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行业新知 | 外泌体赋予可光固化 3D打印45S5陶瓷支架以增强血管生成-成骨耦合,从而加速骨再生

行业新知 | 外泌体赋予可光固化 3D打印45S5陶瓷支架以增强血管生成-成骨耦合,从而加速骨再生

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2024-07-23 15:43
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行业新知 | 外泌体赋予可光固化 3D打印45S5陶瓷支架以增强血管生成-成骨耦合,从而加速骨再生

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行业新知

近日,青岛大学附属医院脊柱外科Yongming Xi带领的团队在《Composites Part B》发表了题为Exosomes endow photocurable 3D printing 45S5 ceramic scaffolds to enhance angiogenesis-osteogenesis coupling for accelerated bone regeneration的研究,使用含有双键的硅烷偶联剂来改性四面体硅酸盐,从而制备出可光固化的45S591香蕉视频污在线观看活性玻璃前驱体。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135983682400266X?dgcid=rss_sd_all
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研究内容

骨缺损是由先天畸形、严重创伤、恶性肿瘤和感染引起的常见骨科疾病,现有的治疗材料常缺乏血管化,导致移植的修复材料坏死。本研究开发了一种光固化45S5前驱体,并将其与磷酸三钙(TCP)结合,通过光聚合3D打印制成支架。这种支架进一步结合了GelMA水凝胶和内皮祖细胞外泌体(EPC-exos),以增强其血管化骨再生能力。研究确认,EPC-exos通过P38/MAPK通路促进了骨再生,实现了血管生成与成骨的耦合。

△图1,示意图显示内皮祖细胞来源的外泌体赋予可光固化的3D打印45S5陶瓷支架,以增强血管生成、成骨,加速骨再生。

△图2,(A)光固化45S5前驱体PG的修饰与合成。(B)PG的光交联特性。对BG、非交联PG和交联PG的(C) FTIR光谱分析。(D-E)PG和PG/TCP凝胶的光敏流变学结果。(F)光固化3D打印PT支架。(G)PG和PT支架的打印性优良。(H)PG、PT、PT/G的SEM图像。(一)PG和PT的XRD图像。(J)PG、PT和PT/G支架的应力-应变曲线。(K)PG、PT和PT/G支架的极限抗压强度。(L)PG、PT和PT/G支架的压缩模量。(M)PG、PT、PT/ G支架的降解曲线。

△图3,(A)外泌体提取过程示意图。(B-D)通过TEM、NTA和Alix、Flot1和CD81的Western blot分析来鉴定EPC-exos。(E-F)骨髓间充质干细胞和HUVECs通过荧光内化EPC-exos。(红色:EPC-exos,绿色:细胞骨架,蓝色:细胞核)。(G)使用CCK-8检测方法评估第1、3和5天的BMSC活力。(H)RT-qPCR检测骨髓间充质干细胞中成骨基因mRNA的表达水平(*p < 0.05,**p < 0.01)。

△图4,采用(A) CCK-8检测各组骨髓间充质干细胞的细胞活力。(*p < 0.05, **p < 0.01).(B)各组骨髓间充质干细胞的活/死染色图像。(C)流式细胞术分析支架-细胞共培养后各组细胞的凋亡情况。(D)转孔实验通过结晶紫染色显示骨髓间充质干细胞迁移。(E)迁移细胞的定量分析。(F)第7天对骨髓间充质干细胞进行ALP染色。(G)培养7d的细胞的ALP活性。(H-I)共聚焦免疫荧光成像和成骨标志物COL1的定量评估。(J-N)各组成骨基因mRNA的表达水平(*p < 0.05,**p < 0.01)。

△图5,(A-B)划痕试验和HUVECs定量分析。(C-D)共聚焦免疫荧光图像和CD31的定量分析。(E-H)血管生成基因mRNA的表达情况(*p < 0.05,**p < 0.01)。

△图6,(A)重建6w和12w骨缺损修复的三维显微ct图像。(B-E)植入后的体内再生修复效果的定量分析。

△图7,每次植入的(A) H&E染色。每次植入均用(B) Masson染色。(C)体内组织成骨标志物氰酸盐的免疫荧光图像。(D)体内组织CD31免疫荧光图像的免疫荧光图像。(E-F)采用Image J软件(**p < 0.01,***p < 0.001)对CD31和氰酸盐表达阳性区域进行定量分析。

△图8,(A)DEmirna的热图。红色表示相对基因表达量高,蓝色表示相对基因表达量低。每一列代表一个样本,每一行代表一个显著的miRNA。(B)通过京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析对DE miRNAs靶基因的通路分析。(C)氧化石墨烯分析包括功能通路、91香蕉视频污在线观看过程和细胞成分。(D) RT-qPCR检测体外MAPK通路相关基因的相对表达水平。(E-K)JNK、磷酸化JNK(P-JNK)、ERK1/2、磷酸化ERK1/2(PERK1/2)、P38和磷酸化P38(P-P38)蛋白在骨髓间充质干细胞中的表达(*p < 0.05,**p < 0.01)。

 

研究结论

本研究通过双键功能化改性45S5前驱体,并采用光固化3D打印方法制作了PT支架。将封装在GelMA中的EPC-exos固定在PT支架上,形成功能化的PT/G@Exos复合支架,以促进血管生成-成骨耦合,从而增强骨再生能力。研究表明,该复合支架通过P38/MAPK通路促进骨再生,并为开发临床91香蕉视频超污的高级骨组织工程支架提供了新见解。

△上图为我司使用自主研发的光固化陶瓷3D打印设备打印的91香蕉视频污在线观看陶瓷支架样件,为老师们做91香蕉视频污在线观看材料和结构研究验证提供更高效的方法

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