Janus-Membran mit intrafibrillär strontium-apatit-mineralisiertem Kollagen für geführte Knochenregeneration

Kommerzielle Kollagenmembranen haben Schwierigkeiten bei der geführten Knochenregeneration (GBR) aufgrund des Fehlens eines hierarchischen Strukturdesigns, effektiver Schnittstellenverwaltung und vielfältiger Bioaktivität. Hier wird eine Janus-Membran namens SrJM entwickelt, die aus einer porösen Kollagenoberfläche besteht, um die osteogene Funktion zu verbessern, und einer dichten Fläche, um die Barrierefunktion aufrechtzuerhalten. Insbesondere wird die biomimetische intrafibrilläre Mineralisierung von Kollagen mit Strontium-Apatit durch flüssige Vorläufer von amorphous Strontiumphosphat realisiert. Polycaprolacton-Methacryloyl wird auf einer Seite des Kollagens als dichte Fläche integriert, die SrJM mechanische Unterstützung und eine verlängerte Lebensdauer verleiht. In-vitro-Experimente zeigen, dass die dichte Fläche von SrJM als starke Barriere gegen Fibroblasten wirkt, während die poröse Fläche die Zelladhäsion und osteogene Differenzierung signifikant fördert, indem sie die Aktivierung von calcium-sensitiven Rezeptor/Integrin/Wnt-Signalwegen aktiviert. In der Zwischenzeit verbessert SrJM effektiv die Osteogenese und Angiogenese, indem es Stammzellen rekrutiert und die osteoimmunologische Reaktion moduliert, wodurch ein ideales Mikroumfeld für die Knochenregeneration geschaffen wird. In-vivo-Studien bestätigen, dass der durch SrJM geleitete Knochendefektbereich vollständig durch neu gebildeten vaskularisierten Knochen repariert wird. Insgesamt unterstützt die herausragende Leistung von SrJM dessen fortlaufende Entwicklung als multifunktionale GBR-Membran, und diese Studie bietet eine vielseitige Strategie zur Herstellung kollagenbasierter Biomaterialien für die Regeneration von Hartgewebe.