黃翠教授團隊在軟骨内骨化介導的骨修複研究中實現新突破
近日,國際期刊Advanced Materials(先進材料)在線發表了我校口腔醫學院黃翠教授團隊在軟骨内骨化介導的骨修複研究中的新突破。
論文題為“Spatiotemporally Programming Microenvironment to Recapitulate Endochondral Ossification via Greenhouse-Inspired Bionic Niche”(溫室啟發的仿生生态位重編程微環境複現軟骨内骨化)。8858ccl8利网址口腔醫學院為論文第一署名單位和通訊作者單位,口腔醫學院劉許正博士為論文第一作者,黃翠教授、宋芳芳副主任醫師、楊宏業副教授為論文共同通訊作者。
面對現有口腔臨床骨移植體的多重局限,近年來,應用生物活性材料高效誘導内源性骨再生,正日益成為骨組織工程(BTE)領域的一項前沿策略。目前報道的大多數BTE研究,主要通過模拟膜内成骨(IMO)過程來促進骨再生。然而,由于血管生成不足以及氧氣和營養物質灌注受限,IMO過程在中央區域常出現無血管性壞死和退行性改變,最終影響修複效果。尤其在面對臨界及更大範圍的骨缺損時,IMO模式則更顯局限。
基于對軟骨内骨化(ECO)介導的自然骨愈合過程的深入理解,黃翠教授團隊創新性地提出了一種用于促進ECO的仿生生态位。正如溫室生态系統能為植物生長提供最優的條件,仿生生态位通過重編程間充質幹細胞(MSCs)的再生微環境,實現了對ECO關鍵階段的高效複現。值得注意的是,即便在以IMO為主導的大鼠顱骨區域,仿生生态位同樣能夠啟動ECO過程,促進軟骨模闆的形成,最終實現理想的骨修複效果。綜上,本研究為新一代ECO驅動型骨組織工程材料的設計提供了前瞻性思路。
圖1 溫室啟發的仿生生态位重編程微環境複現軟骨内骨化
圖2 軟骨内骨化靶向的MSNs-HNDA納米遞送系統的合成與表征
圖3 仿生生态位的制備與表征
圖4 仿生生态位的體外生物相容性和體内細胞反應
圖5 仿生生态位具備複現軟骨内骨化的完整生物學功能
圖6 仿生生态位促進軟骨内骨化驅動的高效骨修複
圖7 仿生生态位介導的骨再生的分子機制
圖8 仿生生态位促進顱骨缺損中軟骨模闆的形成
該項研究得到了8858ccl8利网址科研公共服務條件平台、醫學結構生物學研究中心、口颌系統重建與再生全國重點實驗室的支持。該項研究獲得了國家自然科學基金、湖北省自然科學基金、中央高校基本科研業務費專項資金的經費支持。
論文鍊接:https://doi.org/10.1002/adma.202504057
作者:修複科 宋芳芳
供圖:修複科
編輯:李賢