An Injectable Kartogenin-Incorporated Hydrogel Supports Mesenchymal Stem Cells for Cartilage Tissue Engineering
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Cartilage defects and injuries often lead to osteoarthritis, posing significant challenges for cartilage repair. Traditional treatments have limited efficacy, necessitating innovative therapeutic strategies. This study aimed to develop an injectable hydrogel-based tissue engineering construct to enhance cartilage regeneration by combining mesenchymal stem cells (MSCs) and the small molecule drug kartogenin (KGN). METHODS: An injectable hydrogel was synthesized by crosslinking carboxymethyl chitosan (CMC) with aldehyde-modified cellulose nanocrystals (DACNCs). KGN was incorporated into the hydrogel during crosslinking to achieve sustained drug release. Three hydrogels with varying CMC/DACNC molar ratios (MR = 0.11, 0.22, and 0.33) were developed and characterized for their structural, mechanical, and biocompatible properties. The hydrogel with the optimal ratio (MR = 0.33) was further evaluated for its ability to support MSC viability and differentiation in vitro. Additionally, signaling pathways (TGF-β, FOXO, and PI3K-AKT) were investigated to elucidate the underlying mechanisms. In vivo efficacy was assessed using a rabbit femoral trochlear cartilage defect model. RESULTS: The hydrogel with a higher CMC/DACNC molar ratio (MR = 0.33) exhibited increased compressive modulus, a reduced swelling rate, and superior biocompatibility, effectively promoting MSC differentiation in vitro. Signaling pathway analysis revealed activation of the TGF-β, FOXO, and PI3K-AKT pathways, suggesting enhanced chondrogenic potential. In vivo experiments demonstrated that the KGN-MSC-encapsulated hydrogel significantly improved cartilage repair. CONCLUSIONS: The injectable CMC/DACNC hydrogel, combined with KGN and MSCs, synergistically enhanced cartilage regeneration both in vitro and in vivo. This study highlights the potential of this hydrogel as a promising scaffold for cartilage tissue engineering, offering a novel therapeutic approach for cartilage defects and injuries.
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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 ».