文献信息

福建医科大学口腔医学院，福建省口腔疾病重点实验室，福建省口腔生物材料口腔医学工程研究中心等团队的研究成果“Functionalized BCP scaffold with cerium oxide nanozymes for synergistic bone regeneration via enhanced osteogenesis and angiogenesis”（功能化BCP支架与氧化铈纳米酶通过增强成骨和血管生成协同骨再生）在学术期刊《Materials & Design》（IF：7.9）上发表。平生公司的离活一体CT（NEMO）在论文中提供了重要的大鼠颅骨图像和定量分析结果。

该论文的通讯作者为李丽生老师，骆凯教授，何梦娇老师，第一作者为薛珍珠 陈紫琴。

文献摘要

口腔颌面部骨缺损仍是一个重大的临床挑战。双相磷酸钙（BCP）具有骨样成分和良好的生物相容性，是一种很有吸引力的骨移植材料。氧化铈纳米颗粒（CeO₂-NPs）的掺入为骨再生提供了额外的成骨和多功能益处。在这项研究中，CeO₂-NPs纳入BCP多孔支架通过压制成型和煅烧。CeO₂-BCP支架促进MC3T3-E1前成骨细胞的粘附、增殖、迁移和成骨分化，后者可能与Wnt/β-catenin信号通路的激活有关。此外，支架刺激了人脐静脉内皮细胞（HUVEC）的迁移、管腔形成和血管生成相关基因表达，增强了其血管生成潜力。在体内，在裸鼠中的裸鼠基质栓塞试验证实了极好的生物安全性和促血管生成能力。此外，CeO₂-BCP支架显着促进血管生成和成骨，导致关键尺寸的缺损中的强大的骨再生。总的来说，这种仿生复合支架代表了一种非常有前途的口腔颌面骨修复策略，并为临床翻译提供了巨大的潜力。

实验方法

植入大鼠颅骨缺损的实验研究

将SPF雄性SD大鼠（4周龄）随机分为三组（对照组、BCP组和5%CeO2-BCP组; n = 6）。在麻醉下，在冲洗下使用环钻在颅骨中创建双侧临界尺寸的缺损（Ø5 mm）。用BCP或CeO 2-BCP支架植入缺损。在植入后4周，在安乐死后收获颅骨和主要器官，固定在4%多聚甲醛中，并进行微CT扫描和组织学处理。

微CT扫描

使用PINGSENG µCT系统（NMC-200，平生医疗）进行Micro-CT分析。使用制造商的Cruiser软件生成三维和二维重建。使用Avatar分析模块对感兴趣区域内的以下骨形态测量参数进行定量：骨体积分数（BV/TV）、骨表面密度（BS/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁数量（Tb.N）、骨小梁间隔（Tb.Sp）和骨矿物质密度（BMD）。

实验结果

CeO₂-BCP支架能够有效修复临界尺寸的颅骨缺损

在这项研究中，BCP和5%CeO₂-BCP支架植入到大鼠颅骨缺损中，使用示意图中所示的手术程序（图7A）所有动物在植入过程中存活，术后恢复良好，各组间体重相当。

micro-CT和组织学检查结果显示，植入4周后，对照组仅在缺损边缘观察到少量不连续的新生骨组织，BCP组和5%CeO₂-BCP组均在缺损区形成大量新的塑形骨组织，其中，5%CeO₂-BCP组骨修复能力最强，新生骨组织面积最大（图7 B）。定量组织形态学分析证实了CeO₂-BCP支架的成骨优势，证明了BCP和5%CeO₂-BCP组与对照组相比BV/TV、BS/TV、Tb.N、Tb.Th和BMD的统计学显著增加（图7 C-G）。

值得注意的是，5%CeO₂-BCP支架表现出最显著的改善，实现了最大的参数值，同时显示出最小的小梁间距（Tb.Sp）（图7 H），建立了其在临界尺寸的颅骨缺损中的最佳再生能力。

实验结论

本研究成功地制备了CeO₂-BCP支架，并证实了其安全性。掺入的CeO₂-NPs显示无细胞毒性，形成了生物相容性基础，支架在体外显著增强了MC3T3-E1细胞的粘附、增殖、迁移和HUVECs血管生成。在体内，它们通过偶联的血管生成-成骨激活促进新血管形成并加速颅骨修复。据作者所知，本研究为CeO₂-BCP支架有效促进血管化骨再生提供了新的证据，突出了其作为修复口腔颌面部骨缺损的仿生移植物的前景。

使用设备

                                  Micro CT (型号：NEMO) (平生医疗科技)

                                       影像软件：Avatar（平生医疗科技）