آزادسازی مداوم پپتید ضد میکروبی از هیدروژل های خود آراینده استخوان زایی را تقویت می کند
تاریخ انتشار: چهارشنبه 17 مرداد 1397
| امتیاز:
زیست موادی که به طور گسترده در عفونت استخوانی و استئومیلیت استفاده شده اند که از قابلیت های چند منظور آن ها نشات می گیرد. تا آن جایی که ما می دانیم، بروز استئومیلیت عمدتا ناشی از باکتری ها است. بنابراین، زیست ماده ای که بتواند عفونت استخوانی را معالجه کند واستخوان زایی را افزایش دهد می تواند کاندیدای ایدهآلی برای درمان استئومیلیت باشد. ثابت شده است که پپتیدهای ضد میکروبی کاتیونی(AMPs) توانایی قابل توجهی در کشتن باکتری ها، قارچ ها، ویروس ها و انگل ها دارند. با این حال، به کار بردن این پپتیدها در عفونت استخوانی و استئومیلیت کاملا محدود شده است. در این جا، ما هیدروژلی جدید را طراحی کردیم که اثر مهاری روی تکثیر S.aureus دارد و استخوان زایی را تقویت می کند. پپتید خود سازمان یابنده RADA16 برای انتقال AMPها به کار برده شده اند. در این مطالعه، ما نشان دادیم که RADA16 می تواند ساختار با ثباتی را شکل دهد و منجر به آزادسازی مداوم AMPها شود. مورفولوژی نانوفیبر درهم تنیده بوسیله میکروسکوپ الکترونی نگاره تشخیص داده شد. مطالعه آزادسازی مداوم نشان داد که آزادسازی AMPها می تواند تا 28 روز وجود داشته باشد. پژوهش های درون آزمایشگاهی نشان داد که این هیدروژل خود سازمان یابنده جدید می تواند تکثیر سلول های بنیادی مزانشیمی استخوانی را افزایش دهد و رشد S.aureus را مهار کند. مهم تر این که، نتایج درون تنی نیز ثابت کرد که پپتید خود سازمان یابنده RADA16-AMP اثر عالی روی تشکیل استخوان دارد. یافته های ما حاکی از این است که ما با موفقیت RADA16 و AMPها را با یکدیگر ترکیب کردیم و این می تواند اساسی برای کاربرد این هیدروژل جدید و باز کردن مسیرهای جدید برای زیست مواد باشد.
J Biomater Sci Polym Ed. 2018 Jul 23:1-31. doi: 10.1080/09205063.2018.1504191. [Epub ahead of print]
Sustained Release of Antimicrobial Peptide from Self-assembling Hydrogel Enhanced Osteogenesis.
Yang G1, Huang T1, Wang Y2, Wang H3, Li Y1, Yu K1, Dong L2.
Abstract
Biomaterials have been widely used in bone infection and osteomyelitis resulting from their versatile functionalities. As far as we know, the appearance of osteomyelitis was mainly caused by bacteria. Therefore, a biomaterial that can cure bone infection and promote osteogenesis may become an ideal candidate for the treatment of osteomyelitis. Cationic antimicrobial peptides (AMPs) have been proved to have an excellent ability to kill bacteria, fungi, viruses, and parasites. However, the application of AMPs in bone infection and osteomyelitis is quite limited. Here, we designed a new hydrogel that has an inhibitory effect on the proliferation of S.aureus and enhances osteogenesis. RADA16 self-assembling peptide has been applied for AMPs delivery. In this study, we demonstrated that RADA16 could form a stable structure and afford the sustained release of AMPs. The interwoven nanofiber morphology was detected by field emission scanning electron microscopy. The sustained release study revealed that the release of AMPs could be obtained until 28 days. In vitro research showed this new self-assembling hydrogel could promote the proliferation of bone mesenchymal stem cells (BMSCs) and inhibited the growth of S.aureus. More importantly, the results in vivo also proved that RADA16-AMP self-assembling peptide had an excellent effect on bone formation. Our findings implied that we successfully combined RADA16 and AMPs together and laid the foundation for the application of this new hydrogel and open new avenues for biomaterials.
PMID: 30035666