IF = 18.027 |多孔聚己内酯/β-磷酸三钙复合材料的动态降解模式协调巨噬细胞反应和免疫调节骨再生

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骨组织工程(Bone tissue engineering, BTE)是一种很有前途的治疗骨缺损的策略,当缺损区域超过骨自愈能力的临界尺寸时。不同材料制成的支架可作为细胞外基质(ECM)的组成部分,为细胞粘附和骨长入提供适当的微环境。与生物惰性材料相比,生物可降解材料被周围组织吸收,最终被天然骨结构所取代,被认为是更好的骨组织工程材料。PCL和基于PCL的支架已获得美国食品和药物管理局(FDA)的批准,广泛应用于组织工程支架。然而,由于缺乏生物活性物质,仅由PCL制成的材料很少用作骨组织工程支架。因此,其他生物成分如陶瓷、金属、生物活性因子和药物被纳入到PCL支架中,以增强其生物性能。

来自空军军医大学第二附属医院的研究团队在期刊Bioactive Materials上发表了题Dynamic degradation patterns of porous polycaprolactone/β-tricalcium phosphate composites orchestrate macrophage responses and immunoregul的学术论文,他们在生物可吸收镁相关研究的基础上,设计并制备了一种用于PCL/TCP支架的动态生物降解装置,并进行了广泛的实验,以调查骨愈合过程不同阶段降解支架的动态理化变化和随之而来的生物学效应。

多孔聚己内酯/β-磷酸三钙(PT)复合材料是骨组织工程应用的理想材料。较高的β-磷酸三钙(TCP)陶瓷含量提高了PT支架的机械性能、亲水性和体外成骨性能。利用动态降解反应器建立PT支架体外稳定降解模型,研究PT支架降解过程中理化和生物学特性的变化。与TCP含量较低的PT支架相比,PT46和PT37支架降解更快。体内研究显示PT (PT46和PT37)支架的快速降解干扰巨噬细胞反应,导致骨愈合失败。巨噬细胞共培养试验和皮下植入模型表明,支架降解过程动态影响巨噬细胞的反应,特别是极化。RNA-Seq分析表明,吞噬PT37支架降解产物可诱导巨噬细胞氧化应激和炎性M1极化。总之,本研究揭示了可降解骨支架生物降解的动态模式高度协调了免疫反应,从而决定了骨再生的成功。

 

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