Ученые разработали новую стратегию мультиклеточных скаффолдов для лечения травм сухожилия и кости

Согласно исследованию, опубликованному в Science Advances, группа под руководством профессора Ву Чэнте из Шанхайского института керамики Китайской академии наук разработала мультиклеточный скаффолд на основе неорганической биокерамики для достижения иммуномодуляции и интегрированной регенерации при травмах сухожилия и кости.

Ограничение двигательной активности из-за потери естественной структуры — основная причина снижения качества жизни пациентов с такими травмами. Обычные биоматериалы для лечения сосредоточены на усилении регенеративной способности тканей сухожилия или кости. Однако из-за игнорирования иммунной среды на границе раздела и отсутствия функции регенерации нескольких тканей удовлетворительные результаты по-прежнему трудно достичь.

Чтобы решить эту проблему, исследователи объединили наночастицы силиката марганца (MS) с клетками, связанными с сухожилием/костью, чтобы построить иммуномодулирующий мультиклеточный скаффолд с использованием послойного распределения клеток.

Интеграция биомиметического распределения клеток и наночастиц MS позволила скаффолдам одновременно индуцировать теногенную дифференцировку стволовых/прогениторных клеток сухожилия в верхних слоях и остеогенную дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток костного мозга в нижних слоях.

Кроме того, лечение разрывов вращательной манжеты плеча у кроликов и крыс с помощью этих скаффолдов позволило одновременно достичь иммуномодуляции, восстановления микроструктуры границы раздела и функционального восстановления.

Роль иммуномодуляторных процессов в специфической дифференцировке скаффолда была подтверждена имплантацией в модель крыс с истощением макрофагов.

Результаты модели совместного культивирования с макрофагами показали, что наночастицы MS усиливают специфическую дифференцировку скаффолдов за счет регуляции макрофагов, что в основном объясняется секрецией фактора PGE2 в макрофагах, индуцированной ионами Mn.

Это исследование показывает, что такие мультиклеточные скаффолды на основе неорганических биоматериалов предлагают новую концепцию для достижения иммуномодуляции и интегрированной регенерации границ раздела тканей.