近日，聊城市人民医院干细胞与再生医学实验室(山东省医药卫生干细胞与再生医学转化重点实验室)在生物材料应用领域取得重要突破。该实验室张男研究员团队研发的一种创新性层级药物递送支架技术，成功应用于牙周骨再生治疗，其研究成果被国际材料科学权威期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》(《应用材料与界面》影响因子近三年平均9.5)在线发表。
论文题为“Sequentially Releasing Aspirin and Osteogenic Growth Peptide Scaffold Modulates Immunity and Bone Homeostasis to Enhance Periodontal Bone Regeneration”(《序贯释放阿司匹林与成骨生长肽支架调控免疫与骨稳态以增强牙周骨再生》)。实验室牟鑫、张华昌和临床研究中心杨一昆为共同第一作者，张男主任与山东大学齐鲁医院刘超教授为共同通讯作者。
图1：研究团队开发的新型层级药物递送支架示意图及其在牙周再生中的应用效果
牙周炎是一种由细菌感染引发的慢性炎症性疾病，与过度活跃的免疫应答密切相关。由于生物材料的可设计性和独特的给药系统，其在牙周病治疗中的应用已经越来越广泛。然而，生物材料植入驱动的局部和全身免疫应答反应可导致炎症、组织损伤和纤维化，最终导致植入失败。因此，通过精确设计生物材料进行免疫调节，可以在减少宿主反应的同时消除牙周组织的长期慢性炎症反应，达到治疗的目的。在这项研究中，实验室研究团队创新性地开发了一种新型的层级药物递送支架。通过静电纺丝技术，得到外层的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)包裹阿司匹林，内层的聚左旋乳酸(PLLA)包含成骨生长肽(OGP)的生物支架。
图2：新型支架“先消炎、后促骨”的双重作用机制图示
在早期植入阶段，支架外层阿司匹林的释放能够有效抑制炎症反应，促进巨噬细胞向抗炎表型M2极化，从而将牙周微环境从炎症状态转变为再生状态。随着炎症的缓解，支架内层OGP的释放则能够进一步增强骨再生能力，促进牙周骨组织的修复。该支架在体外和体内均展现出了良好的生物相容性和优异的免疫-成骨效应。通过转录组学和蛋白免疫印记分析，研究团队发现该支架能够通过抑制ERK-CREB轴和激活STAT3通路来调节巨噬细胞极化，同时通过SMAD信号通路促进成骨作用，并抑制与破骨细胞相关的MAPK信号通路。本研究充分证明了新型层级药物递送支架的免疫—成骨的双重作用，并探究了其发挥抗炎和促进成骨的相关机制，为牙周修复再生提供了一种全新的解决方案。
图3：医院首席专家韩发彬、论文通讯作者张男研究员(第一排右4)及其团队成员在实验室合影
聊城市人民医院干细胞与再生医学实验室成立于2011年，2022年获评为山东省首批医药卫生重点实验室，其干细胞和再生医学研究水平位居全省前列。实验室长期聚焦中枢神经损伤的细胞修复及牙周再生微环境的改善与调控，坚持基础研究与临床转化并重，有力支撑了神经内科、神经外科、口腔科等多个临床科室的学科发展。迄今已在《Frontiers in Aging Neuroscience》《Cytotherapy》《Journal of Human Genetics》《Stem Cell Research》《Journal of Neurorestoratology》等国际知名期刊发表论文50余篇。实验室将持续以临床需求为驱动，加速推动创新科研成果向临床治疗方案转化，让更多患者受益。
来源 | 干细胞与再生医学实验室
编辑 | 杨秋宜
专业审稿 | 张男
审核 | 兰菲
