Hidrogel Dinamis Terintegrasi Bioglass Meningkatkan Perbaikan Cacat Kranial yang Diarahkan oleh Matriks melalui Regulasi Mekano-Biokimia Kooperatif

Abstrak
Cedera kraniofasial merupakan trauma ortopedi yang umum, tetapi pemulihannya yang efektif masih menjadi tantangan utama di klinik, sebagian besar disebabkan oleh kurangnya sel punca mesenkimal (MSC) yang mendukung penyembuhan serta aktivitas osteogenik yang rendah secara intrinsik. Di sini, sistem hidrogel dinamis yang terintegrasi dengan nanopartikel bioglass mesopori yang dimuat Aptamer 19S (Apt-19S) (NBG@Apt-19S) untuk rekonstruksi cacat kraniofasial dilaporkan. Hidrogel dinamis disiapkan dengan komponen biokompatibel yang diuji secara klinis termasuk polivinil alkohol dan natrium alginat teroksidasi (OSA). Setelah implantasi ke lokasi cacat, nanopartikel bioglass terintegrasi mengalami degradasi bertahap untuk melepaskan Apt-19S, yang bekerja sama dengan kekakuan rendah hidrogel pada keadaan awal untuk merekrut MSC ke antarmuka perancah-bio. Ion Ca 2+ yang dilepaskan secara bersamaan akan lebih lanjut berkoordinasi dengan gugus karboksil dalam OSA untuk mendorong pengerasan hidrogel secara bertahap, yang dapat merangsang jalur mekanosensing vinculin-talin dalam MSC yang direkrut untuk mengaktifkan pensinyalan YAP hilir, yang pada akhirnya mendorong aktivitas osteogeniknya. Aktivitas pro-osteogenesis mekano-biokimia kooperatif dari hidrogel dinamis divalidasi baik secara in vitro maupun pada model tikus yang memiliki cacat tengkorak berukuran kritis, yang menyediakan pendekatan untuk rekonstruksi dan penyembuhan cacat tengkorak di klinik.