Topografias enrugadas de MXene 1D/2D escaláveis e ajustáveis regulam interações entre células osteoimunes

A integração bem-sucedida de implantes biomédicos depende da regulação coordenada da regeneração óssea e das respostas imunes na interface tecido-biomaterial. Enquanto as características bioquímicas dos biomateriais, como sistemas de liberação de fármacos, foram amplamente exploradas, o papel da topografia da superfície, particularmente os efeitos combinados do tamanho e forma das características, na modulação osteoimune ainda é pouco explorado. Aqui, desenvolvemos revestimentos de MXene em múltiplas camadas com nano- e microtopografias enrugadas 1D e 2D precisamente engenheiradas utilizando montagem camada por camada (LbL) seguida de encolhimento térmico. Essas topografias de superfície ajustáveis foram avaliadas quanto à sua capacidade de modular a polarização de macrófagos e o comportamento de preosteoblastos. Notavelmente, as microtopografias 1D promoveram significativamente a elongação dos macrófagos e a polarização em direção ao fenótipo anti-inflamatório M2, marcado pela expressão elevada de CD206, IL-4, IL-10 e BMP-2. Simultaneamente, essas superfícies melhoraram a adesão, a propagação e a diferenciação osteogênica dos preosteoblastos, conforme evidenciado pelo aumento da atividade de ALP, deposição de cálcio e expressão de Runx2 e osteocalcina (OCN). Estudos de co-cultura indireta revelaram ainda que as citocinas derivadas de macrófagos melhoraram a osteogênese, confirmando a interação sinérgica entre o sistema imunológico e a osteogênese. Este trabalho apresenta a primeira demonstração de revestimentos de MXene com topografias enrugadas ajustáveis em forma e tamanho que direcionam tanto a imunomodulação quanto a osteogênese. Essa estratégia escalável oferece uma plataforma promissora para a engenharia de superfícies de implantes de próxima geração que coordenam a regeneração tecidual com a modulação imune.