高分文献解析:超耐用、无细胞生物活性水凝胶促进软骨再生!
作为解决上述问题的替代解决方案,将细胞归巢剂引入支架中以从软骨下骨招募MSC进行软骨再生是一种极具吸引力的替代方案,其可以避免使用自体软骨组织并减少免疫排斥。目前的细胞募集策略通常基于细胞因子或功能肽,这些细胞因子或肽成本高昂,并可能对软骨下骨稳态造成潜在干扰或导致软骨钙化。此外,支架的机械强度也是至关重要的,因为与软骨组织匹配的机械性能可以促进募集的MSC的软骨分化。因此,理想的软骨修复无细胞水凝胶支架应具有以下优势:微创手术能力、足够的组织粘附性用于局部固定、与软骨组织相似的机械强度、干细胞募集和软骨细胞分化能力。有鉴于此,西安交通大学成一龙研究员、杨宇轩博士和中科院长春应化所陈学思院士合作通过加聚反应构建了一种负载单宁酸和卡托金的多氢键交联水凝胶,可作为体内软骨再生的无细胞支架。该水凝胶具有超耐用的机械性能和阶段依赖性的药物释放行为。研究证明,该水凝胶可以承受多达28000次加载-卸载机械循环,并在体温下表现出快速的形状记忆(30 s) ,因此具有微创手术的潜力。该水凝胶还可以缓解炎症反应,并在原位调节氧化应激,以建立有利于愈合的微环境。研究还发现,单宁酸和卡托宁的顺序释放可以促进骨髓间充质干细胞迁移到水凝胶支架中,然后诱导软骨细胞分化,从而在体内实现全层软骨再生。这项工作有望为解决软骨再生问题提供一个极具前景的方案。相关工作以“Ultra-durable cell-free bioactive hydrogel with fast shape memory and on-demand drug release for cartilage regeneration”为题发表在Nature Communications。