影响因子18.0丨博辉瑞进骨填充修复材料平台最新研究成果获《Bioactive Materials》收录

作者：本站编辑    发布日期：2024-12-17

拔牙术后，牙槽骨因功能性刺激缺失及血液供应匮乏，于生理或病理状态下的骨重塑进程中发生吸收现象，致使骨量在水平与垂直维度均呈现缩减态势。与此同时，拔牙后软组织细胞的迅速增殖抢占了骨组织再生所必需的空间，使得牙槽窝在自然愈合过程中难以达成完全的骨再生效果，这对后续的义齿修复造成了不利影响。鉴于此，牙槽嵴保存（Alveolar Ridge Preservation, ARP）技术应运而生。该技术于拔牙后即刻采用生物材料进行填充，以降低牙槽嵴的尺寸变化程度，所涉及的生物材料涵盖自体骨、同种异体移植物以及异种移植物等类别。其中，Bio-Oss Collagen作为一种广泛应用于临床的异种移植物材料，虽能够维持骨形成的空间架构并引导骨组织再生，然而其在生物活性成分方面仍存在欠缺，尤其在新骨形成的质量以及愈合所需时间等方面表现出一定的局限性。

图为：文章封面

在此背景下，博辉瑞进联合天津医科大学第二医院、天津医科大学口腔医学院以及中国人民解放军总医院专家团队，基于博辉瑞进具有完全自主知识产权的 SIS 生物材料，精心构建了一种同轴的 SIS/HA 复合水凝胶支架。该支架的外层为装载有 GL13K（GKIIKLKASLKLL-CONH2，阳离子抗菌肽的一种，鉴于其具备广谱抗菌活性和较低的药物抗敏感性，成为预防感染的有希望的替代品）的 SIS/HA 支架，其结构功能旨在模仿密质骨；而支架的内核部分则是装载来自骨髓间充质干细胞的外泌体（BMSCs-Exos）的 SIS 水凝胶，此结构与骨骼中的软组织具有相似性。

图为：SIS/HA复合水凝胶同轴支架制备及大鼠牙槽骨缺损修复示意图

在本研究中，将含有GL13K的SIS/HA支架设计为在初始阶段即可实现快速释放，该设计不仅能够使其充分发挥局部抗菌的功效，亦可为后续的骨形成营造出有利的微环境。与此同时，支架外围GL13K的释放过程，可进一步吸引细胞向缺损区域聚集，进而有力地推动血管化进程以及周围组织的新骨形成。

此外，同轴支架内部水凝胶所含有的BMSCs-Exos，能够在较长时间跨度内高效地促进人脐静脉内皮细胞（HUVECs）以及骨髓间充质干细胞（BMSCs）朝着支架内部进行增殖与迁移，由此强化支架内部的血管生成以及成骨分化能力，最终达成从外向内全方位的骨修复效果，为骨缺损修复提供了一种颇具创新性与应用价值的解决方案。

图为：BMSCs来源外泌体的特征

该支架呈现出0.82 MPa的弹性模量，使其能够适应性地填充拔牙窝并维持成骨空间。体外实验中，SIS/HA复合水凝胶同轴支架展现了优异的细胞相容性，促进了人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和骨髓间充质干细胞（BMSCs）的增殖进程和迁移活动，进而上调了与成骨（BMP2、ALP、RUNX2和OPN）和血管生成（HIF-1α和VEGF）相关基因的表达。此外，支架内层富含的BMSCs-Exos，显著增强了细胞向支架内部的迁移，而GL13K的局部释放在前三天达到了40.87 ± 4.37%，这一过程有效地发挥了其抗菌作用，为预防局部感染提供了可靠保障，从而为后续的骨再生进程奠定了良好基础。

图为：不同支架上细胞的增殖、迁移和形态

图为： 体外促进血管生成的研究

图为：成骨分化体外研究

图为：体外抗菌活性

体内实验中，同轴支架在拔牙窝中展现出显著的骨再生效果，BV/TV（骨体积/总体积）达到80.508 ± 3.04%，同时促进了血管化和新骨形成，显著提高了牙槽骨再生的效率，为牙槽骨再生的临床治疗提供了有价值的参考，有望在未来的临床实践中推动牙槽骨再生治疗技术的发展与进步。

图为：拔牙后及牙槽骨重建的评估与分析

图为：SIS/HA+gel组和G-SIS/HA+gel-Exos组中培养的BMSCs的基因表达及生物活性分析

近日，该研究成果已获生物材料领域国际期刊《Bioactive Materials》收录，文章标题《A deformable SIS/HA composite hydrogel coaxial scaffold promotes alveolar bone regeneration after tooth extraction》,影响因子18.0。

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，SIS凝胶的相关研究已经发表多篇SCI论文（Cell Proliferation ，2022，Volume55.，Journal of Materials Chemistry B，2022, 10, 6279-6286.，ACS Applied Materials & Interfaces，2022, 14, 38525-38540.）。同时，羟基磷灰石颗粒表面具有多孔结构，促进细胞长入，有助于新骨的生成，羟基磷灰石的相关研究也已经发表在Advanced Functional Materials, 2024: 2315382.，ACS Applied Materials & Interfaces, 2024, 16, 3, 3064–3081.业界权威期刊上。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，目前，在口腔颌面外科领域的相关产品已取证，注册证号为国械注准20243172284，适应症为【本产品需要与屏障膜联合使用，适用于牙科手术的骨缺损修复，包括：拔牙后、残根拔除术后拔牙窝填充；牙槽嵴恢复；牙周疾病引起的牙槽骨缺损修复。】适用于神经外科及脊柱外科的骨修复材料产品正在取证过程中。