双载BMSCs-二甲双胍微凝胶通过协同抗炎、抗氧化及再生效应促进软骨修复

《Biomaterials》：Dual-Loaded BMSCs-Metformin Microgels Promote Cartilage Repair Through Combined Anti-Inflammatory, Antioxidant, and Regenerative Effects

本研究开发了一种新型可注射多孔微凝胶系统（BMSC-Met@MGs），通过微流控技术将骨髓间充质干细胞（BMSCs）与二甲双胍（Met）共封装于GelMA/CSMA/PVA网络中。该系统成功整合了免疫调节（下调MMP3/MMP13）、抗氧化（清除ROS并恢复线粒体膜电位）和软骨再生（上调COL2A1）三重功能，在大鼠模型中证实可促进透明软骨修复，为软骨缺损治疗提供了材料/药物/细胞协同治疗新策略。

　　

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Materials

聚乙烯醇（PVA）、矿物油和司盘80购自阿拉丁（上海）。明胶甲基丙烯酰（GelMA）、壳聚糖甲基丙烯酰（CSMA）和光引发剂LAP由EFL（苏州）提供。胎牛血清（FBS）采购自Gibco和Procell。DAPI、核质蛋白提取试剂盒购自Servicebio。Ⅱ型胶原酶...

Preparation and characterization of the GCP and MGs

GelMA与CSMA交联形成双网络结构，通过微流控装置引入PVA和Met与GC形成氢键，在紫外光下交联成微凝胶。FTIR光谱（图2A）显示加入PVA和Met后3314 cm^-1处O-H吸收峰显著增强，表明GCP中形成了更强的氢键网络...

Discussion

软骨先天缺乏神经血管，自我修复能力受限。损伤后的炎症和代谢异常会引发氧化应激恶性循环，阻碍软骨再生。本研究提出的新型可注射微凝胶系统通过材料、药物和干细胞的协同作用，首次实现抗炎、抗氧化和软骨再生三重功能，为早期免疫调节和软骨修复提供了创新方案。

Conclusion

本研究开发了可注射BMSC-Met@MG系统，提出了一种多功能抗炎、抗氧化及再生治疗策略。体外实验表明BMSC-Met@MGs具有招募内源性干细胞/软骨细胞、增强干细胞成软骨分化、抗炎和抗氧化等多重作用，为软骨缺损修复提供了协同治疗新视角。