南京医院运动医学中心

Alendronateloadedgrapheneoxidefunctionalizedcollagenspongeforthedualeffectsofosteogenesisandanti-osteoclastogenesisinosteoporoticrats

[J].BioactMater,,5:-.

IF:8.

中文摘要后附原文文献

校审者提示

该研究通过构建装有阿仑膦酸盐的胶原蛋白-氧化石墨烯（Col-GO-Aln）海绵系统这一新材料，并探究其成骨和抗破骨细胞生成的能力，为骨质疏松性缺陷修复提供新方法。

校审者简介

耿德春

医学博士

研究员

博士研究生导师

江苏省杰出青年基金获得者

长期从事慢性炎症性骨破坏以及假体周围骨溶解方面的研究，并取得了一些有国际影响的研究成果。

截至目前，以第一/通讯作者在Biomaterials、Theranostics，JBMR等国际高水平期刊发表SCI论文52篇，申请国家发明专利19项（已授权7项）。

作为主要完成人先后获国家科技进步二等奖、华夏医学科技进步一等奖以及教育部科技进步二等奖；是江苏省“卫生拔尖人才”、第五期“高层次人才培养工程”培养对象和第十期“六大人才高峰”高层次人才选拔培养对象。

译者提示

氧化石墨烯（GO）可增强骨植入物的机械性能并促进间充质干细胞向成骨方向分化，阿仑膦酸盐（Aln）可抑制破骨细胞，该研究通过阿仑膦酸盐负载氧化石墨烯修饰胶原海绵构建装有阿仑膦酸盐的胶原蛋白-氧化石墨烯（Col-GO-Aln）海绵系统，在体外表现出成骨和抗破骨细胞生成的能力，在骨质疏松大鼠模型中表现了对骨质流失的潜在全身抵抗力，并实现阿仑膦酸盐的缓释，可用于骨质疏松性骨缺陷修复，并且为骨质疏松的常规治疗提供新思路。

（仅代表校审者和译者观点，文责由校审者负责）

译文摘要

研究背景：氧化石墨烯（GO）相关水凝胶在硬组织修复中得到了广泛的研究，因其可增强骨植入物的机械性能并促进间充质干细胞向成骨方向分化，但由于骨形成中存在成骨-破骨平衡，骨质疏松症中破骨细胞过度激活，使得单纯GO相关水凝胶对于修复骨质疏松性骨缺陷并不理想。已知阿仑膦酸盐（Aln）可抑制破骨细胞，该研究尝试构建以胶原蛋白为载体的阿仑膦酸盐-氧化石墨烯系统（Col-GO-Aln），旨在实现其促进成骨和抗破骨细胞生成的综合能力，并探索该系统中实现最佳功能性的氧化石墨烯含量。

研究方法：构建Col-GO-Aln系统：在超声下，以一系列不同的体积比将1mLCol溶液（2%w/v在0.05M乙酸中）与GO溶液（8mg/mL）均匀混合，以产生水凝胶中不同最终浓度的GO（0，0.05，0.1，0.2，0.3和0.5%w/v）。随后将含有5mgAln的溶液加入混合物中，最终体积高达2mL。然后，将40μL水凝胶浇铸在模具（直径5mm，高度2mm）中，通过冷冻干燥获得多孔海绵，并通过将内容物浸入含有50mMEDC和12.5mMNHS的95%乙醇溶液中进行化学交联，并进行表征检测。体外试验中，以其他海绵材料为对照组，以Col-GO-Aln系统为干预组，培养骨髓间充质干细胞并通过碱性磷酸酶染色ALP和茜素红染色ARS染色评估海绵对BMSC成骨分化的影响，通过原子力显微镜SEM观察其形态学，诱导骨髓单核-巨噬细胞为破骨细胞并通过酒石酸耐酸磷酸酶染色（TRAP）、F-肌动蛋白免疫荧光染色分析人造海绵对破骨细胞生成的影响。以骨质疏松大鼠为动物模型，在颅骨上钻孔模拟骨缺陷，分别设置对照组、以Col-GO-Aln海绵作为植入物为干预组，三个月后处死，CT分析计算新骨量（BV）、新骨量相对于组织体积（BV/TV）的百分比等数据并重建3D图像，通过组织学染色进一步评估骨缺损的修复。

研究结果：GO通过酰胺键与Col或Aln相连接，并形成松散的多孔结构。体外实验中，相较于其他海绵，Col-GO-Aln系统中BMSC的ALP活性显著增加、ARS染色显示钙结节数量显著增加，BMMs的TRAP染色显示阳性破骨数量和面积减少。动物模型中，经micro-CT图像及定量分析，植入Col-0.05%GO-Aln海绵的颅骨缺损在新生骨体积、更高BV/TV比率；经免疫组化染色分析，Col-0.05%GO-Aln组的OCN（成熟成骨标志物）表达水平均高于对照组；经TRAP染色分析，Col-0.05%GO-Aln组的破骨细胞数量较对照组明显减少。

研究结论：阿仑膦酸盐负载氧化石墨烯功能化胶原形成的Col-GO-Aln系统在骨质疏松症大鼠中，可以促进成骨细胞成熟并且抑制破骨细胞生成。

译者简介

杨鹏

就读于医院骨科，硕士研究生在读

爱好：唱歌，摄影，篮球

原文文献

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