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Journal of biomedical materials research. Part A2018Jan01Vol.106issue(1)

ポリ(ビニルホスホン酸 - コリル酸)のユニークなカルシウムキレート化特性とin vitroでの骨形成への影響

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

生物活性骨移植片代替物の明確な臨床的必要性があります。ポリ(ビニルホスホン酸 - コリル酸)(PVPA-CO-AA)は、骨再生の有望な候補として特定されていますが、前駆細胞または成熟細胞に対するその直接的な骨形成効果を示す証拠はほとんどありません。この研究では、成熟した骨芽細胞様細胞(SAOS-2)およびヒト骨髄由来間葉系幹細胞(HBM-MSC)を、異なるVPA:AA比およびin vitroの異なる濃度を持つPVPA-CO-AAポリマーで培養しました。私たちは、骨細胞に対するPVPA-CO-AAポリマーの直接的な骨形成効果を最初に報告しました。さらに重要なことに、この効果はVPA:AA比と濃度に依存していました。最適化された条件下では、PVPA-CO-AAポリマーは骨導管効果を持ち、SAOS-2細胞の鉱化を促進するだけでなく、HBM-MSCSの骨形成分化を促進するための骨誘導効果も促進します。特に、異なる濃度で同じPVPA-CO-AAポリマーは、in vitroでSAOS-2とHBM-MSCの両方に異なる骨形成効果をもたらす可能性があります。この研究は、骨形成研究におけるPVPA-CO-AAポリマーの知識を促進します。これは、将来の臨床応用のための新規生物活性ポリマー組織工学足場の設計のためにPVPA-CO-AAポリマーを利用する場合に重要です。©2017 The Authors Journal of Biomedical Materials ResearchパートA Wiley Reprionicals、Inc。J Biomed Mater Res Part A:106a:168-179、2018。

生物活性骨移植片代替物の明確な臨床的必要性があります。ポリ(ビニルホスホン酸 - コリル酸)(PVPA-CO-AA)は、骨再生の有望な候補として特定されていますが、前駆細胞または成熟細胞に対するその直接的な骨形成効果を示す証拠はほとんどありません。この研究では、成熟した骨芽細胞様細胞(SAOS-2)およびヒト骨髄由来間葉系幹細胞(HBM-MSC)を、異なるVPA:AA比およびin vitroの異なる濃度を持つPVPA-CO-AAポリマーで培養しました。私たちは、骨細胞に対するPVPA-CO-AAポリマーの直接的な骨形成効果を最初に報告しました。さらに重要なことに、この効果はVPA:AA比と濃度に依存していました。最適化された条件下では、PVPA-CO-AAポリマーは骨導管効果を持ち、SAOS-2細胞の鉱化を促進するだけでなく、HBM-MSCSの骨形成分化を促進するための骨誘導効果も促進します。特に、異なる濃度で同じPVPA-CO-AAポリマーは、in vitroでSAOS-2とHBM-MSCの両方に異なる骨形成効果をもたらす可能性があります。この研究は、骨形成研究におけるPVPA-CO-AAポリマーの知識を促進します。これは、将来の臨床応用のための新規生物活性ポリマー組織工学足場の設計のためにPVPA-CO-AAポリマーを利用する場合に重要です。©2017 The Authors Journal of Biomedical Materials ResearchパートA Wiley Reprionicals、Inc。J Biomed Mater Res Part A:106a:168-179、2018。

There is a clear clinical need for a bioactive bone graft substitute. Poly(vinyl phosphonic acid-co-acrylic acid) (PVPA-co-AA) has been identified as a promising candidate for bone regeneration but there is little evidence to show its direct osteogenic effect on progenitor or mature cells. In this study mature osteoblast-like cells (SaOS-2) and human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hBM-MSCs) were cultured with PVPA-co-AA polymers with different VPA:AA ratio and at different concentrations in vitro. We are the first to report the direct osteogenic effect of PVPA-co-AA polymer on bone cells and, more importantly, this effect was dependent on VPA:AA ratio and concentration. Under the optimized conditions, PVPA-co-AA polymer not only has an osteoconductive effect, enhancing SaOS-2 cell mineralization, but also has an osteoinductive effect to promote hBM-MSCs' osteogenic differentiation. Notably, the same PVPA-co-AA polymer at different concentrations could lead to differential osteogenic effects on both SaOS-2 and hBM-MSCs in vitro. This study furthers knowledge of the PVPA-co-AA polymer in osteogenic studies, which is critical when utilizing the PVPA-co-AA polymer for the design of novel bioactive polymeric tissue engineering scaffolds for future clinical applications. © 2017 The Authors Journal of Biomedical Materials Research Part A Published by Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part A: 106A: 168-179, 2018.

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