Int J Nanomed：小分子修饰的仿生明胶/羟基磷灰石纳米纤维可有效增强成骨
2019-02-17 不详 网络
骨不连的大小骨缺损的修复是全世界面临的重大临床挑战。构建提供骨传导和骨诱导信号的成骨微环境是一种主要策略。在本研究中，研究人员通过静电纺丝开发了抗坏血酸（AA）和β-甘油磷酸二钠盐水合物（β-GP）修饰的仿生明胶/羟基磷灰石（GH）纳米纤维支架。然后通过N-羟基磺基-琥珀酰亚胺钠盐（NHS）和1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）使支架交联。通过扫描电子显微镜（SEM）评估非
骨不连的大小骨缺损的修复是全世界面临的重大临床挑战。构建提供骨传导和骨诱导信号的成骨微环境是一种主要策略。
在本研究中，研究人员通过静电纺丝开发了抗坏血酸（AA）和β-甘油磷酸二钠盐水合物（β-GP）修饰的仿生明胶/羟基磷灰石（GH）纳米纤维支架。然后通过N-羟基磺基-琥珀酰亚胺钠盐（NHS）和1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）使支架交联。通过扫描电子显微镜（SEM）评估非交联和交联支架的形态。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）用于评估小分子和GH支架之间的相互作用模型。然后使用MTT，Alamar Blue和CCK8测定来研究各种交联支架的生物相容性。随后，通过定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）检测在支架上培养的骨髓基质细胞（BMSCs）的成骨基因表达。最后，将交联支架植入大鼠颅骨缺损模型中以评估体内成骨作用。
SEM结果显示，各种支架呈现细胞外基质（ECM）样纤维状多孔结构。FT-IR光谱表明AA和β-GP与GH支架共价键合。MTT，Alamar Blue和CCK8测定表明，所有支架均能很好地支持BMSCs的生长。qRT-PCR结果显示，GH/A/B支架上BMSCs中Alp和Runx2的表达水平分别比第7天的GH组高3.5和1.5倍。结果还显示AA - 和β-GP-修饰的GH支架可以以时间特异性方式显著诱导更高水平的成骨基因表达。重要的是，AA和β-GP在体外协同促进成骨细胞分化并显着诱导体内骨再生。令人印象深刻的是，AA和β-GP双重修饰的GH纳米纤维支架可作为指导骨再生的模板，并且骨缺损在6周时几乎完全修复（94.28％±5.00％）。此外，单个AA或β-GP修饰的GH纳米纤维支架在体内12周时分别可修复62.95％±9.39％和66.56％±18.45％的骨缺损。此外，AA和β-GP在体内表现出抗炎作用。
总之，我们的数据强调，AA，β-GP和GH纳米纤维为骨再生创造了良好的骨传导和骨诱导微环境。我们证明了AA和β-GP双重修饰的GH纳米纤维是一种多功能的骨组织工程支架。
原始出处：
Li D, Zhang K, et al., Small molecules modified biomimetic gelatin/hydroxyapatite nanofibers constructing an ideal osteogenic microenvironment with significantly enhanced cranial bone formation. Int J Nanomedicine. 2018 Nov 6;13:7167-7181. doi: 10.2147/IJN.S174553. eCollection 2018.
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