Bioactive materials：仿贻贝电活性支架用于糖尿病牙周骨缺损修复

来源：奇物论 2022-05-05 13:02

电刺激可直接影响细胞增殖分化状态，因此，电活性支架/水凝胶因其良好的导电性能被广泛应用于生物及医学领域。

电刺激可直接影响细胞增殖分化状态，因此，电活性支架/水凝胶因其良好的导电性能被广泛应用于生物及医学领域。通常来说，电活性支架/水凝胶是通过复合导电纳米颗粒而成。常用的导电纳米颗粒，如聚吡咯、3,4-乙烯二氧噻吩单体、石墨烯、碳纳米管等，存在生物相容性、水分散性较差等问题，从而限制了其在生物及医学领域的应用。

针对以上问题，近日，西南交通大学的鲁雄教授、谢超鸣研究员团队、四川大学的赵志河教授、王军教授根据团队前期基于仿贻贝修饰氧化石墨烯导电材料的研究工作（ACS Appl. Mater. Interfaces, 11(8), 7703-7714），合作研发了一种基于仿贻贝聚多巴胺（PDA）还原氧化石墨烯（PGO）和PDA修饰羟基磷灰石（PHA）的电活性海藻酸钠/明胶（AG）支架。

本文要点：

（1）相比于氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO），PGO导电纳米颗粒表现出更好的导电性能和分散性，PGO能够在支架网络中均匀分散，提供一条导电通路，电信号经该通路传递到细胞表面，激活细胞的Ca²⁺通道并促进Ca²⁺内流，进而引发级联反应促进BMSCs的成骨分化。

（2）PGO通过与支架网络发生多重相互作用增强支架机械性能，使得该支架更适用于骨组织缺损修复。

（3）PGO在支架网络中构建了一个氧化还原体系，酚羟基和醌基转化的过程赋予支架良好的细胞粘附性和活性氧清除能力。

（4）该支架对细胞的粘附能力和活性氧清除特性协同赋予支架免疫调节能力。

基于此支架的优异性能，团队将其应用于糖尿病牙周骨缺损修复。通过支架的电活性、活性氧清除能力、抗炎和免疫调节能力协同作用，促进了糖尿病牙周炎症微环境中的牙槽骨缺损再生。

图1 多功能电活性支架用于糖尿病牙周骨缺损修复

该项研究成果以”Polydopamine-mediatedgraphene oxide and nanohydroxyapatite-incorporated conductive scaffold with animmunomodulatory ability accelerates periodontal bone regeneration in diabetes”为题在线发表于《Bioactive materials》。四川大学华西口腔医学院在读博士研究生李亚祯为论文第一作者，西南交通大学的鲁雄教授、谢超鸣研究员团队、四川大学华西口腔医院的赵志河教授和王军教授为论文共同通讯。论文第一单位为四川大学华西口腔医学院。该研究得到了国家自然科学基金、四川大学华西口腔医院探索与研发项目等基金支持。