3D打印二氧化锰支架通过重塑骨再生微环境促进难治性骨缺损的成骨-血管生成耦合

来源： EngineeringForLife

类固醇相关的骨坏死（SAON）是一种具有挑战性的骨科疾病，通常在长期和/或高剂量的皮质类固醇治疗感染性疾病和风湿性疾病后发生。近年来，SAON的发病率逐年上升，成为非创伤性骨坏死的主要原因。在SAON的早期阶段，核心减压（CD）手术可以通过移除坏死骨组织和降低骨髓内压力来减缓骨坏死的进展。由CD手术引起的骨缺损被视为一种难治性骨缺损，需要填充以增强手术部位的机械强度并防止骨骼塌陷。难治性骨缺损的治疗是一个重大的临床挑战，特别是在类固醇相关的骨坏死（SAON）中，其特征是成骨和血管生成不足。

有鉴于此，来自中国科学院深圳先进技术研究院的赖毓霄等团队设计了一种由聚左旋乳酸（PLLA）和二氧化锰（MnO2）纳米颗粒组成的微环境响应支架，用于通过清除内源性活性氧物种（ROS）和在位调节免疫微环境来增强骨再生。   

本文要点：
（1）在骨缺损区域通常会变成酸性且富含ROS，MnO2与内源性过氧化氢（H2O2）之间的类催化反应会按需释放氧气和Mn2+，显著改善炎症反应，通过促进巨噬细胞M2型极化，重编程有利于血管生成和成骨的骨免疫微环境。
（2）此外，通过转录组测序分析探索了基本机制，揭示PLLA/MnO2支架（PMns）通过上调人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）中的TGF-β/Smad信号通路来促进成骨分化。   
（3）总的来说，PMns表现出优越的免疫调节性能、出色的成骨-血管生成特性，是治疗临床难治性骨缺损的有前景的骨移植替代物候选者。

文章来源：
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.10.019