創(chuàng)傷、感染以及骨腫瘤切除等引起的骨缺損,特別是大面積骨缺損修復(fù),仍然是臨床治療中的難題。目前臨床主要采用自體骨或異體骨移植治療骨缺損,但由于骨源有限以及潛在的免疫排斥、疾病傳播風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)用受到限制。而現(xiàn)有的人工骨材料,如金屬及合金材料,雖然能夠提供適宜的力學(xué)支撐,但仍存在著應(yīng)力遮擋、需要二次手術(shù)取出等問題,且難以運(yùn)用于不規(guī)則骨缺損的填充修復(fù)。因此,急需一種能夠滿足不規(guī)則骨缺損填充修復(fù)并能生物可降解吸收的人工骨材料。
PLGA是FDA認(rèn)證的醫(yī)用高分子聚合物,具有良好的生物相容性,可以微球載體及凝膠的形式進(jìn)行運(yùn)用,并體現(xiàn)出作為骨修復(fù)生物材料的優(yōu)勢(shì)。但既往的研究表明,由于缺乏成骨誘導(dǎo)性,單純PLGA的骨修復(fù)效能有限,且降解過程中產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物易導(dǎo)致無菌性炎癥,影響骨修復(fù)進(jìn)程。同時(shí),受植入方法的限制,對(duì)不規(guī)則的骨缺損修復(fù)能力欠佳。團(tuán)隊(duì)前期研究表明(Adv Mat.2014; Acta Bio.2016; Biomat. Sci. 2019等),PLGA可注射凝膠能夠通過溶劑交換實(shí)現(xiàn)液固相變,其固化后可形成類似骨的多孔支架結(jié)構(gòu),具有良好的骨修復(fù)潛能。針對(duì)以上問題,近期,重慶醫(yī)科大學(xué)鄧忠良/梁冰團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊Biomacromolecules發(fā)表文章“A Three-in-One Strategy: Injectable Biomimetic Porous Hydrogels for Accelerating Bone Regeneration via Shape-Adaptable Scaffolds, Controllable Magnesium Ion Release, and Enhanced Osteogenic Differentiation”(IF: 6.988) 。
圖1:可注射仿生多孔水凝膠(PMM)適形性原位支架,控制鎂離子釋放以及促成骨分化加速骨再生
本研究設(shè)計(jì)了具有良好適形性、相轉(zhuǎn)變性和可降解性的PLGA水凝膠體系,用于不規(guī)則骨缺損的填充及修復(fù)。研究結(jié)果顯示該水凝膠(PMM)能很好的填充不規(guī)則缺損,并在原位形成仿生多孔的支架結(jié)構(gòu)。此外,PMM水凝膠所搭載的氧化鎂/碳酸鎂復(fù)合物不僅能夠中和PLGA降解產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物,還能通過可控釋放鎂離子顯著促進(jìn)干細(xì)胞的遷徙運(yùn)動(dòng)及成骨分化。
圖2:PMM水凝膠多孔支架結(jié)構(gòu)及成骨誘導(dǎo)性能驗(yàn)證。A: PMM水凝膠內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)。B-E: PMM水凝膠促進(jìn)干細(xì)胞成骨分化效能驗(yàn)證。
在SD大鼠的顱骨缺損模型中,PMM水凝膠能夠快速填充顱骨缺損并通過相轉(zhuǎn)變生成多孔的支架結(jié)構(gòu)。隨著材料的降解和鎂離子的釋放,水凝膠逐漸被新生骨組織取代并最終實(shí)現(xiàn)完全降解。本課題研究結(jié)果顯示,PMM水凝膠能夠充分填充不規(guī)則骨缺損并促進(jìn)骨缺損修復(fù),具有一定的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
圖3:PMM水凝膠促進(jìn)SD大鼠顱骨缺損修復(fù)。A:Micro-ct成像。B-C:顱骨雙缺損部位HE、特殊染色及免疫組化。
重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院碩士生周航,重慶市中醫(yī)院/重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院博士后余柯曉為該論文的共同第一作者。重慶醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院梁冰助理研究員,重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院鄧忠良教授為該論文的共同通訊作者。上述研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家博士后基金、重慶市自然科學(xué)基金等基金項(xiàng)目的大力支持。
鄧忠良教授團(tuán)隊(duì)近年來在骨腫瘤及骨修復(fù)疾病的治療領(lǐng)域持續(xù)開展工作,發(fā)表了一系列相關(guān)研究論文(J. Magnes. Alloys 2021; Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 2020; Theronostics 2019等)。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biomac.1c00842
- 西南醫(yī)大口腔醫(yī)院陶剛/黎春暉/蔡蕊團(tuán)隊(duì):具有ROS觸發(fā)藥物釋放特性的可注射水凝膠實(shí)現(xiàn)抗菌劑和抗炎納米顆粒協(xié)同遞送用于牙周炎治療 2025-04-15
- 上海市第一人民醫(yī)院馬小軍/東華大學(xué)何創(chuàng)龍 Bioact. Mater.:TME響應(yīng)復(fù)合水凝膠靶向抑制MYC驅(qū)動(dòng)型骨肉瘤生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移 2025-01-17
- 重慶大學(xué)蔡開勇/馮茜 Adv. Mater.:一石二鳥策略修復(fù)椎間盤髓核 2024-12-26
- 韓國(guó)KAIST應(yīng)鄔彬、寧波材料所朱錦 Macromolecules:紅海星啟發(fā)的水下自愈材料突破 2025-04-29
- 新疆大學(xué)朱若斐課題組 AFMs:師法自然 - 受蓮花多重仿生策略啟發(fā)的強(qiáng)氫鍵網(wǎng)絡(luò)纖維素水凝膠用于太陽(yáng)能界面蒸發(fā) 2025-04-24
- 西北大學(xué)范代娣教授、朱晨輝教授、李陽(yáng)副教授 AM:基于仿生凝血級(jí)聯(lián)途徑的多肽修飾脂質(zhì)體納米顆?蓢娡克z治療不可壓破性創(chuàng)面出血 2025-04-19
- 東華大學(xué)朱美芳/侯愷 Biomaterials:可調(diào)節(jié)水蒸發(fā)焓的持續(xù)多孔水凝膠非織造布用于高滲液傷口的全階段愈合 2024-12-25
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 國(guó)產(chǎn)替代加速,跨國(guó)巨頭云集...
- 2025涂料原料選料大會(huì)
- 市場(chǎng)破300億!PMEC China 色...
- 搶先注冊(cè)!2025年西部橡塑展...
- “碼”上參觀預(yù)登記,好禮拿...
- 聚合物發(fā)泡行業(yè)技術(shù)培訓(xùn)(第...
- 《塑料改性及加工技術(shù)要領(lǐng)》...
- 中國(guó)生命科學(xué)“36%增速”密...
- 關(guān)于舉辦第六屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)...
- 2025西部橡塑展年度計(jì)劃重磅...
- 獨(dú)家采訪丨美國(guó)禁令再度升級(jí)...
- 四川大學(xué)李建樹教授/謝婧副...
- 北卡州立尹杰團(tuán)隊(duì) Adv. Sci....
- 中國(guó)科大龔興龍教授團(tuán)隊(duì) CEJ...
- 華東師大張利東教授團(tuán)隊(duì) AHM...
- 四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì)《Pr...
- 韓國(guó)KAIST應(yīng)鄔彬、寧波材料...
- 江南大學(xué)張丹/司鵬翔、南科...
- 湖北工大黃以萬(wàn)/李學(xué)鋒 Smal...
- 蘇大劉莊/楊光保教授團(tuán)隊(duì)招...
- 中國(guó)科大龔興龍教授課題組 A...
- 廈門大學(xué)廖新勤 AFM:基于梯...