大段骨缺損是臨床常見病，干細胞和骨組織工程被認為是一種有前途的骨再生方法。近日，銀豐生物集團下屬山東銀豐生命科學研究院與山東大學團隊合作研究了一種干細胞多譜系分化的納米纖維素膜平臺仿生構建具有生物活性的三維類骨組織，能顯著促進新生骨的快速生長以及毛細血管和神經(jīng)纖維的迅速形成。
相關成果以題為“Nanocellulose-Reinforced Hydroxyapatite Nanobelt Membrane as a Stem Cell Multi-Lineage Differentiation Platform for Biomimetic Construction of Bioactive 3D Osteoid Tissue In Vitro”發(fā)表在《Advanced Healthcare Materials》（IF=7.367，JCR I區(qū)）。
大段骨缺損是臨床常見病，尤其是對伴有多組織損傷（血管和周圍神經(jīng)損傷的組織損傷）的嚴重骨缺損傷病的治療，仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，常常導致骨不連和其他后遺癥，甚至導致終身殘疾。干細胞和骨組織工程作為一種最有前途的骨再生方法，引起了人們的廣泛關注。
“先前大多數(shù)與骨組織工程支架相關的研究都集中在成骨細胞的分化上，并且已經(jīng)取得巨大進步”，銀豐生物集團承擔該項目的團隊負責人魏本杰表示，事實上，骨再生不僅涉及骨的形成，還涉及其他部分，如血管和神經(jīng)，以確保骨的功能。
骨再生多分化平臺示意圖
在骨修復過程中，如果新生骨中沒有新的血液和神經(jīng)的形成，骨缺損的再生就會失敗，從而導致預后不良。因此，針對骨缺損臨床治療的骨組織工程應考慮骨的所有重要部位的形成，其中骨、血管和神經(jīng)顯得尤為重要。由于在同一支架或系統(tǒng)中很難實現(xiàn)不同細胞的共培養(yǎng)或多譜系分化，以實現(xiàn)成骨細胞、血管細胞和神經(jīng)元細胞協(xié)同再生的相關研究尚不多見。因此，開發(fā)一個干細胞多譜系分化平臺來仿生構建具有生物活性的三維類骨組織對骨再生仍然是一個亟待解決的問題。
據(jù)悉，本文通過在納米纖維素水凝膠中組裝超長羥基磷灰石納米帶合成一種具有高力學性能和具有生物降解性能的納米纖維素增強雜化膜，實現(xiàn)了干細胞在成骨細胞、神經(jīng)細胞，血管內(nèi)皮細胞協(xié)同分化與再生。利用仿生雜化膜的這種多向分化特性，通過層層疊加、培養(yǎng)和整合的方法，在體外模擬構建具有生物活性的3D類骨組織。8周的異位和原位成骨實驗結果表明，體外構建的類骨組織顯著促進了新生骨的快速生長以及毛細血管和神經(jīng)纖維的迅速形成，證明了其具有很強的骨再生能力。本項研究表明了雜交膜作為干細胞多系分化平臺的廣泛應用，在骨組織工程中具有廣闊的應用前景。
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