纳米SIM@ZIF-8改性的可注射高强度生物水凝胶发挥成骨抑脂双向调控作用个性化修复不规则骨缺损
作者单位：四川大学华西口腔医院修复1科
会议名称：《2023年中华口腔医学会口腔颌面修复专业委员会第8次全...》
会议日期：2023年
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]
关 键 词：金属有机框架 高脂血症 协同成骨 可注射水凝胶 骨组织工程
摘 要：目的:高脂血症主要是由血液中胆固醇浓度过高引起的一种脂代谢疾病。由于成骨微环境中的脂质和炎症浸润,高脂血症患者骨愈合障碍的发生率相对较高。然而,目前很少有骨组织工程材料用于解决以上问题。因此,制备具有促进成骨和抑制脂肪生成的双调控治疗平台对高脂血症患者骨缺损修复具有广泛的临床应用前景。方法:本研究采用一锅法将辛伐他汀负载于类沸石咪唑酯骨架-8晶体内,从而构建纳米级SIM@ZIF-8载药体系。通过引入聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)/海藻酸钠(SA)复合水凝胶承载SIM@ZIF-8,最终构建SIM@ZIF-8/PEGDA/SA治疗平台。通过SEM,LC-MSMS,流变学及力学测试等实验进行一系列材料表征。体内外材料安全性评估通过CCK-8,免疫荧光染色,脏器HE染色,生化指标等进行验证。此外,ALP定性及定量染色,油红O染色及细胞相关PCR及WB指标,体内Micro-CT分析,HE及Masson染色等充分证实了材料的成骨降脂能力。最后,我们通过SD大鼠颅骨缺损周围的PCR和WB检测深入探究了其治疗平台发挥双调控作用的分子机制。结果:该课题首先测定了SIM@ZIF-8的载药率和包封率,证实了纳米SIM@ZIF-8的成功合成。之后通过流变学和力学测试结果印证了本研究合成的复合治疗平台具有一定的可注射性和机械强度。此外,由于SIM和生物活性Zn2+的持续释放,该治疗平台显示出良好生物相容性的同时又显著增强骨髓间充质干细胞的成骨分化能力和抑制成脂的效果。另一方面,在分子水平上其双向调控的相关机制可能与PPARγ和Wnt/β-CATENIN的相互串扰密切相关,该结论我们通过SD大鼠体内PCR及WB相关指标进一步证实。结论:SIM@ZIF-8/PEGDA/SA治疗平台不仅可以缓释SIM和ZIF-8中的Zn2+达到成骨降脂的双重目的,而且还具有优异的机械强度及良好的注射性和可塑性;因此该复合材料有望成为一种治疗高脂血症患者不规则骨缺损的综合性新方法。