活体和可注射的多孔水凝微球促进炎症调节和细胞外矩阵重塑,用于椎间盘再生
Xiang Zhang1, Chengyi Huang1, Kangkang Huang1
1Department of Orthopedics, Orthopedic Research Institute, West China Hospital, Sichuan University, No. 37 Guo Xue Rd, Chengdu 610041, China.
ACS applied materials & interfaces
|October 13, 2025
概括
这项研究引入了一种新的水凝微球平台,可以增强对椎间盘变性干细胞治疗的功能. 该平台保护干细胞并促进组织修复,为慢性腰部疼痛提供了有希望的解决方案.
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:
- 椎间盘退化 (IDD) 是慢性腰部疼痛的主要原因,有效治疗方法有限.
- 受氧化应激和炎症影响的退化的磁盘微环境阻碍了干细胞的生存和功能.
- 目前针对IDD的干细胞疗法面临挑战,原因是敌对的磁盘位.
研究的目的:
- 开发一种可注射的多功能水凝微球平台 (GMPB),用于增强基于干细胞的椎间盘再生.
- 创建一个仿生和氧化还原调节的微环境,以支持移植干细胞.
- 评估装有骨髓衍生干细胞 (BMSCs) 的GMPB在治疗IDD时的疗效.
主要方法:
- 微球由凝甲基 (GelMA) 和硫酸丁甲基 (ChsMA) 复合矩阵制造.
- 将普鲁士蓝 (PB) 纳米酶纳入微球,以获取活性氧物种 (ROS) 清除和抗炎性质.
- 在体外评估GMPB内的BMSC的细胞活力,增殖和ROS保护.
- 在大鼠IDD模型中GMPB (+BMSCs) 的体内评估,评估盘高度,水分和组织退化.
主要成果:
- GMPB微球显示出出色的细胞兼容性和细胞粘附性质.
- PB纳米酶提供了显著的ROS清除 (>63%) 和抗炎活性.
- 在体外,GMPB (+BMSCs) 增强了BMSC的增殖,并保护细胞免受ROS诱导的损伤.
- 在体内研究表明,GMPB (+BMSCs) 保持了圆盘高度,保持了水分,并减少了退化 (较低的Pfirrmann等级).
结论:
- 装有BMSC的GMPB平台,协同结合了仿生支持,氧化还原调节和细胞输送,以有效修复椎间盘.
- 这种多功能微球系统建立了一个再生的微环境,显示了IDD处理的巨大潜力.
- GMPB平台对椎间盘再生和组织工程中的更广泛应用具有前景.
