DFO/MXene水凝胶通过促进成骨分化治疗骨缺损修复的机制研究

摘要:

目的 探讨载有去铁胺（DFO）和碳化钛（MXene）的甲基丙烯酰化明胶（GelMa）水凝胶在骨缺损中的修复作用。方法制备浓度为0.25%、0.5%的DFO/MXene水凝胶以及GelMa空白对照组（Control组），通过活-死染色、细胞计数试剂盒-8（CCK-8）、碱性磷酸酶染色实验、茜素红染色实验、离子释放实验及聚合酶链式反应评估DFO/MXene水凝胶的生物相容性、成骨能力，采用扫描电镜及膨胀降解实验分析材料表征。结果 DFO/MXene水凝胶无明显细胞毒性，生物相容性良好。0.5%浓度组促成骨分化效果均优于0.25%浓度组及Control组；与0.25%浓度组及Control组相比，0.5%浓度组Runt相关转录因子2（Runx2）、骨形态发生蛋白4（BMP4）、I型胶原蛋白（COL I）和Sma与Mad相关蛋白（Smad）表达均显著上调，铁离子持久释放（均P＜0.05）。0.5%浓度的DFO/MXene水凝胶在电镜下表现为多孔蜂窝织结构，膨胀率高于Control组，且降解率更快。结论 0.5% DFO/MXene水凝胶可通过BMP4/Runx2/Smad信号通路促进大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）成骨分化，兼具优良生物相容性与成骨分化能力，是理想的骨缺损修复组织工程材料。

Abstract: