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      影響因子19.0丨博輝瑞進骨修復材料技術平臺最新研究獲國際頂刊《Advanced Functional Materials》收錄


      作者:本站編輯    發布日期:2024-01-29


      據世衛組織數據,全球約有150萬病例,包括截肢和死亡病例,是由嚴重骨感染引起的。骨感染會引起嚴重的炎癥,導致骨吸收和破骨細胞分化等不良癥狀。盡管預防措施和無菌手術技術取得了進步,但仍有1-2%的感染率,并有較高的反復感染發生率。更為嚴峻的是,抗生素的過度使用,導致細菌對慶大霉素和萬古霉素等傳統藥物的耐藥性不斷增強。解決受感染骨再生難題,迫切需要開發具有高效抗菌特性和持久功效的支架材料。

      需要注意的是,骨重建的微環境不僅需要對抗感染,還應具有抗炎為細胞浸潤創造有利空間的能力等屬性。這些屬性對于重塑骨組織的生理形態至關重要。此外,源于內源性線粒體功能障礙所導致的活性氧(ROS)等自由基的釋放,會促進細胞膜、核酸和DNA的氧化損傷,破壞細胞平衡促使細胞凋亡加劇炎癥,從而阻礙局部骨再生。因此,為了實現最佳的再生效果,必須考慮有ROS清除能力生物材料,同時保持彈性多孔結構以承受內部和外部機械應力。

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      圖為:文章首頁


            基于此,博輝瑞進聯合南開大學醫學院、中國人民解放軍總醫院、中國人民解放軍醫學院專家團隊,基于博輝瑞進自主研發、具有自主知識產權的骨填充修復材料技術平臺,設計了一種具有抗菌和ROS清除能力的力學恢復性復合支架HA/SIS/TA來對抗上述挑戰。該支架由通過將骨傳導性羥基磷灰石(HA)顆粒和單寧酸(TA)整合到自組裝超分子小腸粘膜下層(SIS)水凝膠基質中創建而成。支架的抗菌和ROS清除能力通過TA與細菌和自由基的相互作用來實現,支架的力學恢復性源自交聯SIS干凝膠,以創造有利于細胞浸潤的環境。

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      圖為:復合支架HA/SIS/TA制備過程


      研究人員對HA/SIS/TA支架進行了從物理化學性能到體外和體內性能評估的綜合研究。結果顯示,HA/SIS/TA12h支架(TA吸收12小時)具有顯著的抗菌功效,高達95%。RNA測序分析表明了破壞精氨酸和丙氨酸等氨基酸合成的機制。此外,復合支架與L929成纖維細胞表現出優異的細胞相容性,存活率超過70%,它還表現出卓越的抗炎性能(約為對照組的 5 倍)。 在感染性顱骨缺損模型中,HA/SIS/TA12h支架具有優異的骨再生能力,比對照組高約5倍,同時它還保持了適合細胞粘附和浸潤的環境,而沒有支架塌陷。研究表明,HA/SIS/TA復合支架在骨組織工程中具有良好的生物相容性、抗菌功效和ROS清除能力,為骨組織工程應用提供了有前景的候選材料。

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      圖為:HA/SIS/TA 支架的抗菌評估

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      圖為:HA/SIS/TA支架的ROS清除能力評估

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      為:治療感染性顱骨缺損的抗菌評估


      近日,該研究成果已獲國際材料科學領域頂級期刊《Advanced Functional Materials》收錄,文章標題《Mechanics-Resilient HA/SIS-Based Composite Scaffolds with ROS-Scavenging and Bacteria-Resistant Capacity to Address Infected Bone Regeneration》,影響因子19.0。

      博輝瑞進自主研發、具有自主知識產權的骨填充修復材料技術平臺,采用脫細胞外基質凝膠與羥基磷灰石復合,具有骨引導的同時,提高了骨填充材料的生物相容性。SIS凝膠中含有生物活性因子,可促進血管再生,進一步促進骨修復。三維多孔結構設計,促進細胞長入,同時,羥基磷灰石顆粒表面具有多孔結構,有助于新骨的生成。經過研究證實,博輝瑞進骨填充修復材料在口腔頜面外科、神經外科及四肢脊柱外科均有潛在的應用前景,相關產品也已在布局中。

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