三维细胞板模型改善了可生物降解基金属的骨质生成潜力的体外预测准确性
Liangwei Chen1,2, Guanxi Wu1,2, Siyu Liu1,2
1Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Peking University School and Hospital of Stomatology, Beijing, 100081, PR China.
Bioactive materials
|September 2, 2025
概括
生物降解金属显示有前途, 但标准的细胞测试高估了毒性. 一个新的3D细胞表模型准确地预测了基于的植入物的体内性能,改善了临床前安全性评估,以获得更好的临床转化.
科学领域:
- 生物材料科学
- 复原医学
- 在体外毒理学
背景情况:
- 可生物降解的金属提供生物安全性并促进骨生长,但当前的体外测试 (ISO10993-5) 经常显示细胞毒性与体内数据相矛盾.
- 现有的单层细胞模型无法捕捉复杂的细胞相互作用和对植入生物材料的评估至关重要的3D微环境.
研究的目的:
- 开发一个更好地与生物降解金属的体外结果相关的体外评估模型.
- 使用新的3D细胞板模型评估 (Mg) 基金属的细胞毒性和骨质生成潜力.
主要方法:
- 使用层层组装构建的三层骨髓层细胞 (BMSC) 板.
- 使用细胞表和单层共同培养模型评估4N纯Mg的细胞毒性.
- 分析了细胞相互作用蛋白 (N-卡德林,纤维素,文库林),基因表达 (RNA-seq,qRT-PCR) 和体内缺陷的治愈.
主要成果:
- 与单层相比,细胞表表表现出增强的细胞相互作用,更高的骨质生成潜力,增加的Ki67表达和减少的ROS/细胞亡.
- 细胞表中的N-卡德林对抗Mg毒性至关重要.
- 细胞板模型准确地预测了各种基于Mg的金属 (4N/5N纯Mg,ZE21B,WE43) 的体内骨质增强和缺陷愈合促进.
结论:
- 3D BMSC 细胞板模型提供了比传统单层方法更准确的体外生物降解金属性能评估.
- 这种先进的体外模型与体内结果相对应,为临床前安全性评估提供了有希望的替代方案.
- 细胞表模型可以通过提高早期安全性和有效性测试的可靠性来加速基于Mg的生物材料的临床转化.
