Kontrolliertes Freisetzungs-Hydrogel, das mit magnesiumbasierten Nanoblumen beladen ist, synergisiert Immunmodulation und Knorpelregeneration in der Heilung von Sehnen-Knochen-Verletzungen

Verletzungen an der Sehnen-Knochen-Schnittstelle stellen eine erhebliche Herausforderung in der Geweberegeneration dar, die innovative Ansätze erforderlich macht. Hydrogels mit integrierten unterstützenden Eigenschaften und kontrollierter Freisetzung therapeutischer Wirkstoffe haben sich als vielversprechende Kandidaten für die Behandlung solcher Verletzungen herausgestellt. In dieser Studie verfolgten wir das Ziel, ein temperaturempfindliches Verbund-Hydrogel zu entwickeln, das eine nachhaltige Freisetzung von Magnesiumionen (Mg2+) ermöglicht. Wir synthetisierten magnesium-Procyanidin-koordinierte Metall-Polyphenol-Nanopartikel (Mg-PC) durch einen Selbstorganisationsprozess und integrierten sie in ein Zwei-Komponenten-Hydrogel. Das Hydrogel bestand aus mit Dopamin-modifiziertem Hyaluronsäure (Dop-HA) und F127. Um eine kontrollierte Freisetzung sicherzustellen und den "Burst-Release"-Effekt von Mg2+ zu mindern, verknüpften wir die Mg-PC-Nanopartikel kovalent durch Koordinationsbindungen mit der Catechol-Gruppe innerhalb des Hydrogels. Diese Querbindungstrategie verlängerte das Freisetzungsfenster der Mg2+-Konzentrationen auf bis zu 56 Tage. Das resultierende Hydrogel (Mg-PC@Dop-HA/F127) zeigte günstige Eigenschaften, einschließlich Injektionsfähigkeit, Thermosensitivität und Anpassungsfähigkeit an Form, was es für Injektionen und Anpassungen an unregelmäßig geformte Implantationsstellen des Supraspinatus geeignet machte. Darüber hinaus hielt das Hydrogel die Freisetzung von Mg2+ und Procyanidinen aufrecht, was mesenchymale Stamm- und Progenitorzellen anzog, Entzündungen linderte und die Polarisation von Makrophagen in Richtung des M2-Phänotyps förderte. Zusätzlich verbesserte es die Kollagensynthese und Mineralisierung, was die Reparatur der Sehnen-Knochen-Schnittstelle erleichterte. Durch die Integration mehrstufiger metallphenolischer Netzwerke (MPN) zur Kontrolle der Ionenfreisetzung können diese hybridisierten Hydrogels für verschiedene biomedizinische Anwendungen angepasst werden.