一种多功能自我增强的可注射水凝,通过同时向巨细胞,细菌和骨髓细胞来增强受感染的骨缺陷的修复

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 再生医学是一种再生医学.
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 可注射水凝 (IHs) 在感染性骨缺陷 (IBDs) 中表现有前途.
• 挑战包括实现抗菌,免疫调节和骨质生成性,同时保持机械完整性.
• 开发多功能性内脏器官对于有效的IBD修复至关重要.

研究的目的:

• 开发一种用于修复IBD的多功能注射水凝 (AOHA-RA/Lap IH).
• 研究其抗菌,免疫调节和骨质生成能力.
• 在感染骨缺陷的临床前模型中评估其性能.

主要方法:

• 使用可逆交叉连接 (拉波尼特介导的静电相互作用和酸结) 制造AOHA-RA/Lap IH.
• 评估可注射性,自我恢复性和机械性能.
• 在体外和体内对抗菌活性,巨细胞两极分化和骨质分化的评估.
• 对潜在的分子信号通路 (JAK1-STAT1,PI3K-AKT,信号,ECM受体相互作用,TGF-β) 的分析.

主要成果:

• 该AOHA-RA/Lap IH表现出极好的注射性,自我恢复性和机械稳定性.
• 罗斯马林酸 (RA) 持续释放超过10天.
• 对黄金葡萄球菌和大肠杆菌有显著的抗菌活性.
• 诱导M2巨细胞极化和骨髓 stromal 细胞 (BMSCs) 的骨质基因分化.
• 在大鼠模型中成功加速感染骨缺陷修复,没有显著的全身毒性.

结论:

• 开发的AOHA-RA/Lap IH是一种有前途的多功能生物材料,用于IBD修复.
• 它独特的交叉连接策略提供了理想的物理和机械性能.
• 水凝有效地对抗感染,调节免疫反应,促进骨再生.
• 进一步的临床转换是必要的,以治疗受感染的骨缺陷.