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Nano Res.│一种具有炎症调控和BMP-2加载双功能的含锥形孔表面修饰的新型介孔二氧化硅材料在骨再生中的应用
发表日期:2020-10-13 16:39:07
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近日,优牙生物首席科学家叶青松教授领衔的科研团队在骨修复领域又有了新的科研成果,并作为封面文章发表于Nano Research第九期。


中国工程院张志愿院士和哈佛大学医学院Shrike Zhang教授为此研究撰写点评:该纳米材料技术简单实用、效果显著,具有很强的临床转化和推广性,有望为当前的骨损伤临床治疗的带来技术性的变革。


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调节骨愈合一直是基础研究和临床研究的关注的热点问题,之前很多报道使用生物材料方法或干细胞可以极大地促进骨再生,但这些研究通常基于理想化的体外或体内研究模型。上述方法在实际骨损伤或者骨缺损的临床治疗中疗效不佳,因为骨损伤通常伴随着炎症微环境,不利于骨的修复和再生。


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叶青松教授及其同事最近报告了一种基于具有锥形孔的介孔硅胶棒(MSR-CP)的新型纳米生物材料策略,在最大限度地减少炎症的同时最大程度地促进骨缺损的再生。这项工作有以下两个关键设计:


一是免疫调节。当用于组织修复的生物材料被植入或输送到体内时,人体的免疫系统就会启动排斥这些外来的材料,称之为异物反应。因此,如何设计具有较好的生物相容性的材料,以减少异物反应,是生物材料领域亘古不变的难题。之前很多探索表明,通过释放免疫反应的细胞因子或改变细胞到生物材料本身物理化学性质可以达到减少免疫排斥的作用,但是无论是成本还是技术敏感性都很高。那么能否简单地通过纳米材料来实现这一效果呢?叶青松和他的同事们的研究成功地回答了这个问题。他们设计合成的新的MSR-CP新型纳米材料通过锥形孔赋予的表面性质,具有下调巨噬细胞促炎基因表达和细胞因子表达的能力。


二是生长因子携载。MSR-CP的锥形孔进一步使其能够携带大量骨形态发生蛋白2(BMP-2),BMP-2是美国食品和药物管理局(FDA)批准、常规采用的促进骨愈合的生长因子。在大鼠颅骨缺损模型中,优化的含BMP-2的MSR-CP纳米载体有效地诱导骨髓间充质干细胞向成骨分化和体内骨修复,而且成骨效果呈剂量依赖性。

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本研究提出了一种新的双功能纳米生物材料系统,不仅可以有效地传递骨愈合生长因子BMP-2,而且可以完全通过纳米材料的表面粗糙度来调节局部骨免疫反应,而不需要任何外部刺激。


消息来源:

NanoResearch ( https://mp.weixin.qq.com/s/lHleDj7sKYNDfnMF3CexQg  )

优牙生物 ( http://www.utoothbank.com/ )