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Adv Healthcare Mater仿贻贝双层水凝胶用于骨软骨一体化修复

已有 4924 次阅读 2019-11-10 10:50 |系统分类:论文交流

      软骨缺损通常是由于外伤、疾病或衰老引起的,主要包括部分软骨缺损,全层软骨缺损或者骨软骨缺损。具体来说,骨软骨缺损涉及关节软骨和软骨下骨的损伤,严重的可能导致关节功能退化。另外,由于软骨层中没有血管或神经,缺乏再生的能力,因此建立治疗骨软骨缺损的有效方法是再生医学的重要目标。然而,近年来对软骨缺损的模型主要是针对软骨层,材料的研究主要通过仿软骨组织的特性而设计的,对软骨下骨的修复并没有引起足够的重视。

      西南交通大学材料先进技术教育部重点实验的鲁雄教授课题组采用仿贻贝的方法制备了一种双层结构的水凝胶。上层有双键化明胶和聚多巴胺形成用于软骨修复;下层利用聚多巴胺诱导羟基磷灰石在双键化明胶中原位形成用于软骨下骨的修复。该双层水凝胶采用一锅法制备,消除传统双层水凝胶界面结合能力差的问题。本研究中,由于双层水凝胶同时聚合,并且基体材料都是双键化明胶,因此界面结合良好。水凝胶中存在共价键和非共价键以及原位形成的羟基磷灰石的纳米增强的协同作用,该水凝胶具有优异的机械性能。另外聚多巴胺的存在能够改善双层水凝胶的细胞亲和性,同时还能够固定和缓释蛋白或者生长因子。体外细胞实验表明上层明胶-聚多巴胺水凝胶不仅具有维持软骨细胞表型的作用,还具有诱导干细胞向软骨分化的能力;下层中由于羟基磷灰石的存在,能够诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。体内动物实验也表明该水凝胶能够促进骨软骨一体化修复再生。该仿贻贝双层水凝胶在骨/软骨再生的临床应用中具有巨大的潜力。

    相关结果以Mussel-Inspired Tough Hydrogel with In Situ Nanohydroxyapatite Mineralization for Osteochondral Defect Repair为题,发表在Advance Healthcare Materials(DOI:10.1002/adhm.201901103)上。

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