具有微创性的可注射水凝胶在骨缺损临床治疗方面表现出了广阔的应用前景。目前,关于如何利用可注射水凝胶来调动机体的再生潜能以促进骨再生的研究仍然较少。有鉴于此,四川大学肖玉梅研究员和中国科学院深圳先进技术研究院杨继榕研究员开发了一种由纳米复合微凝胶构建模块组装而成的可注射骨模拟水凝胶(BMH)支架,其具有高度互联的微孔结构和无机/有机(甲基丙烯酸羟基磷灰石和甲基丙烯酸明胶)交织的纳米结构。
本文要点:
(1)与缺乏微-纳米结构或仅具有微孔结构的水凝胶相比,该BMH支架可在皮下植入后的早期增强血管向内生长,并促进致密的细胞网络(包括干细胞和M2型巨噬细胞)的形成。研究
发现,BMH支架不仅可以直接诱导浸润的干细胞发生成骨分化,还可以通过诱导巨噬细胞极化为M2表型以产生具有指导性的骨免疫微环境。
(2)机制研究表明,BMH的纳米粗糙结构能够激活机械传导相关的RhoA/ROCK2通路,因此其在诱导巨噬细胞M2型极化的过程中具有重要作用。综上所述,该研究开发了一种具有微纳米结构驱动的生物响应性能的可注射水凝胶,其能够利用人体固有的再生潜力实现高效的骨再生。
Tao Song. et al. Structure driven bio-responsive ability of injectable nanocomposite hydrogels for efficient bone regeneration. Biomaterials. 2024
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961224001352