文章名称:Anthill-Inspired bionic bone cement enhances bone regeneration by guiding angiogenesis and regulating BMSCs metabolism with anti-ROS capacity
中文名称:蚁巢结构的仿生骨水泥,通过疏导血管天生、调控BMSC代谢并具备抗氧化能力,从而推进骨再生
杂志名:Chemical Engineering Journa
期刊影响因子:13.4
第一作者:Chen Qian
通讯作者:Huilin Yang
颁发日期:2025.03.11
DOI:10.1016/j.cej.2025.161512
钻研内容
该钻研设计了一种受蚁巢结构启发的仿生骨水泥资料,具备优良的孔隙结构,可仿照天然骨组织微环境,占有怪异的多孔仿生设计和优异的抗氧化机能。
这个结构不仅通过疏导新生血管天生(angiogenesis),还能调节骨髓间充质干细胞(BMSCs)的代谢状态,同时具备断根活性氧(ROS)的能力,从而有效推进骨组织再生与建复。
展示了其在骨缺损建复领域的辽阔利用远景,为骨建复资料的创新设计提供了沉要参考。
钻研布景
传统的骨水泥(如聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)在临床上宽泛利用于骨缺损建复,但其不足生物活性,难以推进新骨天生。
为了提高骨再生成效,钻研者们开发了拥有生物活性的骨水泥,如含有钙磷、镁等离子,这些资料可能推进骨和血管天生。然而,现有的生物活性骨水泥仍面对结构单一、抗氧化能力差、对骨髓间充质干细胞(BMSCs)代谢调控不及等问题。
因而,开发一种拥有仿生结构、抗氧化能力强、能有效疏导BMSCs代谢并推进血管天生的新型骨水泥,成为当前钻研的热点。
尝试步骤与过程
选择性抗菌:S12脂质对Fn拥有选择性抑造作用,对其他有益菌影响较弱。
益生菌;ぃ喊亩∷崴缶谖赋β反渲械玫接行П;,确保其活性和定植能力。
非抗生素战术:该步骤提供了一种无需使用传统抗生素的医治蹊径,降低抗生素耐药性的风险。
钻研者设计了一种仿蚁巢结构的生物骨水泥,具体步骤如下:
资料造备:选取聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)纳米纤维和镁磷酸盐(MgP)复合,造备出拥有仿蚁巢结构的骨水泥。
结构表征:通过扫描电子显微镜(SEM)观察其微观结构,确认其拥有类蚁巢的孔隙结构。
力学机能测试:测试其压缩强度、弹性模量等力学机能,评估其在骨建复中的合用性。
生物相容性评价:通过细胞造就尝试,评估其对BMSCs的细胞毒性、增殖和分化能力。
抗氧化能力测试:选取DPPH自由基断根尝试,评估其抗氧化能力。
动物尝试:在大鼠骨缺损模型中,评估其推进骨再生和血管天生的成效。

A) 蚁巢结构的仿生骨水泥的合成过程;
B) 新型骨水泥在新西兰兔的骨质疏松性骨缺损中,推进了类似蚁巢的骨组织成长;
C)与PMMA骨水泥相比,新型骨水泥(PMDM)推进骨形成的机造:PMDM通过信号通路减缓骨髓间充质干细胞衰老,最终调控BMSCs的成骨分化,并通过信号通路推进血管天生。
结论与会商
1.结构个性:所造备的骨水泥拥有类蚁巢的孔隙结构,有利于细胞的浸润和血管的形成。
2.力学机能:其压缩强度和弹性模量与人体骨组织相近,适合用于骨缺损建复。
3.生物相容性:对BMSCs拥有优良的增殖和分化推进作用,未见显著细胞毒性。
4.抗氧化能力:拥有较强的抗氧化能力,可能削减氧化应激对BMSCs的危险。
5.动物尝试:在大鼠骨缺损模型中,阐发出优良的骨再生和血管天生能力,优于传统骨水泥。
综上所述,该蚁巢结构的生物骨水泥,在推进骨再生方面阐发优异,拥有辽阔的临床利用远景。
基质胶在该钻研中的利用
NEST基质胶的优势