一个骨质,抗菌和抗炎的纳米复合物水凝平台,以加速骨重建
Ismat Ullah1, Zahid Hussain1,2, Salim Ullah1,2
1CAS Key Laboratory of Nano-Bio Interface, Division of Nanobiomedicine, Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics (SINANO), Chinese Academy of Sciences, Suzhou, 215123, China. rjpei2011@sinano.ac.cn.
Journal of materials chemistry. B
|June 7, 2023
概括
这项研究开发了一个新的纳米复合材料水凝平台,在原体内使用和/或铁替代的酸. 这种生物活性物质通过防止炎症和细菌感染,促进骨再生,模仿天然的骨细胞外基质.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 组织工程是组织工程.
- 整形外科手术 整形外科手术
背景情况:
- 骨组织工程需要模仿骨细胞外基质 (ECM) 的材料,并具有抗菌和抗炎性质.
- 现有的用于组织修复的水凝往往忽视了抗炎剂在骨质生成和复制本地骨 ECM 微环境中的关键作用.
研究的目的:
- 开发一个多功能生物活性纳米复合材料水凝平台用于骨再生.
- 结合抗菌和抗炎药物,防止在骨愈合过程中感染和炎症.
- 模仿天然的骨 ECM 组成和微环境,以增强骨质生成.
主要方法:
- 使用结合 (Col) 与 (Sr) 和/或铁 (Fe) 替代的酸 (HAp) 纳米材料集成制造纳米复合材料水凝.
- 用于控制药物释放和抗菌/抗炎作用的西普罗夫洛克萨和德克萨的加载.
- 物理化学表征,体外细胞研究 (MC3T3-E1) 和体内植入大鼠大腿部缺陷模型.
主要成果:
- 制造的水凝 (Sr:HAp-Col,Fe:HAp-Col,Sr/Fe:HAp-Col) 具有较高的药物载荷,延长释放和强大的抗菌活性.
- 这种Sr/Fe:HAp-Col水凝增强了前骨质细胞增殖,性酸酶活性,沉积和骨质基因表达 (OPN,OCN,RUNX2).
- 在体内研究表明,水凝可控地降解,没有全身毒性,并在大鼠大腿缺陷中促进了显著的骨矿物密度和成熟骨形成.
结论:
- 开发的Sr/Fe:HAp-Col纳米复合物水凝有效模仿骨 ECM,提供抗菌,抗炎和骨质诱导性质.
- 这种生物活性水凝平台显示出促进骨再生和修复受感染的非结合缺陷的巨大潜力.
- 使用原蛋白水凝与氧酸盐的策略是骨再生应用的有希望的方法.
