DOI:10.1016/j.biomaterials.2020.120237

植入物周围的无菌性炎症和骨溶解可引起无菌性松动，导致植入物失效。因此，骨科植入物的无菌性松动对于开发耐用且有效的植入物仍然是一个迫在眉睫的问题。本研究将一种常用的抗炎药阿司匹林（ASA）负载于聚乳酸-乙醇酸（PLGA）中，通过静电纺丝法在钛表面构建纳米纤维涂层。聚多巴胺（PDA）改性确保了纳米纤维涂层对Ti的附着力。阿司匹林从纳米纤维涂层中稳定持续释放的时间长达60天。此类电纺PLGA@ASA纳米纤维涂层可促进骨髓间充质干细胞（BMSCs）的增殖和成骨分化，并在体外抑制M1极化和RANKL诱导的巨噬细胞向破骨细胞分化。研究结果表明，这种长期释药的PLGA@ASA纳米纤维涂层配方有望在抗炎和改善骨整合的双重方向上有效解决无菌性松动的问题。值得注意的是，体内实验表明，PLGA@ASA纳米纤维涂层确实显著提高了钛植入体的骨整合能力，即使在磨损颗粒具有挑战性的条件下，也能有效地抑制钛颗粒诱导的植入体周围的骨溶解。这项工作为使用PLGA@ASA-PDA-Ti解决双向无菌性松动问题、开发持久有效的植入物提供了一种很有前途的方法。

图1.（A）导致无菌性松动的恶性循环示意图；（B-D）实验示意图。

图2.（A1）PT和具有不同阿司匹林浓度的PLGA@ASA-PDA-Ti的宏观照片；（A2）0％PLGA@ASA-PDA-Ti、（A3）5％PLGA@ASA-PDA-Ti、（A4）10％ASA@PLGA-PDA-Ti、（A5）15％PLGA@ASA-PDA-Ti和（A6）20％PLGA@ASA-PDA-Ti的SEM图像；（B）具有五种不同浓度的PLGA@ASA-PDA-Ti的FTIR光谱；（C）在四种不同浓度下封装PLGA@ASA-PDA-Ti；（D1）PDA-Ti的XPS光谱；（D2）PT和PDA-Ti的FTIR光谱。

图3.（A）阿司匹林释放曲线和（B）在PBS中，不同时间间隔下具有不同浓度的PLGA@ASA纳米纤维涂层的SEM图像。

图4.BMSCs的细胞粘附和增殖行为：（A）孵育6小时和24小时后的激光共聚焦显微图像，比例尺：2μm，蓝色荧光区域（DAPI染色）：细胞核，红色荧光区域（若丹明B染色））：细胞质；（B）在第1天、第4天、第7天培养后使用CCK-8进行细胞增殖测定（*：p<0.05）。BMSCs在成骨培养基中培养14天后，（C）裂解细胞以进行Western印迹分析。使用ImageJ软件分析成骨转录因子（RUNX2:D1，OSTERIX:D2），成骨分化标记物（ALP:E1，OSTEOCALCIN:E2，I型胶原:E3）和β-连环蛋白（F）的灰带水平；（ns：p>0.05，*：p<0.05，**：p<0.01，***：p<0.001，****：p<0.0001）

图5.（A）激光共聚焦显微镜图像，显示诱导24小时后RAW 264.7的形态，比例尺：2μm，蓝色荧光区域（DAPI染色）：细胞核，红色荧光区域（若丹明B染色）：细胞质。（B）诱导24小时后，LPS诱导巨噬细胞在不同底物上释放TNF-α的浓度（ns：p>0.05，*：p<0.05，**：p<0.01，***：p<0.001，****：p<0.0001）。

图6.BMMCs在破骨细胞分化培养基中孵育5天后的TRAP染色分析和破骨细胞基因表达：（A）TRAP染色图像，比例尺：400μm。（B1）TRAP染色的定量分析-细胞数量；（B2）TRAP染色的定量分析-细胞面积；（C1）TRAP相对基因表达水平；（C2）CTSK相对基因表达水平；（C3）NFATc1相对基因表达水平。（ns：p>0.05，*：p<0.05，**：p<0.01，***：p<0.001，****：p<0.0001）。

图7.（A）根据骨骼体积（BV）和组织体积中骨骼体积的百分比（BV/TV）对植入物周围骨生成的代表性微型CT3D重建图像和（B＆C）定量评估；（D）具有甲苯胺蓝染色的代表性组织学图像；（E）骨-植入物接触（BIC）的值计算为组织学切片中与骨组织直接接触的植入物周长的百分比；（F）生物力学拔出试验的结果。（ns：p>0.05，*：p<0.05，**：p<0.01，***：p<0.001，****：p<0.0001）。

图8.（A）基于钛颗粒注射和钛螺钉植入的股骨远端分析，根据骨骼体积（BV）和组织体积中骨骼体积百分比（BV/TV）对植入物周围骨生成的代表性微型CT3D重建图像和（B＆C）定量评估。（ns：p>0.05，*：p<0.05，**：p<0.01，***：p<0.001，****：p<0.0001）。