均匀分布在丝胶/巯基透明质酸钠复合水凝胶中的纳米羟基磷灰石可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化

《ACS Applied Polymer Materials》：The Nanohydroxyapatite Uniformly Distributed in the Silk Fibroin/Mercapto Sodium Hyaluronate Composite Hydrogel Enhances the Osteogenic Differentiation of BMSCs

本研究开发了一种由丝心蛋白、硫代硫酸钠盐和改性纳米羟基磷灰石组成的复合水凝胶，具有促进骨髓间充质干细胞附着增殖并诱导成骨分化的功能，其多孔结构在降解过程中保持稳定，适用于骨再生修复。

　　

在创伤、手术或肿瘤切除过程中发生的骨质流失常常会导致骨缺损，这些缺损需要用替代材料来填充。生物活性水凝胶在促进骨骼再生方面展现出更好的潜力。在这项研究中，可生物降解的丝素纤维蛋白（SF）和亲水性巯基硫酸钠透明质酸（MSH），以及经过MSH改性的纳米羟基磷灰石（nHAp-MSH）被共同用于制备一种三元复合水凝胶SF/MSH/nHAp-MSH，该水凝胶具有诱导骨形成的能力。这种复合水凝胶的表面和内部由许多规则排列且分布均匀的孔隙组成，其孔隙率在50%到83%之间。由于该多孔凝胶的二级结构主要以规则的β-折叠片层为主，因此它既保持了适当的亲水性膨胀特性，又具备优异的机械性能。经过4周的降解后，凝胶的质量损失约为40%，孔隙也略有损伤，但这确保了其能与骨骼形成的速度相匹配，并维持所需的空间结构。体外实验表明，这种复合水凝胶能够促进骨髓间充质干细胞（BMSCs）的黏附和增殖，并通过增强碱性磷酸酶（ALP）的表达来刺激其向骨细胞的方向分化。这些发现证明了SF/MSH/nHAp-MSH复合水凝胶作为一种用于骨骼修复的生物材料具有很大的潜力。