一种蛋白质学方法来确定增材制造的支架上的干细胞骨分化特征

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.
• 蛋白质组学是指蛋白质组学.

背景情况:

• 了解多孔生物材料上的细胞物质相互作用对于组织工程至关重要.
• 增材制造为脚手架的组成和设计提供了精确的控制.
• 传统的生物化学试验在评估特定组织应用的支架性能方面存在局限性.

研究的目的:

• 为了比较三种添加剂制造的聚合物:聚caprolactone (PCL),聚乙烯氧化物) -聚乙烯二甲 (PEOT/PBT) 和聚乳酸 (PLA) 的原和骨质生成潜力.
• 利用蛋白质组学来解读细胞物质相互作用和细胞分化这些支架使用人类骨髓衍生的介质干细胞 (hBMSCs).
• 根据细胞反应,确定适合特定组织工程应用的材料.

主要方法:

• 通过增材制造使用PCL,PEOT/PBT和PLA制造3D支架.
• 脚手架属性的表征,包括水友性和的模量.
• 在体外评估使用hBMSCs的chondrogenic和osteogenic潜力,包括生物化学测定和全面的蛋白质组学分析.

主要成果:

• 与PCL相比,PEOT/PBT和PLA支架表现出更高的原性潜力 (糖氨基甘氨酸和原沉积).
• PLA和PEOT/PBT支架显示出增强的骨质生成潜力 (沉积和性酸酶活性),特别是PLA.
• 蛋白质组学途径分析显示,PCL并没有诱导与分化相关的途径,而PEOT/PBT和PLA则调节了体生成和骨质生成的关键途径. PEOT/PBT支持体生成,而PLA促进了体生成和骨质生成,包括血管生成.

结论:

• PEOT/PBT是软骨和骨质突应用的有希望的候选者,能够在没有生长因子的情况下驱动hBMSC分化.
• PLA适用于软骨和骨应用,促进胆和骨蛋白质的表达,其血管性蛋白质上调使其非常适合需要血管化的骨再生.
• 蛋白质组学是理解细胞物质相互作用的强大工具,并指导为特定组织工程应用选择最佳生物材料.