纳米尺度与混合微型/纳米表面拓形的评估,用于内骨植入物
Sajjad Shirazi1, Chun-Chieh Huang2, Miya Kang2
1School of Dentistry, Virginia Commonwealth University, Richmond, VA, USA; Department of Oral Biology, College of Dentistry, University of Illinois Chicago, Chicago, IL, USA.
Acta biomaterialia
|November 2, 2023
概括
一个新的纳米尺度表面拓促进早期的细胞扩散和骨质基因表达在介质干细胞 (MSCs). 这种纳米拓还调节巨细胞的功能,增强骨质整合和骨形成.
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.
- 免疫学 免疫学 免疫学
背景情况:
- 表面地形显著影响细胞行为和组织融合.
- 目前的植入物表面通常使用混合微/纳米特征.
- 了解早期细胞对新型纳米拓图的反应对于改善骨质整合至关重要.
研究的目的:
- 为了比较纳米尺度表面拓 (D) 与混合微/纳米尺度拓 (B和OS) 对介质干细胞 (MSC) 和骨髓衍生巨细胞 (BMM) 的影响.
- 为了研究这些细胞对不同表面地形的 in vitro 和 in vivo 功能反应.
- 阐明纳米拓学在调节免疫反应和骨质形成过程中的作用.
主要方法:
- 在D,B和OS表面上使用MSC和BMM进行体外细胞培养研究.
- 在体内分析植入物附着细胞和骨质生成.
- 单细胞RNA测序以在生物体内识别植入物表面的早期细胞群.
主要成果:
- 与B和OS表面相比,纳米级D表面诱导了早期和更大的MSC传播和骨质基因表达 (RUNX2,Osterix,BMP2).
- 在体内,D表面在植入物附着细胞中促进了骨质基因的更高表达和炎症基因的更低表达.
- 单细胞RNA测序揭示了不同的细胞群,D表面调节了BMM向抗炎和再生表型,增强了BMP2表达.
- 在21天后,在D表面和OS表面观察到更大的骨与植入物接触.
结论:
- 纳米级表面拓 (D) 有利地影响MSC骨质分化和巨细胞两极分化.
- D表面促进抗炎和再生性免疫反应,这对于成功的骨质整合至关重要.
- 这种纳米拓图显示了通过对骨质原生细胞和免疫细胞的联合作用来增强骨愈合和植入物集成的潜力.
