Kartogenin (KGN)/synthetic melanin nanoparticles (SMNP) loaded theranostic hydrogel scaffold system for multiparametric magnetic resonance imaging guided cartilage regeneration.
Kartogenin (KGN)/synthetic melanin nanoparticles (SMNP) loaded theranostic hydrogel scaffold system for multiparametric magnetic resonance imaging guided cartilage regeneration.
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Kartogenin (KGN)/合成黑色素纳米粒子 (SMNP) 加载的治疗诊断水凝胶支架系统用于多参数磁共振成像引导软骨再生
DOI：
10.1002/btm2.10364
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发表时间：
2023-01
影响因子：
7.4
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
软骨无血管、增殖能力差，损伤后软骨再生仍是临床上的一大难题。为此，我们设计了一种新型的生物相容性纤维纳米晶/明胶-甲基丙烯酸酐(GelMA)/HAMA(透明质酸-甲基丙烯酸酐)-共混水凝胶支架体系，负载了合成的黑色素纳米颗粒(SMNP)和生物活性药物Kartogenin(KGN)用于治疗。我们发现SMNP-KGN/Gel具有良好的力学性能、热稳定性和明显的磁共振成像(MRI)对比增强。同时，KGN缓释后可募集骨间充质干细胞增殖分化为软骨细胞，从而促进体内和体外软骨再生。通过多参数磁共振同步监测12 周的水凝胶降解和软骨修复情况，并通过组织学分析进一步证实。综上所述，这些结果验证了多功能水凝胶是软骨再生医学中无创成像引导的精确治疗的一种很有前途的组织工程平台。
Cartilage regeneration after injury is still a great challenge in clinics, which suffers from its avascularity and poor proliferative ability. Herein we designed a novel biocompatible cellulose nanocrystal/GelMA (gelatin‐methacrylate anhydride)/HAMA (hyaluronic acid‐methacrylate anhydride)‐blended hydrogel scaffold system, loaded with synthetic melanin nanoparticles (SMNP) and a bioactive drug kartogenin (KGN) for theranostic purpose. We found that the SMNP‐KGN/Gel showed favorable mechanical property, thermal stability, and distinct magnetic resonance imaging (MRI) contrast enhancement. Meanwhile, the sustained release of KGN could recruit bone‐derived mesenchymal stem cells to proliferate and differentiate into chondrocytes, which promoted cartilage regeneration in vitro and in vivo. The hydrogel degradation and cartilage restoration were simultaneously monitored by multiparametric MRI for 12 weeks, and further confirmed by histological analysis. Together, these results validated the multifunctional hydrogel as a promising tissue engineering platform for noninvasive imaging‐guided precision therapy in cartilage regenerative medicine.
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