换一批基于力控制的三维力学刺激增强骨髓间充质干细胞外泌体分泌以促进骨修复
Force-controlled 3D mechanical stretching to enhance the exosome secretion of bone mesenchymal stem cells for bone repair
摘要骨髓间充质干细胞(BMSCs)来源的外泌体(BMSC-exos)在骨缺损治疗领域展现出巨大的潜力.然而,较低的产量及有限的骨修复效能,成为制约其临床转化应用的关键瓶颈.三维(3D)力学刺激是促进外泌体分泌的重要手段,但传统加载方式多通过控制设备的位移来实现力学刺激,该方法易导致载荷分布不均,且存在刺激强度衰减的问题.本研究设计了一种微操作拉伸设备,能够在培养箱中对负载BMSCs的GelMA/HAMA混合水凝胶片施加自动化、精准可控的牵张力刺激.为保障水凝胶片在长期循环牵张刺激下的结构稳定性,通过探究水凝胶片对循环加载的力学响应特性,优化了 GelMA 与 HAMA 的配比参数.基于优化后的水凝胶体系,采用力控加载模式对负载BMSCs的水凝胶片进行力学刺激,以促进外泌体的生成.相较于传统位移控制加载方式,力控加载模式能够提供更为均匀、稳定的力学刺激,显著提升了外泌体的分泌量.进一步研究发现,经力控力学刺激产生的外泌体,可有效增强BMSCs的成骨分化能力.在大鼠颅骨缺损模型中,该外泌体展现出更为优异的骨修复效果.本研究表明,针对水凝胶内三维培养细胞实施力控加载,为BMSC-exos的高效制备及其在骨修复领域的应用提供了一种创新且有效的策略.
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10.1631/bdm.2400231
发布时间
2025-06-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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