3D打印二氧化錳支架通過重塑骨再生微環(huán)境促進難治性骨缺損的成骨-血管生成耦合

來源：EFL生物3D打印與生物制造

類固醇相關的骨壞死（SAON）是一種具有挑戰(zhàn)性的骨科疾病，通常在長期和/或高劑量的皮質類固醇治療感染性疾病和風濕性疾病后發(fā)生。近年來，SAON的發(fā)病率逐年上升，成為非創(chuàng)傷性骨壞死的主要原因。在SAON的早期階段，核心減壓（CD）手術可以通過移除壞死骨組織和降低骨髓內壓力來減緩骨壞死的進展。由CD手術引起的骨缺損被視為一種難治性骨缺損，需要填充以增強手術部位的機械強度并防止骨骼塌陷。難治性骨缺損的治療是一個重大的臨床挑戰(zhàn)，特別是在類固醇相關的骨壞死（SAON）中，其特征是成骨和血管生成不足。

有鑒于此，來自中國科學院深圳先進技術研究院的賴毓霄等團隊設計了一種由聚左旋乳酸（PLLA）和二氧化錳（MnO2）納米顆粒組成的微環(huán)境響應支架，用于通過清除內源性活性氧物種（ROS）和在位調節(jié)免疫微環(huán)境來增強骨再生。   

本文要點：
（1）在骨缺損區(qū)域通常會變成酸性且富含ROS，MnO2與內源性過氧化氫（H2O2）之間的類催化反應會按需釋放氧氣和Mn2+，顯著改善炎癥反應，通過促進巨噬細胞M2型極化，重編程有利于血管生成和成骨的骨免疫微環(huán)境。
（2）此外，通過轉錄組測序分析探索了基本機制，揭示PLLA/MnO2支架（PMns）通過上調人骨髓間充質干細胞（hBMSCs）中的TGF-β/Smad信號通路來促進成骨分化。   
（3）總的來說，PMns表現出優(yōu)越的免疫調節(jié)性能、出色的成骨-血管生成特性，是治療臨床難治性骨缺損的有前景的骨移植替代物候選者。

文章來源：
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.10.019