Functionalized bio-spinning silk fiber scaffolds containing Mg<sup>2+</sup> with osteoimmunomodulatory and osteogenesis abilities for critical-sized bone defect regeneration
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Severe bone defects remain a significant clinical challenge, necessitating the development of advanced bone repair scaffolds with excellent biocompatibility, precise immune modulation, and robust support for vascularization and osteogenesis. Silk fibroin (SF), a polymer renowned for its outstanding biocompatibility, has been widely used in bone repair scaffold materials. However, its complex fabrication process limits its broader clinical application. In this study, flat silkworm cocoon (FSC), characterized by continuous silk fibers, a porous hierarchical structure, and superior mechanical properties, was utilized for the first time to fabricate bio-scaffolds (TH-PDA@Mg) designed for sustained magnesium ion release in bone repair applications. FSC scaffolds featuring surface pores and extracellular matrix-like structures were successfully prepared using hot-press and surface modification techniques. Magnesium ions were effectively assembled onto FSC scaffolds via polydopamine (PDA)-mediated adhesive interactions. The resulting TH-PDA@Mg scaffolds demonstrated enhanced osteogenic properties, exceptional mechanical strength, superior surface characteristics, and excellent biocompatibility. In vitro analyses revealed that these scaffolds supported cell adhesion, promoted stem cell proliferation, and facilitated osteogenic differentiation due to the synergistic effects of SF and magnesium ions. Furthermore, they exhibited immunomodulatory properties by promoting M2 macrophage polarization while suppressing M1 macrophage activity. In vivo studies using a rat model of critical-sized cranial bone defects showed that the TH-PDA@Mg scaffolds accelerated bone regeneration, enhanced angiogenesis, and mitigated inflammation. These findings highlight the remarkable osteogenic and immunomodulatory potential of functional bio-spinning silk fiber scaffolds, underscoring their promise as a therapeutic strategy for the clinical treatment of bone defects.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».