LIPUS激活的压电pPLLA/SrSiO_(3)复合支架通过P2RX1介导的Ca^(2+)信号通路促进骨软骨再生

目的治疗由于急性创伤或慢性病引起的严重关节损伤,实现软骨和软骨下骨的综合修复。方法采用静电纺丝技术制备压电pPLLA/SrSiO_(3)复合支架;使用XRD、SEM、EDS研究了支架理化性能;检测了支架在低强度脉冲超声(LIPUS)刺激下的压电信号输出、体外实验测定支架在LIPUS刺激下促进大鼠软骨细胞(rCCs)和骨髓间充质干细胞(rBMSCs)的增殖、迁移、分化情况,并对可能的机制进行了探索。体内实验研究了支架与LIPUS结合对大鼠软骨和软骨下骨再生的刺激作用。结果压电pPLLA/SrSiO_(3)复合支架与LIPUS结合显著刺激rCCs的增殖、迁移、基质分泌和rBMSCs的增殖、迁移、成骨分化;且发现LIPUS刺激下产生的压电信号与支架释放Sr^(2+)和SiO_(3)^(2-)离子的化学信号有协同作用。这种协同作用可能与激活P2RX1/CaMKII钙信号通路有关;在体内实验中支架与LIPUS结合显著促进了大鼠骨软骨缺损的再生。结论成功制备了一种可降解的用于骨软骨再生的压电pPLLA/SrSiO_(3)复合支架,在LIPUS刺激下能够产生可控的压电效应,并持续释放Sr^(2+)和SiO_(3)^(2-)的生物活性离子。这种电信号和化学信号的结合促进了软骨和软骨下骨的修复,为临床治疗多种骨软骨损伤提供了一种新颖的方法。