张薇/陈佳林课题组在Advanced Healthcare Materials发表研究论文

发布者:余家仪发布时间:2022-07-04浏览次数:10


2022624日,张薇/陈佳林课题组在生物材料领域权威学术期刊Advanced Healthcare Materials (IF=11.092Q1)上发表题为“Nanosilicate‐Reinforced Silk Fibroin Hydrogel for Endogenous Regeneration of both Cartilage and Subchondral Bone”的研究论文。医千赢体育app下载2018级本科生盛仁旺为本文第一作者,张薇副教授为本文通讯作者。

骨软骨缺损是软骨和软骨下骨的联合病变,常常由创伤、炎症或过度负荷导致。由于软骨和软骨下骨独特的生物学特性,骨软骨损伤难以自行修复。目前,骨软骨损伤的临床治疗方法包括:微骨折手术、自体软骨细胞移植、自体/异体骨软骨移植等,但这些方法存在治疗效果不佳、供体来源有限、免疫排斥等局限性。近年来,内源性组织工程技术成为骨软骨缺损修复的潜在策略,并取得一定进展。然而,开发一种能够同时促进软骨和软骨下骨双系再生的组织工程支架仍具有较大的挑战性。

针对以上问题,该研究制备了一种功能化、具有骨/软骨双系活性的丝素-蒙脱土复合纳米活性水凝胶用于骨软骨一体化再生。丝素蛋白是一种FDA批准的医用生物材料,具有良好的生物相容性、优异的机械性能以及可调的降解性能,在组织工程领域得到广泛应用。基于丝素蛋白的水凝胶可提供三维的水性微环境,有利于细胞存活和组织长入,然而力学性能不足以及缺少生物活性限制了其在骨软骨组织工程中的应用。FDA批准的蒙脱土是应用最广泛的硅酸盐纳米粘土之一,有研究表明其能增强水凝胶和其他丝素蛋白复合材料的力学性能和成骨活性。该研究通过酶交联和嵌入化学法制备了丝素-蒙脱土复合水凝胶,并全面评估了该水凝胶的理化特性、生物相容性、生物活性及其内在机制、和体内骨软骨损伤修复效果。结果显示该丝素-蒙脱土复合水凝胶显著提高了材料的孔隙率、力学性能和亲水性。蛋白组学分析表明多条信号通路参与调控该水凝胶的骨/软骨双系活性,其在体外能够诱导骨髓间充质干细胞成骨分化并维持软骨细胞表型,体内能够促进软骨和软骨下骨的修复再生,从而达到一体化修复骨软骨损伤的目的。

相关工作得到国家自然科学基金(81901903)、江苏省自然科学基金(BK20190356, BK20190354)等项目的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adhm.202200602


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