[3] Zhang Y S, Xia  Y. Multiple facets for extracellular matrix mimicking in regenerative medicine. Nanomedicine (London), 2015, 10(5): 689–692

[4] Rustad K C, Sorkin  M, Levi B, Strategies for organ level tissue engineering. Organogenesis, 2010, 6(3): 151–157 

[5] Khademhosseini A, Vacanti  J P, Langer  R. Progress in tissue engineering. Scientific American, 2009, 300(5): 64–71

[6] Kadler K. Matrix loading: Assembly of extracellular matrix collagen fibrils during embryogenesis. Birth Defects Research. Part C, Embryo Today, 2004, 72(1): 1–11

[7] Cukierman E, Pankov  R, Stevens D R, Taking cell-matrix adhesions to the third dimension. Science, 2001, 294(5547): 1708–1712

[8] Abbott A. Cell culture: Biology’s new dimension. Nature, 2003, 424(6951): 870–872

[9] Lee G Y, Kenny  P A, Lee  E H, Three-dimensional culture models of normal and malignant breast epithelial cells. Nature Methods, 2007, 4(4): 359–365 

[10] Scaffaro R, Lopresti  F, Botta L, Preparation of three-layered porous PLA/PEG scaffold: Relationship between morphology, mechanical behavior and cell permeability. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2016, 54: 8–20

[11] Scaffaro R, Lopresti  F, Botta L, Melt processed PCL/PEG scaffold with discrete pore size gradient for selective cellular infiltration. Macromolecular Materials and Engineering, 2016, 301(2): 182–190

[12] Scaffaro R, Lopresti  F, Botta L, Integration of PCL and PLA in a monolithic porous scaffold for interface tissue engineering. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2016, 63: 303–313

[13] Lo Re G, Lopresti  F, Petrucci G, A facile method to determine pore size distribution in porous scaffold by using image processing. Micron (Oxford, England), 2015, 76: 37–45 

[14] Odedra D, Chiu  L, Reis L, Cardiac tissue engineering. In: Burdick J A, Mauck R L, eds. Biomaterials for Tissue Engineering Applications. Vienna: Springer, 2011, 421–456 

[15] Hollister S J. Porous scaffold design for tissue engineering. Nature Materials, 2005, 4(7): 518–524 

[16] Scaffaro R, Lopresti  F, Maio A, Development of polymeric functionally graded scaffolds: A brief review. Journal of Applied Biomaterials & Functional Materials, 2017, 15(2): e107–e121

[17] Scaffaro R, Lopresti  F, Botta L, A facile and eco-friendly route to fabricate poly(lactic acid) scaffolds with graded pore size. Journal of Visualized Experiments Jove, 2016, 2016(116): e54595 

[18] Yousefi A M, Hoque  M E, Prasad  R G, Current strategies in multiphasic scaffold design for osteochondral tissue engineering: A review. Journal of Biomedical Materials Research. Part A, 2015, 103(7): 2460–2481

[19] Fong E L, Watson  B M, Kasper  F K, Building bridges: Leveraging interdisciplinary collaborations in the development of biomaterials to meet clinical needs. Advanced Materials, 2012, 24(36): 4995–5013

[20] Lee K W, Wang  S, Dadsetan M, Enhanced cell ingrowth and proliferation through three-dimensional nanocomposite scaffolds with controlled pore structures. Biomacromolecules, 2010, 11(3): 682–689 

[21] Hollister S J,  Maddox R,  Taboas J M. Optimal design and fabrication of scaffolds to mimic tissue properties and satisfy biological constraints. Biomaterials, 2002, 23(20): 4095–4103 

[22] Butler D L, Goldstein  S A, Guilak  F. Functional tissue engineering: The role of biomechanics. Journal of Biomechanical Engineering, 2000, 122(6): 570–575 

[23] Chan B, Leong  K. Scaffolding in tissue engineering: General approaches and tissue-specific considerations. European Spine Journal, 2008, 17(S4): 467–479 

[24] Dutta R C, Dey  M, Dutta A K, Competent processing techniques for scaffolds in tissue engineering. Biotechnology Advances, 2017, 35(2): 240–250 

[25] Sultana N, Wang  M. Fabrication of HA/PHBV composite scaffolds through the emulsion freezing/freeze-drying process and characterisation of the scaffolds. Journal of Materials Science. Materials in Medicine, 2008, 19(7): 2555–2561

[26] Sachlos E, Czernuszka  J. Making tissue engineering scaffolds work. Review: The application of solid freeform fabrication technology to the production of tissue engineering scaffolds. European Cells & Materials, 2003, 5: 29–40 

[27] Scaffaro R, Sutera  F, Lopresti F. Using Taguchi method for the optimization of processing variables to prepare porous scaffolds by combined melt mixing/particulate leaching. 2017 (in press) 

[28] Mi H Y, Jing  X, Turng L S. Fabrication of porous synthetic polymer scaffolds for tissue engineering. Journal of Cellular Plastics, 2015, 51(2): 165–196 

[29] Holzwarth J M,  Ma P X. Biomimetic nanofibrous scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials, 2011, 32(36): 9622–9629 

[30] Lee K Y, Mooney  D J. Hydrogels for tissue engineering. Chemical Reviews, 2001, 101(7): 1869–1880 

[31] Fallahiarezoudar E,  Ahmadipourroudposht M,  Idris A, A review of: Application of synthetic scaffold in tissue engineering heart valves. Materials Science and Engineering C, 2015, 48: 556–565 

[32] Mikos A G, Thorsen  A J, Czerwonka  L A, Preparation and characterization of poly(L-lactic acid) foams. Polymer, 1994, 35(5): 1068–1077 

[33] Lanza R P, Langer  R, Chick W L, Principles of tissue engineering. Nature, 1997, 389(6650): 453 

[34] Nam Y S, Park  T G. Porous biodegradable polymeric scaffolds prepared by thermally induced phase separation. Journal of Biomedical Materials Research, 1999, 47(1): 8–17 

[35] Nam Y S, Park  T G. Biodegradable polymeric microcellular foams by modified thermally induced phase separation method. Biomaterials, 1999, 20(19): 1783–1790

[36] Aram E, Mehdipour-Ataei  S. A review on the micro-and nanoporous polymeric foams: Preparation and properties. International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials, 2016, 65(7): 358–375 

[37] Mosadegh-Sedghi S, Rodrigue  D, Brisson J, Highly hydrophobic microporous low-density polyethylene hollow fiber membranes by melt‐extrusion coupled with salt-leaching technique. Polymers for Advanced Technologies, 2013, 24(6): 584–592 

[38] Reignier J, Huneault  M A. Preparation of interconnected poly(-caprolactone) porous scaffolds by a combination of polymer and salt particulate leaching. Polymer, 2006, 47(13): 4703–4717

[39] Biswas D, Tran  P, Tallon C, Combining mechanical foaming and thermally induced phase separation to generate chitosan scaffolds for soft tissue engineering. Journal of Biomaterials Science. Polymer Edition, 2017, 28(2): 207–226

[40] Mi H Y, Jing  X, McNulty J, Approaches to fabricating multiple-layered vascular scaffolds using hybrid electrospinning and thermally induced phase separation methods. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2016, 55(4): 882–892

[41] Li D, Xia  Y N. Electrospinning of nanofibers: Reinventing the wheel? Advanced Materials, 2004, 16(14): 1151–1170 

[42] Gañán -Calvo A M,  Davila J,  Barrero A. Current and droplet size in the electrospraying of liquids. Scaling laws. Journal of Aerosol Science, 1997, 28(2): 249–275 

[43] Seidlits S K, Lee  J Y, Schmidt  C E. Nanostructured scaffolds for neural applications. Nanomedicine (London), 2008, 3(2): 183–199 

[44] Zhang R, Ma  P X. Synthetic nano-fibrillar extracellular matrices with predesigned macroporous architectures. Journal of Biomedical Materials Research. Part A, 2000, 52(2): 430–438 

[45] Doshi J, Reneker  D H. Electrospinning process and applications of electrospun fibers. Journal of Electrostatics, 1995, 35(2–3): 151–160

[46] Lee H, Yeo  M, Ahn S, Designed hybrid scaffolds consisting of polycaprolactone microstrands and electrospun collagen-nanofibers for bone tissue regeneration. Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials, 2011, 97B(2): 263–270

[47] Lee S J, Oh  S H, Liu  J, The use of thermal treatments to enhance the mechanical properties of electrospun poly(ϵ-caprolactone) scaffolds. Biomaterials, 2008, 29(10): 1422–1430 

[48] Ramakrishna S, Fujihara  K, Teo W E, An Introduction to Electrospinning and Nanofibers. Singapore: World Scientific, 2005

[49] Jenness N J, Wu  Y, Clark R L. Fabrication of three-dimensional electrospun microstructures using phase modulated femtosecond laser pulses. Materials Letters, 2012, 66(1): 360–363 

[50] McClure M J, Wolfe  P S, Simpson  D G, The use of air-flow impedance to control fiber deposition patterns during electrospinning. Biomaterials, 2012, 33(3): 771–779 

[51] Yan G D, Yu  J, Qiu Y J, Self-assembly of electrospun polymer nanofibers: A general phenomenon generating honeycomb-patterned nanofibrous structures. Langmuir, 2011, 27(8): 4285–4289 

[52] Badrossamay M R,  McIlwee H A,  Goss J A, Nanofiber assembly by rotary jet-spinning. Nano Letters, 2010, 10(6): 2257–2261 

[53] Blakeney B A, Tambralli  A, Anderson J M, Cell infiltration and growth in a low density, uncompressed three-dimensional electrospun nanofibrous scaffold. Biomaterials, 2011, 32(6): 1583–1590

[54] Hong S, Kim  G. Fabrication of size-controlled three-dimensional structures consisting of electrohydrodynamically produced polycaprolactone micro/nanofibers. Applied Physics A, 2011, 103: 1009–1014 

[55] Subramanian A, Krishnan  U M, Sethuraman  S. Fabrication of uniaxially aligned 3D electrospun scaffolds for neural regeneration. Biomedical Materials (Bristol, England), 2011, 6(2): 025004 

[56] Uttayarat P, Perets  A, Li M Y, Micropatterning of three-dimensional electrospun polyurethane vascular grafts. Acta Biomaterialia, 2010, 6(11): 4229–4237 

[57] Wang S D, Zhang  Y Z, Wang  H W, Fabrication and properties of the electrospun polylactide/silk fibroin-gelatin composite tubular scaffold. Biomacromolecules, 2009, 10(8): 2240–2244 

[58] Wu H J, Fan  J T, Chu  C C, Electrospinning of small diameter 3-D nanofibrous tubular scaffolds with controllable nanofiber orientations for vascular grafts. Journal of Materials Science. Materials in Medicine, 2010, 21(12): 3207–3215 

[59] Zhou J, Cao  C B, Ma  X L. A novel three-dimensional tubular scaffold prepared from silk fibroin by electrospinning. International Journal of Biological Macromolecules, 2009, 45(5): 504–510 

[60] Akturk O, Kismet  K, Yasti A C, Wet electrospun silk fibroin/gold nanoparticle 3D matrices for wound healing applications. RSC Advances, 2016, 6(16): 13234–13250 

[61] Heo J, Nam  H, Hwang D, Enhanced cellular distribution and infiltration in a wet electrospun three-dimensional fibrous scaffold using eccentric rotation-based hydrodynamic conditions. Sensors and Actuators. B, Chemical, 2016, 226: 357–363 

[62] Kasuga T, Obata  A, Maeda H, Siloxane-poly(lactic acid)-vaterite composites with 3D cotton-like structure. Journal of Materials Science. Materials in Medicine, 2012, 23(10): 2349–2357

[63] Yokoyama Y, Hattori  S, Yoshikawa C, Novel wet electrospinning system for fabrication of spongiform nanofiber 3-dimensional fabric. Materials Letters, 2009, 63(9–10): 754–756 

[64] Cai Y Z, Zhang  G R, Wang  L L, Novel biodegradable three-dimensional macroporous scaffold using aligned electrospun nanofibrous yarns for bone tissue engineering. Journal of Biomedical Materials Research. Part A, 2012, 100A(5): 1187–1194

[65] Lee B L P,  Jeon H, Wang  A, Femtosecond laser ablation enhances cell infiltration into three-dimensional electrospun scaffolds. Acta Biomaterialia, 2012, 8(7): 2648–2658

[66] Shim I K, Jung  M R, Kim  K H, Novel three-dimensional scaffolds of poly((L)-lactic acid) microfibers using electrospinning and mechanical expansion: fabrication and bone regeneration. Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials, 2010, 95B(1): 150–160

[67] Walser J, Stok  K S, Caversaccio  M D, Direct electrospinning of 3D auricle-shaped scaffolds for tissue engineering applications. Biofabrication, 2016, 8(2): 025007 

[68] Chen Z, Song  Y, Zhang J, Laminated electrospun nHA/PHB-composite scaffolds mimicking bone extracellular matrix for bone tissue engineering. Materials Science and Engineering C, 2017, 72: 341–351 

[69] Joshi M K, Tiwari  A P, Pant  H R, In situ generation of cellulose nanocrystals in polycaprolactone nanofibers: Effects on crystallinity, mechanical strength, biocompatibility, and biomimetic mineralization. ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7(35): 19672–19683 

[70] Scaffaro R, Maio  A, Lopresti F, Nanocarbons in electrospun polymeric nanomats for tissue engineering: A review. Polymers, 2017, 9(2): 76 

[71] Ghorbani F M, Kaffashi  B, Shokrollahi P, PCL/chitosan/Zn-doped nHA electrospun nanocomposite scaffold promotes adipose derived stem cells adhesion and proliferation. Carbohydrate Polymers, 2015, 118: 133–142 

[72] Scaffaro R, Lopresti  F, Maio A, Electrospun PCL/GO-g-PEG structures: Processing-morphology-properties relationships. Composites. Part A, Applied Science and Manufacturing, 2017, 92: 97–107

[73] Shao W, He  J, Sang F, Enhanced bone formation in electrospun poly(l-lactic-co-glycolic acid)-tussah silk fibroin ultrafine nanofiber scaffolds incorporated with graphene oxide. Materials Science and Engineering C, 2016, 62: 823–834 

[74] Roy R, Kohles  S S, Zaporojan  V, Analysis of bending behavior of native and engineered auricular and costal cartilage. Journal of Biomedical Materials Research. Part A, 2004, 68A(4): 597–602 

[75] Hejazi F, Mirzadeh  H, Contessi N, Novel class of collector in electrospinning device for the fabrication of 3D nanofibrous structure for large defect load-bearing tissue engineering application. Journal of Biomedical Materials Research. Part A, 2017, 105(5): 1535–1548 

[76] Stocco T, Rodrigues  B, Marciano F, Design of a novel electrospinning setup for the fabrication of biomimetic scaffolds for meniscus tissue engineering applications. Materials Letters, 2017, 196: 221–224 

[77] Hejazi F, Mirzadeh  H. Novel 3D scaffold with enhanced physical and cell response properties for bone tissue regeneration, fabricated by patterned electrospinning/electrospraying. Journal of Materials Science. Materials in Medicine, 2016, 27(9): 143 

[78] Joshi M K, Pant  H R, Tiwari  A P, Multi-layered macroporous three-dimensional nanofibrous scaffold via a novel gas foaming technique. Chemical Engineering Journal, 2015, 275: 79–88 

[79] Jiang J, Carlson  M A, Teusink  M J, Expanding two-dimensional electrospun nanofiber membranes in the third dimension by a modified gas-foaming technique. ACS Biomaterials Science & Engineering, 2015, 1(10): 991–1001 

[80] Ng R, Zang  R, Yang K K, Three-dimensional fibrous scaffolds with microstructures and nanotextures for tissue engineering. RSC Advances, 2012, 2(27): 10110–10124 

[81] Wang X, Salick  M R, Wang  X, Poly(-caprolactone) nanofibers with a self-induced nanohybrid shish-kebab structure mimicking collagen fibrils. Biomacromolecules, 2013, 14(10): 3557–3569

[82] Jing X, Mi  H Y, Wang  X C, Shish-kebab-structured poly(-caprolactone) nanofibers hierarchically decorated with chitosan-poly(-caprolactone) copolymers for bone tissue engineering. ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7(12): 6955–6965 

[83] Levy G N, Schindel  R, Kruth J P. Rapid manufacturing and rapid tooling with layer manufacturing (LM) technologies, state of the art and future perspectives. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 2003, 52(2): 589–609 

[84] Hull C W. US Patent, US4575330 A, 1986-08-08

[85] Zhao S C, Zhu  M, Zhang J H, Three dimensionally printed mesoporous bioactive glass and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) composite scaffolds for bone regeneration. Journal of Materials Chemistry. B, Materials for Biology and Medicine, 2014, 2(36): 6106–6118

[86] Gbureck U, Hölzel  T, Klammert U, Resorbable dicalcium phosphate bone substitutes prepared by 3D powder printing. Advanced Functional Materials, 2007, 17(18): 3940–3945 

[87] Klammert U, Vorndran  E, Reuther T, Low temperature fabrication of magnesium phosphate cement scaffolds by 3D powder printing. Journal of Materials Science. Materials in Medicine, 2010, 21(11): 2947–2953 

[88] Wang J L, Yang  M Y, Zhu  Y, Phage nanofibers induce vascularized osteogenesis in 3D printed bone scaffolds. Advanced Materials, 2014, 26(29): 4961–4966 

[89] Zein I, Hutmacher  D W, Tan  K C, Fused deposition modeling of novel scaffold architectures for tissue engineering applications. Biomaterials, 2002, 23(4): 1169–1185 

[90] Guo T, Lembong  J, Zhang L G, Three-dimensional printing articular cartilage: Recapitulating the complexity of native tissue. Tissue Engineering. Part B, Reviews, 2017, 23(3): 225–236 

[91] Mota C, Wang  S Y, Puppi  D, Additive manufacturing of poly[(R)-3-hydroxybutyrate-co-(R)-3-hydroxyhexanoate] scaffolds for engineered bone development. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, 2017, 11(1): 175–186 

[92] Sears N A, Seshadri  D R, Dhavalikar  P S, A review of three-dimensional printing in tissue engineering. Tissue Engineering. Part B, Reviews, 2016, 22(4): 298–310 

[93] Ma X, Qu  X, Zhu W, Deterministically patterned biomimetic human iPSC-derived hepatic model via rapid 3D bioprinting. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2016, 113(8): 2206–2211 

[94] Fong  E L S,  Lamhamedi-Cherradi S E,  Burdett E, Modeling Ewing sarcoma tumors in vitro with 3D scaffolds. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013, 110(16): 6500–6505 

[95] Brama P A J,  Holopainen J,  van Weeren P R,  Effect of loading on the organization of the collagen fibril network in juvenile equine articular cartilage. Journal of Orthopaedic Research, 2009, 27(9): 1226–1234

[96] Mandrycky C, Wang  Z, Kim K, 3D bioprinting for engineering complex tissues. Biotechnology Advances, 2016, 34(4): 422–434 

[97] Mohammed M I, Badwal  P S, Gibson  I. Design and fabrication considerations for three dimensional scaffold structures. KnE Engineering, 2017, 2(2): 120–126 

[98] Habib F N, Nikzad  M, Masood S H, Design and development of scaffolds for tissue engineering using three-dimensional printing for bio-based applications. 3D Printing and Additive Manufacturing, 2016, 3: 119–127

[99] Mohanty S, Sanger  K, Heiskanen A, Fabrication of scalable tissue engineering scaffolds with dual-pore microarchitecture by combining 3D printing and particle leaching. Materials Science and Engineering C, 2016, 61: 180–189 

[100] Reed S, Lau  G, Delattre B, Macro- and micro-designed chitosan-alginate scaffold architecture by three-dimensional printing and directional freezing. Biofabrication, 2016, 8(1): 015003 

[101] Seleznev V, Prinz  V Y. Hybrid 3D-2D printing for bone scaffolds fabrication. Nanotechnology, 2017, 28(6): 064004

[102] Mancuso E, Alharbi  N, Bretcanu O A, Three-dimensional printing of porous load-bearing bioceramic scaffolds. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part H, Journal of Engineering in Medicine, 2017, 231(6): 575–585 

[103] Yang G H, Mun  F, Kim G. Direct electrospinning writing for producing 3D hybrid constructs consisting of microfibers and macro-struts for tissue engineering. Chemical Engineering Journal, 2016, 288: 648–658

[104] Chen C, Zhao  M, Zhang R, Collagen/heparin sulfate scaffolds fabricated by a 3D bioprinter improved mechanical properties and neurological function after spinal cord injury in rats. Journal of Biomedical Materials Research. Part A, 2017, 105(5): 1324–1332 

[105] Zhang H F, Mao  X Y, Du  Z J, Three dimensional printed macroporous polylactic acid/hydroxyapatite composite scaffolds for promoting bone formation in a critical-size rat calvarial defect model. Science and Technology of Advanced Materials, 2016, 17(1): 136–148 

[106] Yang C, Wang  X, Ma B, 3D-printed bioactive Ca₃SiO₅ bone cement scaffolds with nano surface structure for bone regeneration. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9(7): 5757–5767

[107] Zhang J H, Zhao  S C, Zhu  Y F, Three-dimensional printing of strontium-containing mesoporous bioactive glass scaffolds for bone regeneration. Acta Biomaterialia, 2014, 10(5): 2269–2281 

[108] Jakus A E, Secor  E B, Rutz  A L, Three-dimensional printing of high-content graphene scaffolds for electronic and biomedical applications. ACS Nano, 2015, 9(4): 4636–4648

[109] Shao H, Yang  X, He Y, Bioactive glass-reinforced bioceramic ink writing scaffolds: Sintering, microstructure and mechanical behavior. Biofabrication, 2015, 7(3): 035010 

[110] Murphy S V, Atala  A. 3D bioprinting of tissues and organs. Nature Biotechnology, 2014, 32(8): 773–785 

[111] Wüst S, Müller  R, Hofmann S. Controlled positioning of cells in biomaterials—Approaches towards 3D tissue printing. Journal of Functional Biomaterials, 2011, 2(4): 119–154

[112] Zhao P, Wang  S, Ying J, Non-destructive measurement of cavity pressure during injection molding process based on ultrasonic technology and Gaussian process. Polymer Testing, 2013, 32(8): 1436–1444

[113] Agrawal C M, Ray  R B. Biodegradable polymeric scaffolds for musculoskeletal tissue engineering. Journal of Biomedical Materials Research, 2001, 55(2): 141–150

[114] Gomes M E, Ribeiro  A S, Malafaya  P B, A new approach based on injection moulding to produce biodegradable starch-based polymeric scaffolds: Morphology, mechanical and degradation behaviour. Biomaterials, 2001, 22(9): 883–889 

[115] Limongi T, Lizzul  L, Giugni A, Laboratory injection molder for the fabrication of polymeric porous poly-epsilon-caprolactone scaffolds for preliminary mesenchymal stem cells tissue engineering applications. Microelectronic Engineering, 2017, 175: 12–16

[116] Kramschuster A, Turng  L S. An injection molding process for manufacturing highly porous and interconnected biodegradable polymer matrices for use as tissue engineering scaffolds. Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials, 2010, 92B: 366–376

[117] Yin G Z, Zhang  L W, Li  Q F. A convenient method to fabricate porous cross-linked PCL membrane by using dual pore-forming agents. Materials Letters, 2016, 181: 208–211 

[118] Yin H M, Qian  J, Zhang J, Engineering porous poly(lactic acid) scaffolds with high mechanical performance via a solid state extrusion/porogen leaching approach. Polymers, 2016, 8(6): 213

[119] Peng X F, Mi  H Y, Jing  X, Preparation of highly porous interconnected poly(lactic acid) scaffolds based on a novel dynamic elongational flow procedure. Materials & Design, 2016, 101: 285–293 

[120] Wang X, Salick  M R, Gao  Y, Interconnected porous poly(ϵ-caprolactone) tissue engineering scaffolds fabricated by microcellular injection molding. Journal of Cellular Plastics, 2016, 1–11 (in press) 

[121] Mahdieh Z, Bagheri  R, Eslami M, Thermoplastic starch/ethylene vinyl alcohol/forsterite nanocomposite as a candidate material for bone tissue engineering. Materials Science and Engineering C, 2016, 69: 301–310

[122] Kuang T R, Chen  F, Chang L Q, Facile preparation of open-cellular porous poly(L-lactic acid) scaffold by supercritical carbon dioxide foaming for potential tissue engineering applications. Chemical Engineering Journal, 2017, 307: 1017–1025 

[123] Moghadam M Z, Hassanajili  S, Esmaeilzadeh F, Formation of porous HPCL/LPCL/HA scaffolds with supercritical CO₂ gas foaming method. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2017, 69: 115–127

[124] Fanovich M, Ivanovic  J, Zizovic I, Functionalization of polycaprolactone/hydroxyapatite scaffolds with Usnea lethariiformis extract by using supercritical CO₂. Materials Science and Engineering C, 2016, 58: 204–212 

[125] Zhang J, Liu  H, Ding J X, High-pressure compression-molded porous resorbable polymer/hydroxyapatite composite scaffold for cranial bone regeneration. ACS Biomaterials Science & Engineering, 2016, 2(9): 1471–1482

[126] Scaffaro R, Lopresti  F, Botta L, Mechanical behavior of polylactic acid/polycaprolactone porous layered functional composites. Composites. Part B, Engineering, 2016, 98: 70–77

Acknowledgements

The authors would like to acknowledge the financial support of the Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China (Grant No. LZ18E050002), the Science Fund for Creative Research Groups of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51521064), the National Natural Science Foundation Council of China (Grant Nos. 51475420 and 51635006), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (Grant No. 2017QNA4003).

RIGHTS & PERMISSIONS

2018 Higher Education Press and Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature