通过3D打印脚手架上的卡瓦克罗尔和黄素纳米粒子来治疗骨
Aditi Dahiya1,2, Vishal Sharad Chaudhari1, Susmita Bose1,2
1W. M. Keck Biomedical Materials Research Laboratory, School of Mechanical and Materials Engineering, Washington State University, Pullman, Washington, 99164, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 28, 2024
概括
在3D打印的支架中纳米封装的卡瓦克罗和黄素可以改善骨再生. 这种新的方法提高了治疗结果,并减少了骨疾病的副作用.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 再生医学是一种再生医学.
背景情况:
- 卡尔瓦克罗和黄素是强效的治疗剂,可溶性和生物利用性差.
- 纳米封装提供了一种克服这些局限性的策略.
- 与纳米载体相结合的3D打印酸支架为骨再生提供了一种新的方法.
研究的目的:
- 开发和描述3D打印酸支架中集成的卡瓦克罗尔和素载纳米粒子 (CC-NP).
- 为了评估CC-NP从脚手架上的pH敏感释放动力学.
- 评估CC-NP在骨再生中的体外疗效,包括对骨质母细胞活力,骨肉瘤细胞和细菌感染的影响.
主要方法:
- 使用融乳化合成了卡瓦克罗尔和黄素载荷纳米颗粒 (CC-NP).
- CC-NP被整合到3D打印的酸支架中.
- 纳米粒子的表征包括尺寸和电荷分析.
- 药物释放研究在生理 (pH 7.4) 和酸性 (pH 5.0) 条件下进行.
- 在体外测试中评估了骨质细胞活力,骨髓瘤细胞细胞毒性以及对黄金葡萄球菌和Pseudomonas aeruginosa的抗菌疗效.
主要成果:
- CC-NP是单分散的,其水力动力直径约为127 nm.
- 脚手架展示了对pH敏感的卡瓦克罗尔和黄素的双相释放.
- 在pH 5.0下,与pH 7.4 (~40%的库尔库,~76%的卡瓦克罗尔) 相比,释放量显著更高 (53%的库尔库,~100%的卡瓦克罗尔).
- 通过CC-NP治疗,骨质细胞活力增加了1.4倍,骨髓瘤细胞活力降低了2.9倍.
- CC-NP证明了98%的抗菌疗效对金黄色葡萄球菌和空气菌 Pseudomonas.
结论:
- 纳米封装有效地解决了卡瓦克罗和黄素的局限性,增强了它们的治疗潜力.
- 3D打印的脚手架系统提供了一个有前途的平台,用于控制,pH值敏感的输送这些药物用于骨再生.
- 这种综合方法显示了改善骨再生治疗结果的巨大潜力,同时最大限度地减少了副作用.
