Biomaterials:铜洗脱生物活性玻璃功能化的胶原蛋白支架减少感染并增强骨生成和血管生成

2019-02-03 MedSci MedSci原创

骨感染骨髓炎(通常由金黄色葡萄球菌)通常需要多步骤的外科清创术,长期全身性高剂量抗生素,对于较大的骨缺损还需要进行骨移植。这些大大增加了抗生素的耐药性,因此需要开发替代方法。在这里,我们描述了一步法治疗骨髓炎,使用结合了局部控释非抗生素抗菌药物和再生胶原蛋白支架。为了最大限度地提高疗效,我们利用生物活性玻璃,一种具有巨大骨修复能力的骨传导材料,作为铜离子的传递平台(已证实具有抗菌,血管生成和成骨特

感染骨髓炎(通常由金黄色葡萄球菌)通常需要多步骤的外科清创术,长期全身性高剂量抗生素,对于较大的骨缺损还需要进行骨移植。这些大大增加了抗生素的耐药性,因此需要开发替代方法。

在这里,我们描述了一步法治疗骨髓炎,使用结合了局部控释非抗生素抗菌药物和再生胶原蛋白支架。为了最大限度地提高疗效,我们利用生物活性玻璃,一种具有巨大骨修复能力的骨传导材料,作为铜离子的传递平台(已证实具有抗菌,血管生成和成骨特性)。制备多功能胶原铜掺杂生物活性玻璃支架(CuBG-CS),其具有有利的微结构和机械性能(在CS上的压缩模量增加高达1.9倍),在骨组织工程的理想范围内。

支架显示出对金黄色葡萄球菌的抗菌活性(抑制高达66%),同时还增强骨生成(钙沉积增加高达3.6倍)和体外血管生成。最重要的是,当在鸡胚胎体内模型中进行评估时,CuBG-CS不仅表现出生物相容性,而且还具有明显的血管生成和成骨反应,与体外研究一致。

总的来说,这些结果表明,本研究所制备的CuBG-CS具有一步治疗骨髓炎的潜力,可在减少感染的同时增强骨愈合。

原始出处:

Ryan EJ, Ryan AJ, et al., Collagen scaffolds functionalised with copper-eluting bioactive glass reduce infection and enhance osteogenesis and angiogenesis both in vitro and in vivo. Biomaterials. 2019 Jan 23;197:405-416. doi: 10.1016/j.biomaterials.2019.01.031.

阅读全文