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镁离子促进骨再生已得到广泛认可2023-04-12 08:32:40

HUNG等的研究发现,镁离子通过激活典型Wnt信号通路在骨髓空间中诱导成骨效应,进而促进人骨髓间充质干细胞向成骨细胞谱系分化。HAMUSHAN等通过实验发现,高纯度镁植入物具有良好的力学性能,进一步测试发现其释放的镁离子能够调节Von Hippel-Lindau/缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子信号传导,使植入物获得增强血管生成和促进骨形成的能力。潘昊田通过Pickering乳液法制备了负载MgO纳米颗粒的甲基丙烯酸酐化明胶-co-聚乙二醇大孔复合水凝胶,实验结果表明该水凝胶支架可调控细胞增殖和成骨分化等行为,而镁离子的释放具有显著促进干细胞成骨分化的作用,提高骨修复的效果,但在该支架的离子释放行为实验中发现,初期存在镁离子的突释现象。

王桂芳等通过对照实验发现,当镁离子浓度不超过400μmol/L时,不会影响骨髓间充质干细胞的增殖,并且可以促进骨髓间充质干细胞成骨分化和提高其矿化能力,此外,该促进效果在镁离子浓度为200μmol/L时最好。万卓制备出镁硅离子共释放微球,研究发现该微球具有促进骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化的作用,还能促进血管生成;并测定出镁硅离子释放比为2∶1时,该微球促进骨再生的效果最佳。李彪等制备出含镁脱细胞牛骨基质,检测结果显示镁离子未对牛骨基质的微观结构、力学性能产生明显影响,而且通过有效的离子置换能够缓解镁离子的释放。ZHANG等制备出一种能够稳定降解的含镁双交联水凝胶,实验结果表明镁离子的引入不仅刺激了骨髓间充质干细胞的成骨分化,而且促进了体内外血管的生成,从而促进了骨再生。
 
WANG等将植酸/镁离子复合物涂覆在聚醚醚酮纤维上,该复合物优化了聚醚醚酮纤维的表面性能,并有效降低了镁离子的释放速率;此外,具有植酸/镁复合涂层的聚醚醚酮纤维能通过刺激抗炎细胞因子的产生,促进成骨巨噬细胞极化,为成骨提供了有利的抗炎环境。在修复材料中,掺入镁离子可以提高材料的骨修复性能,但低浓度的镁离子能促进破骨细胞的分化,因此限制了镁离子在骨组织工程中的应用。镁合金多孔支架虽然拥有很多优势,但其过快的降解速率仍然是一个亟待解决的问题。目前镁离子促进骨再生已得到广泛认可,而其对破骨细胞的作用机制和促进血管生成的途径尚不完全明确,缺少大量实验佐证,还需进一步研究。
 
出自《金属离子在骨组织工程中的应用》作者高雪钰,张文涛,孙天泽。