由于界面骨整合不足,骨科植入物的失败率很高,尤其是在骨质疏松的情况下。H型血管是CD31+EMCN+毛细血管,在介导新骨形成中起着至关重要的作用,但它们在骨质疏松性骨折部位的丰度非常有限。重庆大学胡燕、蔡开勇和罗忠报道了一种纳米工程复合涂层,通过抑制内皮细胞(EC)中干扰素基因(STING)的刺激因子来刺激H型血管的形成,可用于改善钛植入物的原位骨整合以及修复骨质疏松性骨折。
本文要点
(1)通过滚环扩增(RCA)STING mRNA降解DNA酶,研究制备了自主催化的DNA酶ZnO纳米花(DNFzns),然后将其整合在Ti表面,并与硫酮桥联的聚多巴胺和柚皮素(Ti/DNFzn/PDA-Nar)依次络合。
(2)内皮细胞和间充质干细胞(MSCs)可以通过恒电流募集到植入物表面,从而形成DNFzn/PDA-Nar的负电荷表层。随后,在活性氧(ROS)刺激下涂层可释放Nar,上调募集内皮细胞中的内皮一氧化氮合酶(eNOS),导致局部血管生成增强。
(3)同时,协同释放的DNFzns会消除内皮细胞中STING的表达,将新形成的血管转化为H型血管,从而显著促进Ti植入物的骨整合。本研究为改善骨质疏松性骨折的种植体骨整合提供了应用前景。
Maohua Chen, et al. DNAzyme Nanoconstruct-Integrated Autonomously-Adaptive Coatings Enhance Titanium-Implant Osteointegration by Cooperative Angiogenesis and Vessel Remodeling. ACS Nano. 2023
DOI:10.1021/acsnano.3c04049
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c04049