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Journal of tissue engineering and regenerative medicine2020Dec01Vol.14issue(12)

ナノグラフェンオキシドカルシウムリン酸カルシウム黄色ブドウ球菌感染を阻害し、骨組織工学のために幹細胞を支持する

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

黄色ブドウ球菌(黄色ブドウ球菌)は、骨髄炎の主要な病原体です。リン酸カルシウム骨セメント(CPC)ペーストは、整形外科用の使用に有望です。ナノ構造化グラフェン酸化物(GO)は、グラム陽性菌に対する抗菌効果を示しました。ただし、CPCにGOを組み込むという報告はありません。この研究の目的は、(a)GOを含む注射可能で機械的に強力なCPCキトサンペーストを開発し、(b)黄色ブドウ球菌感染の阻害と、骨再生のためのヒト臍帯間葉系幹細胞(HUCMSC)の促進を調査することでした。。注射可能なCPC-Chitosan-Goペーストが製造されました。CPC-ChitosanおよびCPC-Chitosan-Goバーの曲げ強度、弾性率、および作業作業を評価しました。黄色ブドウ球菌のバイオフィルムに対する抗菌効果が決定されました。ディスクのHUCMSCの成長と実行可能性が調査されました。CPC-Chitosan-Goバーの曲げ強度は7.2±1.6 MPaであり、CPCキトサンコントロールのコントロールと一致しました。CPC-Chitosan-goは黄色ブドウ球菌に強い抗菌効果があり、CPC-キトサンコントロールの阻害ゾーン(30.1±2.0 mm)よりも大きく、阻害ゾーンが55.2±2.5 mmでした(P <0.05)。CPC-Chitosan-goは、in vitroで黄色ブドウ球菌バイオフィルムで強力な抗菌活性を持っていました(p> 0.05)。注射可能および抗菌性CPC-GOペーストは毒性効果がなく、ディスクに対する優れたHUCMSCの成長と生存率をもたらしました。CPC-Chitosan-goには、注入能、良好な強度、強力な抗菌効果、優れた幹細胞の付着と成長がありました。CPC-Chitosan-goは、骨再生を強化するために幹細胞の生存率をサポートする感染と良好な生体適合性を制御するための歯、頭蓋顔面、および整形外科用途が有望です。

黄色ブドウ球菌(黄色ブドウ球菌)は、骨髄炎の主要な病原体です。リン酸カルシウム骨セメント(CPC)ペーストは、整形外科用の使用に有望です。ナノ構造化グラフェン酸化物(GO)は、グラム陽性菌に対する抗菌効果を示しました。ただし、CPCにGOを組み込むという報告はありません。この研究の目的は、(a)GOを含む注射可能で機械的に強力なCPCキトサンペーストを開発し、(b)黄色ブドウ球菌感染の阻害と、骨再生のためのヒト臍帯間葉系幹細胞(HUCMSC)の促進を調査することでした。。注射可能なCPC-Chitosan-Goペーストが製造されました。CPC-ChitosanおよびCPC-Chitosan-Goバーの曲げ強度、弾性率、および作業作業を評価しました。黄色ブドウ球菌のバイオフィルムに対する抗菌効果が決定されました。ディスクのHUCMSCの成長と実行可能性が調査されました。CPC-Chitosan-Goバーの曲げ強度は7.2±1.6 MPaであり、CPCキトサンコントロールのコントロールと一致しました。CPC-Chitosan-goは黄色ブドウ球菌に強い抗菌効果があり、CPC-キトサンコントロールの阻害ゾーン(30.1±2.0 mm)よりも大きく、阻害ゾーンが55.2±2.5 mmでした(P <0.05)。CPC-Chitosan-goは、in vitroで黄色ブドウ球菌バイオフィルムで強力な抗菌活性を持っていました(p> 0.05)。注射可能および抗菌性CPC-GOペーストは毒性効果がなく、ディスクに対する優れたHUCMSCの成長と生存率をもたらしました。CPC-Chitosan-goには、注入能、良好な強度、強力な抗菌効果、優れた幹細胞の付着と成長がありました。CPC-Chitosan-goは、骨再生を強化するために幹細胞の生存率をサポートする感染と良好な生体適合性を制御するための歯、頭蓋顔面、および整形外科用途が有望です。

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a major pathogen for osteomyelitis. Calcium phosphate bone cement (CPC) paste is promising for orthopedic uses. Nanostructured graphene oxide (GO) showed antibacterial effect on Gram-positive bacteria. However, there has been no report of incorporating GO into CPC. The objectives of this study were to (a) develop an injectable and mechanically strong CPC-chitosan paste containing GO and (b) investigate the inhibition of S. aureus infection and the promotion of human umbilical cord mesenchymal stem cells (hUCMSCs) for bone regeneration. Injectable CPC-chitosan-GO paste was fabricated. Flexural strength, elastic modulus, and work-of-fracture of the CPC-chitosan and CPC-chitosan-GO bars were evaluated. Antibacterial effects against S. aureus biofilms were determined. hUCMSC growth and viability on disks were investigated. CPC-chitosan-GO bars had a flexural strength of 7.2 ± 1.6 MPa, matching that of CPC-chitosan control without GO. CPC-chitosan-GO had strong antibacterial effects on S. aureus, with an inhibition zone of 55.2 ± 2.5 mm, greater than that of CPC-chitosan control (30.1 ± 2.0 mm) (p < 0.05). CPC-chitosan-GO had potent antibacterial activity on S. aureus biofilms in vitro (p > 0.05). The injectable and antibacterial CPC-GO paste had no toxic effect, yielding excellent hUCMSC growth and viability on disks. The CPC-chitosan-GO had injectability, good strength, strong antibacterial effects, and excellent stem cell attachment and growth. CPC-chitosan-GO is promising for dental, craniofacial, and orthopedic applications to control infections and good biocompatibility to support stem cell viability to enhance bone regeneration.

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