Polydopamine‐Mediated Interfacial Functionalization of Implants for Accelerating Infected Bone Repair through Light‐Activatable Antibiosis and Carbon Monoxide Gas Regulated Macrophage Polarization

材料科学 表面改性 巨噬细胞极化 骨整合 生物物理学 细胞生物学 癌症研究 植入 巨噬细胞 化学 医学 生物化学 生物 体外 外科 物理化学
作者
Yuan Zhang,Jianshuang Wu,Zhenxiang Fu,Siyu Meng,Liangliang Dai,Kaiyong Cai
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (27) 被引量:42
标识
DOI:10.1002/adfm.202200374
摘要

Abstract Current treatments for implant‐associated infection remain unsatisfactory due to secondary infection and excessive inflammation, which impairs osseointegration. Herein, an interfacial functionalization strategy is proposed by the integration of a carbon monoxide gas (CO) nanogenerator on titanium implants, followed by covalently grafting arginine‐glycine‐aspartic acid (RGD) polypeptide. Under near‐infrared light (NIR) irradiation, the designed surface displays great light‐activatable antibiosis through CO‐potentiated mild photothermal therapy. Interestingly, the functionalized surface exerts a CO‐mediated anti‐inflammatory effect by activating the expression of heme oxygenase (HO‐1), and inducing the down‐regulation of p38 mitogen‐activated protein kinase (MAPK) and nuclear factor kappa B (NFκB) (p50/p65). More importantly, the combination of CO delivery and RGD immobilization drives the polarization of lipopolysaccharide (LPS)‐stimulated M1‐phenotype macrophages towards anti‐inflammatory M2‐phenotype through a potential Janus kinase 1/signal transducer and activator of transcription 6 (JAK1/STAT6) pathway, thereby remodeling the damaged microenvironment into a pro‐regenerative microenvironment. In a rat model of implant‐associated infection, the designed surface effectively eliminates the residual bacteria, alleviates the accompanying inflammation and mediates macrophage‐mediated immunomodulation, resulting in good osteogenesis. Together, these findings are a first report on the therapeutic potential of CO signal in the cascade of immunomodulation‐osteogenic differentiation. The functionalized implant may serve as a promising candidate in implant replacement surgeries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
务实的罡完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
2秒前
领导范儿应助安详可燕采纳,获得30
2秒前
会飞的猪发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Jasper应助1111采纳,获得10
3秒前
共享精神应助MrRen采纳,获得10
3秒前
文静千凡完成签到,获得积分10
4秒前
秃头披风侠完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助whuhustwit采纳,获得10
6秒前
完美世界应助超帅的怡采纳,获得10
6秒前
枣核儿发布了新的文献求助10
7秒前
兰格格完成签到,获得积分10
7秒前
zyfqpc应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得30
8秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
诸葛白发布了新的文献求助10
8秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
LZN完成签到,获得积分10
11秒前
orixero应助SX0000采纳,获得10
11秒前
小蚂蚁完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
xbb0905完成签到,获得积分10
11秒前
今后应助xiaokezhang采纳,获得10
11秒前
12秒前
fenhuo发布了新的文献求助10
12秒前
殇春秋发布了新的文献求助10
12秒前
橘子夏完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3144780
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2796171
关于积分的说明 7818496
捐赠科研通 2452363
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1304950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627377
版权声明 601449