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  骨是人體不可分割的一部分，通過(guò)自身不斷的自修復(fù)維持骨量和承重特性。然而，骨的自我修復(fù)受制于缺損范圍及其生理狀況。骨重建是一個(gè)復(fù)雜的生理過(guò)程，涉及多種細(xì)胞類型和各種生理因素的相互作用，需要多方協(xié)同作用維持骨組織的完整性。相較于傳統(tǒng)的治療方法，骨組織工程成為治療骨缺損的一種有效策略，但是構(gòu)建具有結(jié)構(gòu)支撐和再生微環(huán)境適配的骨修復(fù)材料仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。

  具有多孔的微/納纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)生物活性支架因其類似于細(xì)胞外基質(zhì)（ECM），能夠促進(jìn)細(xì)胞粘附和增殖等行為，有利于支架與組織的整合，近年來(lái)受到研究者們的青睞。與其他支架制備技術(shù)相比，3D打印技術(shù)在制備幾何形狀可定制、孔徑可控的三維支架方面表現(xiàn)出了優(yōu)勢(shì)，然而三維支架較低的力學(xué)強(qiáng)度和較弱的成骨能力將限制其在骨修復(fù)中的實(shí)際應(yīng)用。理想的人工骨修復(fù)材料應(yīng)該滿足以下幾個(gè)方面的需求：（1）制備的支架材料具有與缺損部位相匹配的個(gè)性化形狀和ECM樣微結(jié)構(gòu)，利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送和骨組織生長(zhǎng)；（2）具有合適的力學(xué)性能和降解速率，為骨重建提供較好的結(jié)構(gòu)支撐；（3）具有足夠的血管生成和成骨活性，加速血管化骨再生。

圖1 DMSNs/SrHA/PGP支架的制備與引導(dǎo)骨組織再生示意圖。

圖2 （A）不同納米纖維含量復(fù)合支架的制備示意圖；（B）復(fù)合支架的宏觀圖片；（C-F）3D 打印微絲與電紡纖維的SEM 與TEM圖；（G-I）不同納米纖維含量（1-4 wt%）復(fù)合支架的SEM圖。

圖3 （A-B）支架的元素分析；（C）支架的親水性；（D-E）支架的力學(xué)性能；（F-G）支架的降解性能；（H-I）DMOG和Sr離子的釋放。

圖4 （A）復(fù)合支架的小鼠包埋與評(píng)價(jià)示意圖；（B-C）血管灌注的Micro-CT 成像與定量分析；（D-E）；CD31表達(dá)的熒光圖片與定量分析；（F-G）HIF-1α表達(dá)的熒光圖片與定量分析。

圖5 （A）復(fù)合支架的大鼠顱骨缺損修復(fù)示意圖；（B-D）體內(nèi)骨再生的micro-CT重建圖片與骨密度和骨體積的定量分析；（E）H&E和Masson染色圖片。

圖6 （A）CD31、α-SMA和OCN表達(dá)的熒光圖片；（B）CD68和CD163表達(dá)的熒光圖片；（C-F）CD31、α-SMA、OCN和CD163⁺/CD68⁺的定量分析。

  在本研究中，利用3D打印SrHA@PCL支架作為框架結(jié)構(gòu)，賦予了復(fù)合支架較高的力學(xué)性能。復(fù)合支架內(nèi)填充的多孔納米纖維網(wǎng)絡(luò)不僅促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸和組織長(zhǎng)入，還通過(guò)釋放DOMG促進(jìn)血管形成。此外，結(jié)合納米纖維的較快降解和3D打印微絲的緩慢降解行為，實(shí)現(xiàn)了DMOG和Sr離子的可控釋放，促進(jìn)了血管生成和成骨的耦合。綜上所述，本研究制備的DMSNs/SrHA@PGP支架可以促進(jìn)快速的組織浸潤(rùn)和引導(dǎo)血管化骨再生，同時(shí)為構(gòu)建與成骨微環(huán)境適配的仿生骨支架提供了一種新策略。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00598