新型多孔奈米顆粒可引導幹細胞形成骨骼

據物理學家組織網30日報道，美國德克薩斯農工大學研究人員開發出一種新型的水穩定二維共價有機框架（COF）奈米顆粒，可以引導人類間充質幹細胞分化為骨細胞，促進骨骼再生，有望在再生醫學領域“大顯身手”。相關研究發表于《高級保健材料雜誌》。

最新研究負責人、生物醫學工程系副教授阿希列什·佳哈瓦解釋説，二維COF多孔有機聚合物因其結晶性、有序可調的多孔結構等備受關注，但COF難以加工成奈米材料，且穩定性差，限制了其在再生醫學和藥物輸送方面的應用，需要新方法讓這些COF保持足夠穩定，同時保持其生物相容性。

鋻於此，在本研究中，佳哈瓦團隊通過將COF與兩親性聚合物——同時含有疏水性和親水性成分的大分子結合，增強了COF奈米顆粒的水穩定性，使這些奈米顆粒能夠應用於生物醫學。

研究人員發現，即使在較高濃度下，二維COF也不會影響細胞的活力和數量激增。此外，這些二維COF擁有生物活性，可以引導幹細胞生成骨細胞。初步研究表明，這些奈米顆粒的形狀和大小會影響其生物活性，但需要開展更多深入研究。

由於這些奈米顆粒擁有很多孔隙，佳哈瓦團隊利用這種特性來遞送藥物。實驗證明，他們能夠將一種名為地塞米松的骨誘導藥物裝載到COF的多孔結構中，以進一步促進骨骼的生成。

研究人員表示：“這些奈米顆粒可以延長藥物被遞送到人類間充質幹細胞（通常用於骨再生）的時間，藥物的持續釋放增強了幹細胞向骨係的分化，由此促進了骨骼再生。”

團隊認為，這項研究對未來生物材料的設計非常重要，可以為組織再生和藥物遞送應用提供指導。他們計劃接下來在患者身上評估這種奈米技術。