生物灵感的3D脚手架具有抗微生物,药物输送和骨质生成功能,用于骨再生
Irina Atkinson1, Ana-Maria Seciu-Grama2, Andrada Serafim3
1"Ilie Murgulescu" Institute of the Physical Chemistry of the Romanian Academy, 202, Spl. Independentei, Bucharest, 060021, Romania. irinaatkinson@yahoo.com.
Drug delivery and translational research
|October 18, 2023
概括
这项研究使用海洋海绵和用增强的生物活性玻璃开发了仿生支架. 这些支架显示出对骨修复的承诺,促进细胞生长并提供抗菌性质.
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.
- 材料化学 材料化学
背景情况:
- 骨缺陷带来了重大的临床挑战,需要先进的骨修复策略.
- 三维 (3D) 支架对于骨再生至关重要,需要特定的结构和生物特性.
- 海洋海绵提供独特的生物结构,可以模仿脚手架制造.
研究的目的:
- 使用海洋海绵 Spongia Agaricina (SA) 作为模板,创建基于生物仿真半孔生物活性玻璃 (MBG) 的支架.
- 为了研究 (CeO2) 添加对骨组织工程的支架特性的影响.
- 评估开发的支架的骨质,细胞毒性,抗微生物和药物输送能力.
主要方法:
- 使用SA作为牺牲模板制造MBG支架,具有不同的CeO2含量 (高达3mol%).
- 微计算机断层扫描 (Micro-CT) 分析以评估支架的多孔性和毛孔大小分布.
- 在体外细胞毒性测定使用骨质母细胞和牙髓干细胞.
- 评估骨质分化,和骨质素分泌,以及抗菌/抗生物膜对黄金葡萄球菌的活性.
主要成果:
- 所有的支架都表现出高度多孔的结构 (143.5213.5微米孔),有利于骨生长,具有较小的骨质生成增强孔 (<75微米).
- 没有使用过的脚手架显示了最高的开放孔隙性 (90.83%).
- 支架是非细胞毒性和非基因毒性. 更高的CeO2含量增强了骨质分化,并刺激了矿物质/蛋白质分泌.
- 脚手架展示了抗微生物和抗菌膜效应,以及药物输送能力.
结论:
- 结合MBG,天然SA生物结构和CeO2添加,协同增强骨组织工程的支架特性.
- 这些仿生支架显示出促进骨再生和预防感染的巨大潜力.
- 开发的支架提供了一个有前途的平台,可以通过提高生物性能来解决骨缺陷.
