基于炎症-血管-神经协同作用的细胞膜功能化基质用于骨缺损修复调控

目的骨组织微环境通过炎症调节、血管分化和神经支配功能调控骨组织的动态再生进程。然而,在骨修复材料设计中往往只注重对炎症调节、血管网络或神经网络的单一调控,经常忽视炎症调节、血管网络和神经网络的协同效应。本研究拟制备炎症调节-血管分化-神经分化相互协同的细胞膜功能化基质,以期改善骨再生微环境。方法通过筛选适用于骨缺损修复的杂合细胞膜、实现细胞膜对生长因子的富集性和提高细胞膜基因装载能力3种途径制备细胞膜功能化骨修复基质,在细胞层面和动物层面验证细胞膜功能化基质通过调控炎症反应、血管分化和神经分化促进骨缺损修复的能力。结果杂合细胞膜功能化基质通过调控早期炎症微环境促进颅骨缺损修复。生长因子富集的细胞膜功能化基质在体内外富集血管和神经生长因子,并通过调控周围血管和神经重建促进颅骨缺损修复。负载双si RNA的细胞膜功能化基质具有炎症调节能力,通过调控血管和神经生长因子分泌改善周围血管和神经重建,进而促进颅骨缺损修复。结论血管分化和神经分化与炎症调节的有效协同,有利于维持骨稳态,并显著调节骨再生微环境和促进骨缺损修复。本研究为不同细胞膜功能化骨修复基质的制备及其对骨缺损修复的调控作用提供理论参考。