Wetenschappers ontwikkelen een nieuwe meercellige strategie voor de behandeling van pees-botblessures

Volgens Een studie gepubliceerd in Wetenschappelijke vooruitgangheeft een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Wu Chengtie van het Shanghai Institute of Ceramics van de Chinese Academie van Wetenschappen een meercellige scaffold ontwikkeld op basis van anorganische biokeramiek om immunomodulatie en geïntegreerde regeneratie te bereiken bij pees-tot-botblessures, dat wil zeggen verwondingen die optreden bij het grensvlak tussen pees en bot.

Beperking van de motorische activiteit als gevolg van verlies van natuurlijke structuur is een belangrijke oorzaak van verminderde levenskwaliteit bij patiënten die lijden aan pees-tot-botblessures. Conventionele biomaterialen voor de behandeling van pees-tot-botblessures zijn gericht op het vergroten van het regeneratieve vermogen van pees- of botweefsel om het herstel van de natuurlijke structuur te bevorderen. Vanwege de verwaarlozing van de immuunomgeving op het grensvlak en het gebrek aan regeneratieve functie van meerdere weefsels zijn bevredigende resultaten echter nog steeds moeilijk te bereiken.

Om dit probleem tegen te gaan, combineerden de onderzoekers nanodeeltjes van mangaansilicaat (MS) met pees-/botgerelateerde cellen om een ​​immunomodulerende meercellige scaffold te construeren met behulp van gelaagde celdistributie om geïntegreerde pees-tot-botregeneratie te bereiken.

Volgens de onderzoekers zorgde de integratie van biomimetische celdistributie en MS-nanodeeltjes ervoor dat de meercellige scaffolds tegelijkertijd tenogene differentiatie van peesstam-/voorlopercellen in de bovenste lagen en osteogene differentiatie van mesenchymale beenmergstamcellen in de onderste lagen konden induceren.

Bovendien waren de rotator cuff-scheuren van konijnen en ratten behandeld met de immunomodulerende meercellige scaffolds tegelijkertijd in staat om immunomodulatie, herstel van de microstructuur van het grensvlak en functioneel herstel te bereiken.

Bovendien werd de rol van immuunmodulerende processen bij scaffold-specifieke differentiatie bevestigd door het implanteren van de meercellige MS-nanodeeltjes in een rattenmodel zonder macrofagen.

Het resultaat van het co-cultuurmodel met macrofagen toonde aan dat MS-nanodeeltjes de specifieke differentiatie van meercellige scaffolds versterkten via regulatie van macrofagen, wat voornamelijk werd toegeschreven aan de uitscheiding van de PGE2-factor in macrofagen geïnduceerd door Mn-ionen.

Dit onderzoek toont aan dat deze meercellige scaffolds, gebaseerd op anorganische biomaterialen, een nieuw concept bieden voor het bereiken van immunomodulatie en geïntegreerde regeneratie van pees-bot- en andere zachte/harde weefselgrensvlakken.