Régulation à la hausse de l’ITGB1 médiée par l’échafaudage TPMS-Gyroid pour améliorer l’adhésion cellulaire et l’ostéogenèse immunomodulatrice

Jing Wang, Zenan Huang, Zhenzhong Han, Jing Luan, Zihan Li, Xutong Guo, Dongxu Yang, Yazhou Cui, Jinxiang Han, Duo Xu

Résumé :
La structure poreuse est cruciale dans l’ingénierie des tissus osseux pour favoriser l’ostéointégration. Parmi les différentes structures, les surfaces minimales périodiques triplement (TPMS) – Gyroid ont été largement étudiées en raison de leurs propriétés mécaniques et biologiques supérieures. Cependant, les études précédentes ont accordé peu d’attention à l’impact de la taille de la cellule unitaire sur la performance biologique des échafaudages. Dans cette recherche, quatre échafaudages en titane TPMS-Gyroid de tailles de cellules unitaires différentes (TG15, TG20, TG25 et TG30) sont fabriqués par fusion laser sélective (SLM) pour explorer leurs effets sur l’ostéointégration. Les tests mécaniques ont révélé que TG15 et TG20 présentaient une résistance à la compression supérieure. Les expériences in vitro ont montré que TG20 favorisait une meilleure adhésion cellulaire grâce à une expression robuste de la protéine intégrine, ce qui favorisait ensuite la prolifération cellulaire et la différenciation ostéogénique. De plus, les macrophages sur TG20 ont montré une expression plus élevée de l’intégrine β1 (ITGB1), ce qui favorisait leur polarisation vers le phénotype M2, inhibant ainsi l’inflammation, favorisant l’intégration osseuse et l’angiogenèse. Les études in vivo ont confirmé l’efficacité de TG20 pour favoriser la croissance osseuse en réduisant l’inflammation. Cette étude met en évidence les avantages structurels de TG20, en faisant un échafaudage osseux prometteur avec des propriétés ostéogéniques et angiogéniques exceptionnelles grâce à la modulation de l’environnement micro-immunitaire. Par conséquent, TG20 possède un potentiel important pour des applications en ingénierie des tissus osseux.

Lien de l’article : https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202404768