使用矿化鱼鳞支架，可使断骨再生，加快骨骼愈合_技术前沿

天然肌腱或韧带，通过未矿化的纤维软骨层，附着在骨骼上，并在骨骼之间以及肌肉和骨骼之间传递应力，以其出色的韧性和抗拉强度而闻名。

几十年来，肌腱移植物/补片，已被为帮助撕裂肌腱愈合和重建肌腱-骨界面，以及恢复患者运动功能的成功技术。另一方面，目前的肌腱植入材料是不合格的：大多数肌腱替代品不能提供足够的生物活性和强大的机械支撑。

对于肌腱损伤的治疗，迫切需要创新设计的具有良好生物活性、生物相容性和能够加速天然肌腱-骨界面再生的机械特性的肌腱替代物。令人惊讶的是，经过数千年的发展，一些动物已经进化出具有独特层次微结构的组织或器官。

FS 微观结构中变形机制的协同作用提供了卓越的机械特性。另一方面，天然 FS 的生物活性可能会受到限制，因为它的微观结构在液体环境中长期保持稳定。

在这项研究中，作者讨论了用硅酸钙纳米粒子 (CS NPs) 修饰的 FS 作为一种新的生物材料 (CS-FS) 的效用，其灵感来自于自然生物的高性能外骨骼。检查 CS-FS 的微观结构和机械性能以确定其机械质量。

研究人员进行了体外研究，以显示硅和钙离子加速骨、肌腱和肌腱-骨接触再生的能力，以及证明 CS-FS 支架的生物活性。在兔和大鼠肩袖撕裂 (RCT) 模型中，展示了 CS-FS 支架在修复肌腱损伤和促进肌腱-骨界面愈合方面的治疗效果，并评估了再生组织的生物力学特性。

该团队提出了一种独特的生物活化策略，用于使用真空诱导的生物矿化方法制备硅酸钙生物活化鱼鳞支架，以原位均匀矿化胶原纤维上的 CS NPs。

尽管 CS-FS 组的生物力学属性仍与正常兔肩袖不同，但 0.5CS-FS 组达到了常规肩袖终失效载荷的 73.2%。0.5CS-FS 组达到正常肩袖刚度的 55.3%。直径为 40.43 nm 的致密无机颗粒附着在胶原纤维表面并均匀包裹在其周围。

所提出的基于FS的支架保持了125.05 MPa的良好抗拉强度和14.16 MJ/m 3的韧性，分别是天然肌腱的1.93和2.72倍。此外，CS-FS 通过促进参与肌腱-骨连接组成的多种细胞的分化和表型维持，表现出广泛的生物活性。CS-FS 在大鼠和兔 RCT 模型中的肌腱-骨界面再生和生物力学功能中发挥关键作用，这可以通过激活骨髓间充质干细胞 (BMSCs) 中的 BMP-2/Smad/Runx2 通路来实现.

根据研究结果，天然鱼鳞结合生物活性离子为修复复杂组织提供了一类新型的高性能生物材料。由于其优异的强度和生物活性，天然鱼鳞基生物材料是治疗性肌腱修复的有希望的候选者。

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