骨组织的多级精细结构是其力学与生物学功能的基础。在胶原合成与矿化等骨修复过程中,细胞能量需求显著提升。现有支架材料虽可构建大孔通道结构,但难以模拟天然骨的精细结构,同时局部能量供应不足限制骨再生效率。自然界中,灵芝菌丝与植物根系构成的共生结构体系,可形成物质交换的连续通路;菌丝凭借自发生长特性,构建高比表面积和微纳米级多孔的三维网络结构。
近日,中国科学院上海硅酸盐研究所在灵芝菌丝体生物陶瓷共生支架促进骨再生方面取得进展。研究通过调控培养条件与外场光照等参数,实现3D打印生物陶瓷表面及百微米级中空管道内菌丝体纳米结构自生长,构建兼具仿生多级结构及生物活性组分的菌丝体生物陶瓷共生支架。
研究发现,该支架中菌丝多级结构可激活YAP/Piezo机械传导信号通路,持续释放多种离子与葡萄糖等生物活性组分。这一过程协同重塑干细胞能量代谢模式与线粒体功能,提升骨相关基因与蛋白的表达以促进成骨分化。实验表明,该支架可显著增强体内能量代谢,促进新生骨组织长入,实现兔股骨髁部骨缺损高效修复。
该研究提出的微生物自生长与3D打印技术相结合的生物制造新方法,解决当前组织工程与再生医学领域的细胞能量代谢难题,为构建加速骨组织再生的仿生材料提供了新策略。
相关研究成果发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、中国科学院等的支持。
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用于激活能量代谢促进骨再生的菌丝体生物陶瓷共生支架的设计、构建及生物学效应机理示意图
近日,西安交通大学钱军民教授团队构建了一种中空结构钙/铜双金属纳米放大器,通过诱导内质网-线粒体应激级联循环放大用于 生命自诞生以来一直经历着从简单到复杂,从低等到高等的演化趋势。但演化是多个方向的,有时候也会出现特化。一些科学家普 ■学习贯彻全国教育大会精神笔谈 习近平总书记在全国教育大会上的重要讲话,对新时代新征程加快建设教育强国作出系统部署,为建设教育强国指明了前进方向、提供了根本遵循。国家开放大学将深 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 梁丹)为不断满足人民群众对普及、普惠、安全和优质的学前教育的美好期待,北京大学医学部幼儿园承办清河街道安宁庄东路1号A33基础教育用地项目配套幼儿园,建立 ◎摘 要 加大对学生的认知规律和接受特点的研究,发挥学生主体性作用,对推动思政课建设内涵式发展,不断提高思政课的针对性和吸引力具有重要意义。思政课的传统教学方式在大学生心理接受方面存 摘要:中华民族共同体意识培养是涵养家国情怀的重要内容,统编版高中历史教科书在编写中也突出了民族团结主题。在高中历史课堂教学中渗透中华民族共同体意识有利于培育学生的家国情怀,落实立德树 。本文链接:研究提出菌丝体生物陶瓷共生支架促进骨再生新方法http://www.sushuapos.com/show-12-2994-0.html
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