Biomaterials：改良水凝胶可用于微创修复软骨缺损
2019-07-28 sunshine 译 MedSci原创
胶原蛋白已被广泛用于软骨修复，但其低刚度和快速降解不利于软骨形成。在这里，我们通过天然产物交联剂（京尼平）将生物相容性碳点纳米颗粒（CD NP）缀合到胶原上以制备可注射水凝胶（称为胶原蛋白-京尼平-CD纳米颗粒，CGN）。由于京尼平的交联作用和CD NP的存在，CGN水凝胶显示出硬度的增加，并且可通过光动力疗法（PDT）产生适量的活性氧物质（ROS）。刚度增强和ROS产生均导致骨髓来源干细胞（BM
胶原蛋白已被广泛用于软骨修复，但其低刚度和快速降解不利于软骨形成。在这里，我们通过天然产物交联剂（京尼平）将生物相容性碳点纳米颗粒（CD NP）缀合到胶原上以制备可注射水凝胶（称为胶原蛋白-京尼平-CD纳米颗粒，CGN）。由于京尼平的交联作用和CD NP的存在，CGN水凝胶显示出硬度的增加，并且可通过光动力疗法（PDT）产生适量的活性氧物质（ROS）。刚度增强和ROS产生均导致骨髓来源干细胞（BMSC）的软骨形成分化改善以及随后软骨缺损修复的软骨再生增强。
具体而言，CGN水凝胶的压缩模量比纯胶原水凝胶高21倍，降解率低39.3％。PDT和CGN水凝胶的组合使BMSCs增殖增加50.3％，将软骨特异性基因的表达上调多倍，并在第21天使GAG分泌增加205.1％。这种组合还可在短短8周内加速软骨再生。 通过分别调节TGF-β/ SMAD和mTOR信号传导途径，刚度增强和ROS产生协同促进软骨形成分化。
综上所述，该研究结果表明，CD修饰的水凝胶注射和PDT治疗的组合代表了用于微创修复软骨缺陷的新策略。
原始出处：
Lu Z, Liu S, et al., An injectable collagen-genipin-carbon dot hydrogel combined with photodynamic therapy to enhance chondrogenesis. Biomaterials. 2019 Jul 12;218:119190. doi: 10.1016/j.biomaterials.2019.05.001.
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