LIPUS激活的压电pPLLA/SrSiO3复合支架通过P2RX1介导的Ca2+信号通路促进骨软骨再生

作     者：刘宬孝 俞彬 苏乐峰 王瑞清 金钰 张赵文斌 郭伟明 李若梅 曾真 梅鹏 常江 夏伦果 杨晨 房兵 

作者机构：上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔正畸科 温州医科大学附属第一医院转化医学联合中心 东华大学材料科学与工程学院化学纤维与高分子修饰国家重点实验室 中国科学院大学温州研究院浙江组织修复材料工程研究中心 四川大学华西医院四川省康复医学重点实验室 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2024年第S1期

页      面：20-20页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点研发计划项目,2022YFC2405904,2023YFB3810202 国家自然科学基金项目,32271386,11932012,52203309 浙江省自然科学基金重点项目,Z24C100008 上海市“青年科技英才扬帆计划”,22YF1400400 中央高校基本科研业务费专项资金,2232022D-09 上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔科上海市口腔医学重点实验室开放课题,2022SKLS-KFKT005 上海交通大学医学院附属第九人民医院跨学科研究基金,JYJC202130 四川省康复医学重点实验室开放课题,KFYXSZDSYS-01 四川省自然科学基金项目,2022NSFSC1469 

摘      要：目的治疗由于急性创伤或慢性病引起的严重关节损伤,实现软骨和软骨下骨的综合修复。方法采用静电纺丝技术制备压电pPLLA/SrSiO3复合支架;使用XRD、SEM、EDS研究了支架理化性能;检测了支架在低强度脉冲超声（LIPUS）刺激下的压电信号输出、体外实验测定支架在LIPUS刺激下促进大鼠软骨细胞（rCCs）和骨髓间充质干细胞（rBMSCs）的增殖、迁移、分化情况,并对可能的机制进行了探索。体内实验研究了支架与LIPUS结合对大鼠软骨和软骨下骨再生的刺激作用。结果压电pPLLA/SrSiO3复合支架与LIPUS结合显著刺激rCCs的增殖、迁移、基质分泌和rBMSCs的增殖、迁移、成骨分化;且发现LIPUS刺激下产生的压电信号与支架释放Sr2+和SiO32-离子的化学信号有协同作用。这种协同作用可能与激活P2RX1/CaMKII钙信号通路有关;在体内实验中支架与LIPUS结合显著促进了大鼠骨软骨缺损的再生。结论成功制备了一种可降解的用于骨软骨再生的压电pPLLA/SrSiO3复合支架,在LIPUS刺激下能够产生可控的压电效应,并持续释放Sr2+和SiO32-的生物活性离子。这种电信号和化学信号的结合促进了软骨和软骨下骨的修复,为临床治疗多种骨软骨损伤提供了一种新颖的方法。