医用生物材料是临床医学不可或缺的重要工具。尤其是在某些修复手术中,医用生物材料更是“主角”。但在面对某些特殊情况时,传统医用生物材料也会显露出不足的一面。尤其是在半月板白区损伤修复手术中,传统医用生物材料无法达到满意的效果。
再生医学网获悉,近日,中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所于寅团队在Bioactive Materials上,发表题为Injectable ECM hydrogel for delivery of BMSCs enabled full-thickness meniscus repair in an orthotopic rat model的研究文章。
该研究用猪半月板脱细胞化得到一种组织特异性细胞外基质(ECM),并将其制备成可注射的水凝胶用于负载骨髓间充质干细胞(BMSCs)形成一种活体生物材料。研究发现,该ECM可以促进BMSCs成软骨分化;将该ECM负载BMSCs注射到半月板损伤处,可修复半月板损伤和抑制关节退变。该项研究探讨了其生物相容性和软骨诱导性能,并评价了其对半月板损伤的修复和关节的保护作用,对半月板修复具有重要临床意义。
该研究从仿生学得到启发,用猪半月板的内侧1/3部分组织(白区)通过脱细胞化制作一种组织特异性细胞外基质(ECM),并将其制备成可注射用的水凝胶,再将该ECM负载骨髓间充质干细胞(BMSCs)形成具有生物活性的活体凝胶材料用于半月板损伤修复。继而将组织特异性ECM复合BMSCs做体外三维培养,发现该ECM具有优异的生物相容性和软骨诱导能力。
体外培养21天后发现,该ECM与BMSCs的复合物的形貌结构更接近正常的半月板组织,这说明该ECM更利于半月板损伤的修复。科研人员将组织特异性ECM复合BMSCs后在体外培养一周后,置入SD大鼠的背部,四周后取出该复合物进行组织学染色,结果表明该组织内出现大量的软骨的特异性标志“软骨陷窝”,番红染色和甲苯胺蓝染色呈现强阳性。
研究团队继而制作了一个位于半月板白区全层的半月板损伤SD大鼠模型,将负载有BMSCs的组织特异性ECM注射到模型半月板损伤部位,两个月后发现,该活体生物材料能够促进半月板的修复,同时保护了关节,抑制了钙质流失和骨关节炎的发生。
最后,
再生医学网认为,该研究成果的问世,不仅为临床半月板损伤的治疗提供了新思路,也提供了新方案。相信这并非是活体材料在临床应用的结束,而是一个崭新开始。特别是考虑到很多人工合成材料兼容性不佳的弊端,相信未来将是活体材料的天下!