骨形态发生蛋白2(BMP2)因其成骨潜力而被临床应用于治疗难治性骨折和促进脊柱融合。然而,BMP2从胶原载体中以超生理剂量释放后的不良反应已被广泛报道。纳米黏土凝胶(NC)因其局部给药效果的潜力而作为生物材料备受关注。然而,NC/BMP2的功效和作用机制仍不明确。本研究探讨了NC作为BMP2载体在骨再生中的功效及其增强机制。含BMP2的NC筋膜下植入与胶原海绵(CS)相比诱导更优质的骨形成。NC内部均匀形成软骨,而CS仅在周边形成软骨。此外,CS在植入部位周围诱导剂量依赖性炎症反应,而NC仅诱导轻微反应,且炎症细胞被观察到在NC内部。在大鼠脊柱融合模型中,与CS相比,NC促进了高质量的骨性融合。体外实验表明,NC增强了人骨髓间充质干细胞和ATDC5细胞的软骨和成骨分化,同时抑制破骨细胞生成。总体而言,NC/BMP2作为下一代BMP2载体,在不引起BMP2诱导的炎症的情况下,促进了空间可控的高质量软骨内骨形成,并促进高密度新骨形成。
1. 首次揭示了纳米黏土凝胶在减轻BMP2相关炎症中的作用机制。2. 发现NC可以促进均匀的软骨形成,优于传统的胶原海绵载体。3. 证实了NC作为BMP2载体在脊柱融合中的优越性。1. 在开发生物材料时,应同时关注其治疗效果和安全性。3. 多角度评价材料性能对于理解其作用机制至关重要。Nanoclay gels attenuate BMP2-associated inflammation and promote chondrogenesis to enhance BMP2-spinal fusion
Bioact. Mater. (IF 18)
Pub Date : 2024-11-05
DOI : 10.1016/j.bioactmat.2024.10.027
Takuya Furuichi, Hiromasa Hirai, Takayuki Kitahara, Masayuki Bun, Masato Ikuta, Yuichiro Ukon, Masayuki Furuya, Richard O.C. Oreffo, Agnieszka A. Janeczek, Jonathan I. Dawson, Seiji Okada, Takashi Kaito
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