# Bioprinting for Complex Scaffold Fabrication

> **NIH NIH P41** · UNIV OF MARYLAND, COLLEGE PARK · 2020 · $267,567

## Abstract

TR&D 3: Bioprinting for Complex Scaffold Fabrication  
   
Project Summary  
  
Most  biological  tissues  are  composed  of  a  complex  microarchitecture  with  well-­defined  extracellular  matrix  
(ECM) composition, mechanical properties, and cell populations. Due to this high level of complexity, we have  
employed a multi-­material 3D printing system with the potential to recapitulate heterogeneous tissue by printing  
material  composites  and  depositing  growth  factors  in  a  gradient  organization  to  address  three  Specific  Aims:  
(1)  printing  polymer/ceramic  composites  (of  poly(ε-­caprolactone)  (PCL),  poly(propylene  fumarate)  (PPF),  
hydroxyapatite  (HA),  and  β-­tricalcium  phosphate  (β-­TCP)),  (2)  controlling  the  deposition  and  release  of  bone  
morphogenetic protein-­2 (BMP-­2) and vascular endothelial growth factor (VEGF) from PPF-­based scaffolds for  
vascularized  bone  repair  in  a  femoral  defect,  and  (3)  depositing  insulin-­like  growth  factor-­1  (IGF-­1)  and  
transforming  growth  factor  β-­1  (TGF-­β1)  in  a  gradient  organization  within  the  3D  printed  (3DP)  PCL-­based  
scaffolds for osteochondral tissue repair. The rationale for the use of a multi-­material 3D printing system is the  
ability to print a wide variety of materials (polymers, ceramics, and bioactive molecules), the accessibility and  
flexibility  of  deposition  systems  that  can  be  incorporated  with  the  printer,  and  the  ability  to  establish  the  
parametric  space  for  printing  various  polymers  within  the  realm  of  open-­source  technologies.  Due  to  the  
flexibility  of  this  system  to  accommodate  a  variety  of  tissue  types  and  constructions,  a  wide  variety  of  
collaborative  and  service  projects  are  proposed  to  be  beneficial  for  TR&D3.  The  versatility  of  the  proposed  
multi-­material  printing  system  provides  a  platform  to  modify  scaffold  design  criteria  for  different  materials,  
bioactive  molecules,  or  cell  types.  We  offer  expertise  in  the  processing  of  polymers  (PCL,  PPF)  and  ceramic  
pastes  (HA,  β-­TCP)  for  extrusion-­based  printing  and  will  work  with  the  other  TR&Ds  to  optimize  accuracy  of  
printing these and other biomaterials for use in dynamic culture systems (TR&D1) and controlled cell printing  
(TR&D2). To extend the relevance of our multi-­material printing technology, we will utilize alternative materials  
developed  by  the  Collaborative  Projects,  such  as  injectable,  guest-­host  hydrogels  and  native  tissue-­derived  
ECM  components  for  the  3D  printing  of  osteochondral  scaffolds,  as  well  as  injectable,  thermoresponsive  
polymers  and  alginates  for  the  3D  printing  of  bone  scaffolds.  Through  these  interactions,  we  will  offer  our  
expertise in fabricating gradient heterogeneities within these constructs to direct cellular and tissue responses.  
We  will  also  p...

## Key facts

- **NIH application ID:** 9860943
- **Project number:** 5P41EB023833-04
- **Recipient organization:** UNIV OF MARYLAND, COLLEGE PARK
- **Principal Investigator:** ANTONIOS G. MIKOS
- **Activity code:** P41 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $267,567
- **Award type:** 5
- **Project period:** — → —

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9860943

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9860943, Bioprinting for Complex Scaffold Fabrication (5P41EB023833-04). Retrieved via AI Analytics 2026-05-23 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9860943. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*