ACS Appl Mater Interfaces：新型含Cu支架可用于感染区域的骨再生
2018-01-21 MedSci MedSci原创
修复感染的骨缺陷不仅依赖于填补缺陷以促进骨形成的支架，还需要杀灭其中的细菌病原体，例如金黄色葡萄球菌（S.aureus）。为此，本研究中，研究人员开发了一种新的含有天然聚合物铜（Cu）支架，具有潜在饿修复感染的骨缺损的能力。研究人员将Cu2 +纳米粒子添加到阴离子羧甲基壳聚糖（CMC）和海藻酸盐（Alg）的混合物中，而不是直接向聚合物混合物中添加抗菌Cu2 +离子导致不受控制的聚合物交联。然后，从
修复感染的骨缺陷不仅依赖于填补缺陷以促进骨形成的支架，还需要杀灭其中的细菌病原体，例如金黄色葡萄球菌（S.aureus）。为此，本研究中，研究人员开发了一种新的含有天然聚合物铜（Cu）支架，具有潜在的修复感染的骨缺损的能力。
研究人员将Cu2 +纳米粒子添加到阴离子羧甲基壳聚糖（CMC）和海藻酸盐（Alg）的混合物中，而不是直接向聚合物混合物中添加抗菌Cu2 +离子导致不受控制的聚合物交联。然后，从Cu2 +离子Cu2纳米粒子中释放逐渐与聚合物混合物交联，通过冷冻干燥进一步转化为具有互连多孔结构的支架（CMC/Alg/Cu）。
结果显示，与通过相同程序制造的CMC/Alg支架相比，CMC/Alg/Cu支架可明显改善支架的成骨能力和杀死细菌的能力。具体而言，体外研究表明，具有良好生物相容性的CMC/Alg/Cu支架可以通过上调粘着相关基因（粘着斑激酶（FAK），桩蛋白（PXN）和纽蛋白（VCL））的表达水平来增强前成骨细胞的粘附，通过上调成骨相关基因表达和细胞外钙沉积来促进成骨分化和矿化。体内研究进一步表明，CMC/Alg/Cu支架可在4周内诱导血管化新骨组织的形成，同时避免了临床细菌感染，甚至当临床收集的金黄色葡萄球菌感染种植部位时。
综上所述，该研究结果表明，本研究开发了一种简单新颖的制造铜聚合物支架的方法，所制备的支架或可用于修复感染的骨缺损。
原始出处：
Yao Lu, Lihua Li, et al., Multifunctional Copper-Containing Carboxymethyl Chitosan/Alginate Scaffolds for Eradicating Clinical Bacterial Infection and Promoting Bone Formation. ACS Appl Mater Interfaces. 2018 Jan 10; 10(1): 127–138. doi: 10.1021/acsami.7b13750
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