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Nano-calcium silicate mineralized fish scale scaffolds for enhancing tendon-bone healing

Bioactive Materials 2023年第2期20卷 29-40页

作者： Fei Han Tian Li Mengmeng Li Bingjun Zhang Yufeng Wang Yufang Zhu Chengtie Wu State Key Laboratory of High-Performance Ceramics and Superfine Microstructure Shanghai Institute of CeramicsChinese Academy of SciencesShanghai200050PR China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing100049PR China Department of Orthopaedic Surgery Nanjing First HospitalNanjing Medical UniversityNanjing210006PR China

tendon-bone healing is essential for an effective rotator cuff tendon repair surgery,however,this remains a significant challenge due to the lack of biomaterials with high strength and *** by the high-performance exoskeleton of natural organisms,we set out to apply natural fish scale(FS)modified by calcium silicate nanoparticles(CS NPs)as a new biomaterial(CS-FS)to overcome the *** from its“Bouligand”microstructure,such FS-based scaffold maintained excellent tensile strength(125.05 MPa)and toughness(14.16 MJ/m^(3)),which are 1.93 and 2.72 times that of natural tendon respectively,allowing it to well meet the requirements for rotator cuff tendon ***,CS-FS showed diverse bioactivities by stimulating the differentiation and phenotypic maintenance of multiple types of cells participated into the composition of tendon-bone junction,(*** marrow mesenchymal stem cells(BMSCs),chondrocyte,and tendon stem/progenitor cells(TSPCs)).In both rat and rabbit rotator cuff tear(RCT)models,CS-FS played a key role in the tendon-bone interface regeneration and biomechanical function,which may be achieved by activating BMP-2/Smad/Runx2 pathway in ***,natural fish scale-based biomaterials are the promising candidate for clinical tendon repair due to their outstanding strength and bioactivity.

关键词： Fish scales tendon repair High strength Bioactivities tendon-bone healing enhancement

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