云克隆骨钙素试剂盒参与开发JGM引导骨再生膜
文献导读
2020年11月27日，来自四川大学赵长生教授及其团队在“Advanced functional materials”上发表了题为“A Hierarchical Janus Nanofifibrous Membrane Combining Direct Osteogenesis and Osteoimmunomodulatory Functions for Advanced Bone Regeneration”的文章。该文章设计了一种Janus引导骨再生膜可以用于骨缺损的治疗。
研究介绍
引导骨再生（GBR）技术已越来越多地用作牙周或骨缺损治疗的标准程序。作为GBR技术中的关键医疗器械，可生物降解GBR膜（GBRM）的优势在于无需进行二次手术就可以去除。但是，目前这类膜也存在问题。对于聚酯材料GBRM，因具有不良的细胞反应和降解产物，会损害膜的再生性能。对于组织胶原蛋白GBRM，因其较快的讲解速度和较差的机械强度可能会导致膜塌陷，损害再生效果。Janus因其可以不对称地调整每个面地形态结构、组成和生物活性，已被广泛应用于设计先进的生物医学设备。因此，作者通过有序分层的静电纺丝技术设计并制造了Janus GBRM（JGM）。
首先，作者制备了JGM，并通过调整静电纺丝参数，精确控制个表面的组成、结构和生物活性。负载羟基磷灰石（HAP）的无规明胶纤维(GEL)被设计为内表面，以促进成骨细胞的粘附，增殖和成骨分化。同时负载（甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵-co-2-氨基丙烯酸2-甲基丙烯酸酯盐酸盐）（P（DMC-AMA））的聚己内酯（PCL）纳米纤维作为外层，用于抵抗上皮细胞入侵和细菌感染。两个功能面之间，作者也构造了内部分层结构，从内表面到外表面，GEL含量逐渐减少，PCL含量逐渐增加。外层的PCL纳米纤维对齐堆叠，以改善膜的阻隔功能。体外实验显示，内表面显示出增强的成骨作用，同时外表面可调节上皮细胞沿对齐方向扩散并杀死接触的细菌。经过长期培养，细胞会沿着JGM表面生长，而不是渗透到膜的内部。
其次，作者评估了JGM内表面成骨、抗菌和骨免疫调节功能。结果发现，JFM组的细胞可以持续增殖并且细胞数量大于对照组，细胞在表面分布良好。在培养过程中，JGM组的细胞增殖深度随时间不断增加，这表明纳米纤维可以支持成骨细胞向内生长。作者将膜与金黄色葡萄球菌和大肠杆菌分别培养3、6、9h，然后使用CFU计数方法评估其抗菌效率。结果表明，与JGM共培养的两种细菌的存活率均随着培养时间的延长而下降。JGM的外表面可刺激巨噬细胞转变为M2表型，从而导致抗炎细胞因子的分泌增多，促进愈合的细胞因子。在膜上培养hBMSC后发现，ALP、BMP2基因表达在JGM组中表达高。因此，JGM可以满足屏障，成骨，抗菌和骨免疫调节功能等要求。
最后，作者使用兔颅骨缺损模型对JGM进行了评估，并选择商业化的Bio-Gide膜进行比较。植入8周后，JGM组的缺损处有大量的再生骨，而对照组仍有明显缺损。JGM组新形成的古铜均匀的分布在膜覆盖处，而对照组的缺损边缘仅在周围产生少量新骨头。并且，与Bio-Gide组相比，JGM组显示出更好的骨修复能力。将纳米纤维膜植入大鼠背部的皮肤与肌肉之间，可以观察到JGM有良好的生物相容性和抗炎作用。
这些结果都表明，这项工作为设计多功能膜/支架提供了一个新的，并在应用前景上表现出巨大潜力。
