Nanoscale‐Engineered Silk Hydrogel for Hierarchical Delivery of Intrinsic Physical–Chemical–Biological Cues to Enhance In situ Biomineralization and Endogenous Bone Regeneration

生物矿化 丝素 自愈水凝胶 再生(生物学) 材料科学 生物物理学 纳米技术 原位 组织工程 生物分子 细胞生物学 丝绸 成骨细胞 化学 纳米纤维 生物医学工程 骨愈合 骨组织 粘附 生物相容性 内生 仿生材料 表面改性 再生医学 骨整合 细胞内 细胞外 控制释放
作者
Jiaxiang Li,Yuzhi Sun,Yan Li Du,Xinyi Zhao,Mengtao Wang,Xiaowen Ren,Qian Sun,Jialin Chen,Wei Zhang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (42) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adfm.202514053
摘要

ABSTRACT Biomaterials lacking exogenous biomolecule functionalization often fail to achieve high‐quality bone regeneration. Inspired by the native biomineralization mechanisms of the bone matrix, we developed a growth factor‐free, nanoscale‐engineered silk fibroin (NESF) hydrogel to enhance in situ biomineralization and promote effective endogenous bone regeneration. By modulating SF nanofiber length to enrich acidic groups, the hydrogel acquired an increased negative surface charge, providing initial physical cues that effectively attracted inorganic ions and promoted Ca 2+ ‐PO 4 3− nucleation, resulting in a 6.09‐fold enhancement in biomineralization. These intrinsic chemical modifications further boosted the biological activity of the NESF hydrogel by promoting the adhesion and proliferation of BMSCs, and facilitated osteogenic differentiation by elevating intracellular Ca 2+ influx and activating the MAPK/ERK signaling pathway. In vivo, the NESF hydrogel exhibited superior biocompatibility, biodegradability, and in situ biomineralization in a rat subcutaneous implantation model. Furthermore, it significantly enhanced both structural and functional bone regeneration in a rat critical‐sized femoral defect model, achieving near‐complete neo‐bone formation and markedly improved motor function. This simple nanoscale engineering strategy enables SF hydrogels to deliver a cascade of intrinsic physical, chemical, and biological cues for bone regeneration without relying on exogenous biomolecules, offering a promising and translational strategy for clinical 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
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
乾默完成签到 ,获得积分10
2秒前
带象完成签到,获得积分10
3秒前
思源的应助被噗噗采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.4的应助被鳗鱼铭采纳,获得10
4秒前
4秒前
native发布了新的文献求助10
5秒前
tong发布了新的文献求助10
5秒前
莹莹大王发布了新的文献求助10
6秒前
叶子麻发布了新的文献求助10
7秒前
lrz关闭了lrz的文献求助
8秒前
mingming发布了新的文献求助10
8秒前
奋斗靖仇发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
英俊的铭的应助被Yjh采纳,获得10
10秒前
酷波er的应助被PETER采纳,获得10
10秒前
赘婿的应助被无语的成仁采纳,获得10
11秒前
丘比特的应助被puhong zhang采纳,获得10
11秒前
cdercder的应助被章习文采纳,获得10
12秒前
可爱蚂蚁发布了新的文献求助10
13秒前
李爱国的应助被ghg采纳,获得30
14秒前
小笼包完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
20秒前
哈哈哈的应助被分我半块瓜采纳,获得10
20秒前
sure完成签到 ,获得积分10
21秒前
Goomo完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
DJ发布了新的文献求助10
24秒前
puhong zhang发布了新的文献求助10
24秒前
dong完成签到,获得积分10
26秒前
噗噗发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
30秒前
30秒前
111发布了新的文献求助10
32秒前
文章仙人发布了新的文献求助10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
The Student's Guide to Social Neuroscience 600
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
A Will for the Machine: Computerization, Automation, and the Arts in South Africa 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7811306
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9342803
关于积分的说明 20514913
捐赠科研通 7404179
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3329662
关于科研通互助平台的介绍 2476417
邀请新用户注册赠送积分活动 2348722