摘要
针对临界尺寸骨缺损修复难题,本研究旨在开发一种新型无细胞骨组织工程支架,并验证骨髓间充质干细胞聚集体囊泡(BMSCs CA-EVs)相较于普通囊泡(BMSCs EVs)是否具有更强的促成骨能力。通过将CA-EVs与脱细胞鱼鳞支架(DC-FS)结合,构建功能化复合材料,以增强骨再生。
制备并表征DC-FS、BMSCs EVs、CA-EVs,将材料分为DC-FS组、EVs/DC-FS组和CA-EVs/DC-FS组。通过体外实验评估各组对BMSCs成骨分化的影响,并利用miRNA测序探讨其分子机制。建立大鼠颅骨缺损模型,采用Micro-CT和组织染色在体评价骨再生效果。
DC-FS支架保留了天然微图案结构,生物相容性良好。与EVs/DC-FS组相比,CA-EVs/DC-FS组在体外诱导了更显著的钙结节沉积,矿物钙磷比达1.89,更接近羟基磷灰石理想化学计量,且矿化结构更为有序。机制上,CA-EVs通过其独特的miRNA cargo显著上调Sirt1表达,进而激活Wnt/β-catenin通路,促进成骨关键转录因子表达。体内实验显示,CA-EVs/DC-FS组在大鼠颅骨缺损模型中修复效果最佳。
本研究成功构建了负载BMSCs CA-EVs的功能化脱细胞鱼鳞支架,该支架通过仿生结构与Sirt1/Wnt通路激活的协同作用,显著增强成骨分化与骨再生能力,为下一代无细胞骨组织工程植入物的设计提供了新策略与理论依据。
