Forskere udvikler en ny flercellet stilladsstrategi til behandling af sene-knogleskader

Ifølge en undersøgelse offentliggjort i Science Advances , har en forskergruppe ledet af prof. Wu Chengtie fra Shanghai Institute of Ceramics fra det kinesiske videnskabsakademi udviklet et multicellulært stillads baseret på uorganisk biokeramik for at opnå immunmodulering og integreret regenerering ved sene-til-knogleskader, dvs. skader, der opstår kl. sene-knoglegrænsefladen.

Begrænsning af motorisk aktivitet på grund af tab af naturlig struktur er en væsentlig årsag til nedsat livskvalitet hos patienter, der lider af sene-til-knogleskader. Konventionelle biomaterialer til behandling af sene-til-knogleskader fokuserer på at forbedre den regenerative kapacitet af sene- eller knoglevæv for at fremme genoprettelse af naturlig struktur. Men på grund af forsømmelse af immunmiljøet ved grænsefladen og manglen på regenerativ multivævsfunktion, er det stadig vanskeligt at opnå tilfredsstillende resultater.

For at imødegå dette problem kombinerede forskerne mangansilikat (MS) nanopartikler med sene/knogle-relaterede celler for at konstruere et immunmodulerende multicellulært stillads ved hjælp af lagdelt cellefordeling for at opnå integreret sene-til-knogle-regenerering.

Ifølge forskerne tillod integrering af biomimetisk cellefordeling og MS-nanopartikler de multicellulære stilladser til samtidigt at inducere tenogen differentiering af senestam-/progenitorceller i de øvre lag og osteogen differentiering af knoglemarvs mesenkymale stamceller i de nedre lag.

Ydermere var kanin- og rotte-rotatormanchet-rivninger behandlet med de immunmodulerende multicellulære stilladser samtidigt i stand til at opnå immunmodulation, genoprettelse af grænseflademikrostruktur og funktionel genopretning.

Derudover blev rollen af ​​immunmodulerende processer i stilladsspecifik differentiering bekræftet ved at implantere MS nanopartikel multicellulære stilladser i en makrofagudtømt rottemodel.

Resultatet af co-kulturmodellen med makrofager viste, at MS nanopartikler forbedrede den specifikke differentiering af multicellulære stilladser via regulering af makrofager, hvilket hovedsageligt blev tilskrevet udskillelsen af ​​PGE2-faktor i makrofager induceret af Mn-ioner.

Denne forskning viser, at disse flercellede stilladser baseret på uorganiske biomaterialer tilbyder et nyt koncept til at opnå immunmodulering og integreret regenerering af sene-knogle og andre bløde/hårde vævsgrænseflader.

Flere oplysninger: Lin Du et al., Immunmodulerende multicellulære stilladser til sene-til-knogle-regenerering, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adk6610

Leveret af Chinese Academy of Sciences