影响因子19.0丨博辉瑞进骨修复材料技术平台最新研究获国际顶刊《Advanced Functional Materials》收录

作者：本站编辑    发布日期：2024-01-29

据世卫组织数据，全球约有150万病例，包括截肢和死亡病例，是由严重骨感染引起的。骨感染会引起严重的炎症，导致骨吸收和破骨细胞分化等不良症状。尽管预防措施和无菌手术技术取得了进步，但仍有1-2%的感染率，并有较高的反复感染发生率。更为严峻的是，抗生素的过度使用，导致细菌对庆大霉素和万古霉素等传统药物的耐药性不断增强。解决受感染骨再生难题，迫切需要开发具有高效抗菌特性和持久功效的支架材料。

需要注意的是，骨重建的微环境不仅需要对抗感染，还应具有抗炎和为细胞浸润创造有利空间的能力等属性。这些属性对于重塑骨组织的生理形态至关重要。此外，源于内源性线粒体功能障碍所导致的活性氧（ROS）等自由基的释放，会促进细胞膜、核酸和DNA的氧化损伤，破坏细胞平衡促使细胞凋亡加剧炎症，从而阻碍局部骨再生。因此，为了实现最佳的再生效果，必须考虑有ROS清除能力的生物材料，同时保持弹性多孔结构以承受内部和外部机械应力。

图为：文章首页

      基于此，博辉瑞进联合南开大学医学院、中国人民解放军总医院、中国人民解放军医学院专家团队，基于博辉瑞进自主研发、具有自主知识产权的骨填充修复材料技术平台，设计了一种具有抗菌和ROS清除能力的力学恢复性复合支架HA/SIS/TA来对抗上述挑战。该支架由通过将骨传导性羟基磷灰石(HA)颗粒和单宁酸（TA）整合到自组装超分子小肠粘膜下层（SIS）水凝胶基质中创建而成。支架的抗菌和ROS清除能力通过TA与细菌和自由基的相互作用来实现，支架的力学恢复性源自交联SIS干凝胶，以创造有利于细胞浸润的环境。

图为：复合支架HA/SIS/TA制备过程

研究人员对HA/SIS/TA支架进行了从物理化学性能到体外和体内性能评估的综合研究。结果显示，HA/SIS/TA_12h支架（TA吸收12小时）具有显著的抗菌功效，高达95%。RNA测序分析表明了破坏精氨酸和丙氨酸等氨基酸合成的机制。此外，复合支架与L929成纤维细胞表现出优异的细胞相容性，存活率超过70%，它还表现出卓越的抗炎性能（约为对照组的 5 倍）。 在感染性颅骨缺损模型中，HA/SIS/TA_12h支架具有优异的骨再生能力，比对照组高约5倍，同时它还保持了适合细胞粘附和浸润的环境，而没有支架塌陷。研究表明，HA/SIS/TA复合支架在骨组织工程中具有良好的生物相容性、抗菌功效和ROS清除能力，为骨组织工程应用提供了有前景的候选材料。

图为：HA/SIS/TA 支架的抗菌评估

图为：HA/SIS/TA支架的ROS清除能力评估

图为：治疗感染性颅骨缺损的抗菌评估

近日，该研究成果已获国际材料科学领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》收录，文章标题《Mechanics-Resilient HA/SIS-Based Composite Scaffolds with ROS-Scavenging and Bacteria-Resistant Capacity to Address Infected Bone Regeneration》,影响因子19.0。

博辉瑞进自主研发、具有自主知识产权的骨填充修复材料技术平台，采用脱细胞外基质凝胶与羟基磷灰石复合，具有骨引导的同时，提高了骨填充材料的生物相容性。SIS凝胶中含有生物活性因子，可促进血管再生，进一步促进骨修复。三维多孔结构设计，促进细胞长入，同时，羟基磷灰石颗粒表面具有多孔结构，有助于新骨的生成。经过研究证实，博辉瑞进骨填充修复材料在口腔颌面外科、神经外科及四肢脊柱外科均有潜在的应用前景，相关产品也已在布局中。