糖尿病患者骨缺損的再生一直是臨床治療中的一個重大挑戰(zhàn)。病理性糖尿病微環(huán)境以線粒體功能障礙、活性氧(ROS)過量積累、細(xì)胞衰老和慢性炎癥為特征,損害了先天性骨愈合能力。3D冷凍打印技術(shù)用于骨組織工程,以制造分級多孔支架,促進(jìn)細(xì)胞粘附、遷移、增殖和營養(yǎng)交換的有利微環(huán)境。納米酶被用作天然酶的合成模擬物來清除ROS,解決了天然抗氧化酶的局限性。
為了重塑糖尿病骨再生微結(jié)構(gòu),上海交通大學(xué)陶詩聰、郭尚春等人將3D冷凍打印的具有羧基的聚芳醚酮(PAEK-COOH)和45S5生物活性玻璃(BG)分級多孔支架(PBG支架)與包括SS31增強(qiáng)的二氧化錳(MnO2)-鐵蛋白仿生納米酶的混合納米酶相協(xié)調(diào)(MF@S納米酶),用于組合線粒體治療。
這個MF@S納米酶特異性靶向線粒體,增強(qiáng)線粒體功能,清除線粒體中積累的ROS,抑制線粒體ROS(mtROS)的產(chǎn)生,從而使衰老細(xì)胞恢復(fù)活力,調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化,調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的分化。這個3D冷凍打印PBG-MF@S分級多孔支架與組合線粒體治療系統(tǒng)相結(jié)合,重塑糖尿病患者的微骨,為糖尿病骨缺損的再生提供了一種有前景的治療方法。
參考文獻(xiàn):
Q.-S. Deng, et al., 3D Cryo-Printed Hierarchical Porous Scaffolds Harmonized with Hybrid Nanozymes for Combinatorial Mitochondrial Therapy: Enhanced Diabetic Bone Regeneration via Micromilieu Remodeling. Adv. Funct. Mater. 2024, 2403145.
https://doi.org/10.1002/adfm.202403145