浙大高长有《Biomaterials》：骨再生新材料—成骨干细胞的“搬运工”
以下文章来源于生物医用材料进展 ，作者G
可生物降解聚合物微粒在载药、纳米反应和细胞递送等领域具有广阔的应用前景，特别是可作为细胞附着载体的大颗粒（几十到几百微米），因其高表面体积、适宜细胞浸润、方便体内植入等优点，在组织再生方面备受关注。可生物降解聚合物微粒的表面形态和化学成分会显著影响细胞的粘附、增殖和分化行为，进而决定体内组织再生的效果。目前，对聚合物微粒的层级结构和表面形态进行调控，以适应骨再生需求仍然面临着诸多挑战。
鉴于此，来自浙江大学高分子科学与工程系的高长有教授团队利用乳液法，制备了一种具有独特疏松多孔表面结构的聚酯微球，通过聚多巴胺沉积后，显著增强了其对靶细胞的粘附能力，并在动物骨缺损模型中有效地促进了骨再生。该工作以“Large fuzzy biodegradable polyestermicrospheres with dopamine deposition enhance cell adhesion and boneregeneration in vivo”为题发表在近日的《Biomaterials》上。
【文章亮点】
在这项成果中，研究人员利用生物相容性聚(D, l-乳酸-co-glycolide)(PLGA)/PLGA-b-聚(PEG)，基于乳液的界面不稳定性(图1，左)，制备了一种直径为50~100 μm的新型可生物降解聚酯微球。所得微球具有独特的疏松多孔表面形态，这种结构对温度非常敏感，通过在37 °C处理6 d或80°C处理1 h，将会逐渐由粗糙变成光滑结构，因此可以利用该原理对其表面结构进行有效调控。这种由聚乙二醇主导的表面微结构通过接下来的多巴胺沉积得到了稳定，从而得到了一系列具有稳定表面拓扑结构的微球。这种独特粗糙微结构和多巴胺沉积表现出协同作用，显著增强了其对骨髓源性间充质干细胞(BMSCs)、A549和MC 3T3等细胞的粘附能力。micro-CT、组织学、western blotting和RT-PCR分析表明，多巴胺沉积的粗糙微球在兔子股骨缺损模型中可显著促进术后12 w体内骨再生。
图1.微球的制备流程和应用示意图。
图2.微球的表面形貌表征。
图3.通过退火处理对微球的表面形貌进行调控。
图4.多巴胺沉积后的微球表面形貌。
图5.不同表面结构微球的细胞粘附性能对比
图6.不同表面结构微球的动物体内骨再生效果CT对比
图7.不同表面结构微球的动物体内骨再生效果组织切片分析对比
图8.体内植入不同微球后的基因和蛋白质表达对比
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961221001393#!