骨再生近期研究成果汇总

发布时间:2020-01-02文章来源: 浏览次数:

骨再生是生物医学一个重要的研究领域,由各种原因造成的骨缺损对患者的健康带来极大损害,因此关于骨再生的研究十分重要,本文汇总了近一个月来与骨再生相关的研究成果。

1. ACS Nano:可降解多功能抗菌生物活性纳米系统用于增强肿瘤的光热化疗和骨再生

由肿瘤手术引起的肿瘤与骨缺损的同时治疗仍是目前骨科临床面临的一大挑战。很少有纳米材料系统同时兼具多种功能,包括生物降解性、肿瘤治疗和增强骨再生能力。在此,西安交通大学雷波等人设计了一种具有多功能特性的可生物降解的单分散生物活性玻璃纳米颗粒(BGN)平台,用于增强结肠癌的光热化疗和骨修复。

以贻贝为灵感建立的BGN表面组装是一种稳定的近红外光热纳米平台(BGN@PDA),可用于肿瘤的消融。BGN@PDA表现出超高抗癌药物(DOX)的负载性能,具有按需(pH/NIR响应)药物释放行为和增强肿瘤化疗的抗菌活性(BGN@PDA-DOX)。其在体外对结肠癌细胞(Hct116细胞)和宫颈癌细胞(HeLa细胞)的生长均有明显的抑制作用,体内协同化疗-光热治疗可实现较好的局部抗癌功效。BGN@PDA在体内60天内即逐渐降解,毒副作用可忽略不计。同时,BGN@PDA在体外能积极诱导成骨细胞成骨,对大鼠颅骨缺损具有良好的体内骨修复能力。这项工作提出了一种独特的策略来设计一种具有生物活性的多功能纳米平台,可用于治疗肿瘤疾病导致的骨组织再生。

Yumeng Xue, Wen Niu, Min Wang, et al. Engineering a Biodegradable Multifunctional Antibacterial Bioactive Nanosystem for Enhancing Tumor Photothermo-Chemotherapy and Bone Regeneration. ACS Nano, 2019.

https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06145

2. Small:双功能单核细胞在严重骨髓炎治疗中的杀菌抗炎作用

骨髓炎是一种由感染微生物引起的炎性骨病,可导致进行性骨质破坏和丢失。耐药性和炎性损伤使得开发新的双功能疗法迫在眉睫。基于单核/巨噬细胞天然的强大杀菌作用,具有程序化抗炎能力的功能性单核细胞有望用于骨髓炎的治疗。有鉴于此,武汉大学口腔医学院Yufeng Zhang等人开发了含有阿司匹林的金纳米笼(GNC)修饰单核细胞,以实现有效控制骨感染治疗的抗菌抗炎过程。

携带阿司匹林@GNC的单核细胞继承了原始单核细胞的生物学功能,如对细菌的趋化性、分化潜能和吞噬能力。在骨髓炎治疗过程中,GNC中的阿司匹林控释具有抑制自然免疫活性和诱导成骨细胞分化的作用,有利于提高抗感染后的骨再生率和成骨细胞再生量。本研究首次以时间为导向、程序化的方式利用活的单核细胞实现抗菌和抗炎双重作用,为今后基于这一概念的治疗提供了启示。

Miusi Shi, Peng Zhang, Qin Zhao, et al. Dual Functional Monocytes Modulate Bactericidal and Anti‐Inflammation Process for Severe Osteomyelitis Treatment, Small, 2019.

https://doi.org/10.1002/smll.201905185

3. Biomaterials:生长因子传递支架和26SCS修饰的双重模块化设计增强和协调成骨和血管生成

保持生长因子(GFs)的生物活性并模拟其体内供应模式是GFs骨移植发展中的挑战。近日,华东理工大学育部医用生物材料工程研究中心刘昌胜教授和中国科学院深圳先进技术研究院王国成的研究小组合作开发了一种2-N,6-O-硫酸化壳聚糖(26SCS)功能化的双模块支架,该支架由具有分层多孔结构(模块I)的介孔生物活性玻璃(MBG)和原位固定在模块I中空通道中的凝胶水凝胶柱(模块II)组成,能够实现成骨rhBMP-2和血管生成VEGF的分化递送模式。

通过将rhBMP-2固定在模块I中并将VEGF嵌入模块II中,实现了一个由高浓度VEGF初始浓度随时间而降低和rhBMP-2缓慢/可持续释放组成的组合释放曲线。系统的体外和体内研究证明,成骨和血管生成的两个耦合过程是精心安排的,两者都增强归因于特定的GFs传递模式和26SCS修饰。26SCS不仅增强GFs的生物活性,而且降低诺金的拮抗作用。这项研究强调了区分不同GFs给药方式的重要性,并可能为今后生长因子骨移植的设计提供参考。

Wei Tang, Yuanman Yu, Jing Wang, et al. Enhancement and orchestration of osteogenesis and angiogenesis by a dual-modular design of growth factors delivery scaffolds and 26SCS decoration. Biomaterials, 2019.

DOI: 10.1016/j.biomaterials.2019.119645

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219307446

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