Three-Dimensional Bioprinted Scaffolds Loaded with Multifunctional Magnesium-Based Metal–Organic Frameworks Improve the Senescence Microenvironment Prompting Aged Bone Defect Repair

材料科学 衰老 纳米技术 生物医学工程 细胞生物学 冶金 医学 生物
作者
Xin Sun,Xiang Xu,Xue Zhao,Xue Zhao,Jie Ma,Tianchang Wang,Xiaokun Yue,Xueheng Sun,Xiaojun Li,Xiaojiang Sun,Weijiao Zhang,Kai Zhang,Deteng Zhang,Xin Zhao,Xin Zhao,Wenjie Jin,Jinwu Wang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (24): 22141-22162 被引量:27
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c03023
摘要

Age-related bone defects cause disability and mortality in older individuals. During bone repair in older individuals, high oxidative stress and excessive inflammation in the senescent microenvironment (SME) lead to bone marrow mesenchymal stem cell (BMSC) senescence, thereby affecting bone regeneration. In this study, we prepared multifunctional magnesium (Mg) and cerium (Ce) ion-based metal–organic frameworks (MOFs) using a hydrothermal method and constructed a three-dimensional (3D) bioprinted scaffold to effectively scavenge reactive oxygen species (ROS) and sustainably release Mg2+ to improve the SME and age-related bone defect repair. Under oxidative stress, the scaffolds delayed the senescence of loaded BMSCs and promoted M2 macrophage polarization of RAW264.7 cells, further improving BMSC osteogenic differentiation. In addition, Mg2+ release promoted aldehyde dehydrogenase 3A1 expression through the activation of the nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2) signaling pathway, thereby delaying BMSC senescence. Adding the Wnt/β-catenin agonist SKL2001 to the scaffolds further enhanced these effects. Finally, the composite scaffolds accelerated the repair of critical-sized calvarial defects in an aged rat model. In summary, these results demonstrated the value of improving the SME for delaying BMSC senescence using multifunctional Mg-Ce-MOF and SKL2001-based 3D-bioprinting scaffolds, thereby providing an effective strategy for promoting age-related bone defect repair.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
太想毕业了完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
健壮凡桃发布了新的文献求助10
1秒前
杨老师完成签到 ,获得积分10
1秒前
CodeCraft应助流萤采纳,获得10
1秒前
fff完成签到,获得积分10
1秒前
SmallPig完成签到 ,获得积分20
1秒前
sansan发布了新的文献求助10
1秒前
NexusExplorer应助犟犟采纳,获得10
1秒前
柚子完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
丰富的草莓完成签到,获得积分10
2秒前
嘻哈完成签到,获得积分10
2秒前
liu完成签到,获得积分10
2秒前
夏日晚风发布了新的文献求助10
3秒前
打打应助幻烨烨采纳,获得10
3秒前
3秒前
主人家的大萝卜完成签到 ,获得积分10
4秒前
234完成签到,获得积分10
4秒前
可是你不懂完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
万能图书馆应助123123采纳,获得10
4秒前
shel发布了新的文献求助20
4秒前
luoling完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.1应助chenchen采纳,获得10
6秒前
6秒前
希望天下0贩的0应助Sk采纳,获得10
6秒前
6秒前
健壮凡桃完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
三无发布了新的文献求助10
7秒前
lana发布了新的文献求助10
7秒前
liuzhuohao应助烂漫的雁开采纳,获得10
8秒前
ini完成签到,获得积分10
8秒前
shouz发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
caili发布了新的文献求助10
9秒前
ASLYJS应助豆豆采纳,获得10
9秒前
希望天下0贩的0应助TTTHANKS采纳,获得10
9秒前
SciGPT应助付付大作战采纳,获得10
9秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Writing Systems 500
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Electric Vehicle Powertrains Design Fundamentals, Components, and Applications 400
Handbook on Planning and Climate Change Adaptation 400
Optical Coating Design with the Essential Macleod 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6809645
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8525957
关于积分的说明 18149497
捐赠科研通 6134749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3029289
邀请新用户注册赠送积分活动 2005870
关于科研通互助平台的介绍 2003669