含有工程益生菌的微环境响应生物水凝,用于治疗巨大的骨缺陷
Haoyu Fang1, Yanyi Wang2,3, Li Li4,5
1Department of Orthopedic Surgery, Shanghai Sixth People's Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai, 200233, China.
活体水凝中的工程益生菌在响应氧化 (NO) 信号时提供骨形态遗传蛋白-2 (BMP2). 这一策略促进骨愈合和骨折损伤中的组织再生.
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.
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 组织再生需要用于骨移植的先进生物材料.
- 基因工程益生菌提供刺激反应治疗潜力.
- 氧化 (NO) 是骨折愈合的关键生物信号.
研究的目的:
- 开发一种活体响应性再生医学 (LRRM) 策略,以在现场修复骨缺陷.
- 用NO信号作为触发器来控制骨形态遗传蛋白-2 (BMP2) 的释放.
- 创建一个响应微环境的活凝装置,以增强骨再生.
主要方法:
- 经过工程设计的Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) 能够感知NO并产生BMP2.
- 在凝甲烯基 (GelMA) 微球中封装的工程 EcN.
- 嵌入的GelMA微球在氨酸甲基烯基 (HAMA) 水凝中形成双层装置.
主要成果:
- 活体水凝有效地传递了BMP2作为对NO信号的反应.
- 在体内研究表明,骨结质成熟和新血管化的增强.
- 在多个骨缺陷模型中成功证明了全厚骨结合.
结论:
- 使用工程益生菌的LRRM策略对骨再生是有效的.
- 双层水凝封装系统保护细菌并控制其释放.
- 这种方法代表了一种有希望的微环境响应的组织修复治疗策略.
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