影响因子6.4丨博辉瑞进骨修复材料平台研究新进展获《Journal of Materials Research and Technology》收录

作者：本站编辑    发布日期：2024-05-23

创伤、感染、肿瘤、先天性畸形、骨质疏松等因素可引起不同程度的骨缺损。尽管骨缺损具有自愈能力，但超过临界尺寸的骨缺损无法自愈。近年来，骨组织工程(bone tissue engineering, BTE)被认为是最有前途的骨修复与重建方法，并取得了巨大成功。支架材料、种子细胞和生长因子被称为BTE的三要素。然而，支架的物理性质和生物相容性以及生长因子的安全性和成本，限制了它们在临床上的应用。因此，开发一种用高效生长因子修饰的新型支架以满足 BTE 的要求至关重要。

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基于此，博辉瑞进联合天津医科大学第二医院、天津医科大学口腔医学院、天津市中诺口腔医院专家团队，开发了用新型融合肽修饰的三维打印聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石（PLGA/HA）复合支架，它能有效促进骨缺损的再生和修复。

在本项研究中，研究人员制备了具有适当HA含量的3D打印PLGA/HA复合支架，并使其具有适当的力学性能。此外，用新的融合肽修饰了3D打印的聚乳酸（PLGA）/羟基磷灰石（HA）复合支架的表面，使其具有成骨、抗菌和促进血管生成的作用。

图为：3D-PLGA/HA功能化支架的制备及大鼠颅骨缺损修复示意图

体外实验表明，融合肽修饰的支架具有良好的生物相容性和一定的抗菌活性。此外，融合肽改性支架还能显著提高骨髓间充质干细胞（BMSCs）和Ea.hy926细胞的迁移能力，促进BMSCs成骨相关因子（BMP2、RUNX2、ALP、OPN）的表达，促进Ea.hy926细胞血管生成相关因子（VEGF和HIF-1α）的表达。

图为：样品的表征。(A) PLGA/HA支架的降解率。(B) PLGA/HA支架的孔隙率。(C) PLGA/HA支架抗压强度。(D)不同浓度融合肽溶液孵育3d后的荧光强度。(E)不同肽溶液孵育不同时间后支架上的残留荧光强度

图为：样品对骨髓间充质干细胞增殖、迁移及成骨分化的影响。(A) CCK-8实验显示骨髓间充质干细胞和Ea的增殖。各组培养1、3、5、7 d后的hy926细胞。(B) BMSCs和Ea.hy926细胞的AO染色图像。(C) Transwell实验评估BMSCs和Ea.hy926细胞在样品表面培养的迁移能力

图为：样品的体外抗菌活性。(A, C)总抑菌活性检测及菌落定量分析。(B)与样品提取物共培养24 h细菌的抑制区(误差条代表n=3时的平均值±SD)

体内实验表明，负载融合肽的支架材料具有更好的骨传导性和骨诱导性，骨缺损部位的骨组织再生量明显大于空白对照组。空白支架材料由于不含功能因子，具有一定的骨传导性，但不具有骨诱导能力，因此融合肽修饰的3D-PLGA/HA支架更有利于修复关键骨缺损部位。

图为：样品对骨髓间充质干细胞成骨因子表达的影响。(A)成骨相关基因的Real-time PCR分析。(B)成骨相关蛋白的Western blot分析。(C) Western blot数据的定量分析。(D)骨髓间充质干细胞的ALP (7 D)和ARS染色(21 D)图像。(E) ALP和ARS染色定量分析

图为：样品对Ea.hy926细胞血管生成相关因子表达的影响(A)血管生成相关基因的实时PCR分析。(B)血管生成相关蛋白的Western blot分析。(C) Western blot数据的定量分析。(D) Ea.hy926细胞血管生成相关蛋白(血管生成相关蛋白:绿色，细胞核:蓝色)的免疫荧光分析

图为：3 m处颅骨缺损模型成骨能力评估。(A)不同样品覆盖骨缺损的三维重建和矢状面图像。(B)不同组骨缺损BV/TV。(C) H&E染色。(D)Masson三色染色。(E) OCN表达的免疫组织化学分析。(F) Col-I表达的免疫组织化学分析

总结：研究人员成功制备了具有合适HA组分含量和机械强度的3D打印PLGA/HA复合支架材料，并实现了融合肽对PLGA/HA支架的多功能修饰。P3-PLGA/HA复合支架具有良好的生物活性和安全性，可促进BMSCs和Ea.hy926细胞的迁移。P3-PLGA/HA复合支架还能促进骨髓间充质干细胞中OPN、RUNX2、ALP、BMP2的表达以及Ea.hy926细胞中VEGF、HIF-α的表达，显著抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长，形成骨缺损部位具有良好成骨潜能的骨传导和骨诱导复合支架材料。本研究为BTE在骨缺损修复中的应用提供了更好的选择。

近日，该研究成果已获材料科学领域国际期刊《Journal of Materials Research and Technology》收录，文章标题《A 3D-printed PLGA/HA composite scaffold modified with fusion peptides to enhance its antibacterial, osteogenic and angiogenic properties in bone defect repair》,影响因子6.4。

博辉瑞进自主研发、具有自主知识产权的骨填充修复材料技术平台，采用脱细胞外基质凝胶与羟基磷灰石复合，具有骨引导的同时，提高了骨填充材料的生物相容性。SIS凝胶中含有生物活性因子，可促进血管再生，进一步促进骨修复，SIS凝胶的相关研究已经发表多篇SCI论文（Cell Proliferation ，2022，Volume55.，Journal of Materials Chemistry B，2022, 10, 6279-6286.，ACS Applied Materials & Interfaces，2022, 14, 38525-38540.）。同时，羟基磷灰石颗粒表面具有多孔结构，促进细胞长入，有助于新骨的生成，羟基磷灰石的相关研究也已经发表在Advanced Functional Materials, 2024: 2315382.，ACS Applied Materials & Interfaces, 2024.业界权威期刊上。博辉瑞进骨填充修复材料在口腔颌面外科、神经外科及四肢脊柱外科均有潜在的应用前景，相关产品正在注册取证过程中。