凝胶

此外，药物分子在凝胶网络中的受限扩散意味着这些分子可能需要很长时间（0.3-30小时）才能逃逸。

我们展示了低分子量超分子凝胶网络可以物理包裹蛋白质，从而防止不可逆聚集，因此在至少4周内能在高达50°C的温度下保持功能。

Bianco等人现在报告了一种用于储存蛋白质的凝胶系统，该系统避免了使用添加剂和稳定剂，并通过利用水凝胶的一个特征：其较差的机械强度，巧妙地解决了药物释放问题。

作为替代方案，使用富含水的凝胶系统（水凝胶）储存药物——它由一个扩展的、自组装的分子网络组成，可以捕获和限制药物，从而保护它们免于聚集。

作者们通过使用他们的基于凝胶的系统来储存另一种大型蛋白质β-半乳糖苷酶（β-gal），展示了其多功能性。

图1|一种用于储存和稳定蛋白质的基于凝胶的系统。

这种基于凝胶的系统有可能消除运输和储存治疗性蛋白所需的昂贵冷藏系统的需求——这对资源匮乏的地区特别有益。

相比之下，同样条件下的无凝胶溶液发生了广泛的胰岛素聚集。

通过施压推动凝胶溶液通过注射器过滤器时，会释放出纯的非聚集均匀和功能性蛋白质，所有赋形剂都被过滤器截留，确保只递送蛋白质和缓冲液。

如果这种凝胶清除不彻底，可能会导致眼压升高、疼痛，甚至长期视力丧失。

最值得注意的是，在动物实验中，2Mg@PEG-PLGA凝胶通过清除ROS、抑制炎症和破骨细胞形成，显著促进了骨质疏松性骨缺损的体内修复。

此外，体外实验表明，2Mg@PEG-PLGA凝胶在抑制破骨细胞形成的同时促进了成骨。

结果：这种Mg@PEG-PLGA凝胶展现出卓越的可注射性、形状适应性和相变能力，可以通过微创注射填充不规则的骨缺损区域，并可以原位转化为多孔支架以提供机械支撑。

通过适当释放H2和镁离子，载有2毫克镁的2Mg@PEG-PLGA凝胶显示出显著的免疫调节效果，通过减少细胞内ROS，引导巨噬细胞向M2表型极化，以及抑制IκB/NF-κB信号通路。

(A)显示PBS中Mg@PEG-PLGA凝胶产生H2的照片。

(E)固化的PLGA和Mg@PEG-PLGA凝胶的SEM图像。

(F)提高Mg含量的Mg@PEG-PLGA凝胶改善H2生成能力的原理示意图。

为了评估PLGA和Mg@PEG-PLGA凝胶的细胞相容性，将小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）和RAW264.7细胞与不同凝胶一起培养，并通过CCK-8测定法定量确定细胞活力。

使用转录组高通量测序研究了2Mg@PEG-PLGA凝胶对骨质疏松性骨缺损修复的影响。

如前所述，2Mg@PEG-PLGA凝胶因其合适的H2释放、孔结构及细胞相容性而成为后续生物活性测试的首选。

如图S10A所示，7天时，4Mg@PEG-PLGA凝胶显示出明显的初始爆发式释放（超过250μg/mL），这可能会损害成骨作用。

如图S11所示，PLGA、0.25Mg@PEG-PLGA、0.5Mg@PEG-PLGA、1Mg@PEG-PLGA和2Mg@PEG-PLGA凝胶显示出良好的细胞相容性，而4Mg@PEG-PLGA组在24和48小时时的细胞活力明显低于对照组。

开发的2Mg@PEG-PLGA凝胶不仅解决了与骨质疏松性骨缺损相关的挑战，还提供了可注射性、控制氢气释放以及调节骨微环境的优势。

总的来说，这些结果表明2Mg@PEG-PLGA凝胶能够通过消除有害的羟基自由基有效地保护不同细胞免受ROS介导的损伤，在骨质疏松症中清除ROS显示出巨大潜力。

总的来说，这项研究展示了开发的2Mg@PEG-PLGA凝胶作为一种创新且有效的工具治疗骨质疏松性骨缺损的潜力，它具有独特的可注射性、控制气体释放和免疫调节特性。

此外，长期研究评估2Mg@PEG-PLGA凝胶的持续效果和安全性档案对未来的临床转化将是宝贵的。

相比之下，0.5Mg@PEG-PLGA、1Mg@PEG-PLGA和2Mg@PEG-PLGA凝胶表现出稳定且可持续的Mg2+释放。

相比之下，2Mg@PEG-PLGA凝胶显著降低了H2O2处理的MEFs和RAW264.7细胞中的细胞内ROS水平（图3G）。

这一观察结果，结合降解测试的结果，表明这种效应可能是由于4Mg@PEG-PLGA凝胶产生的苛刻碱性条件和镁离子过量释放所致。

这些体外和体内的结果支持了这样一个观点：2Mg@PEG-PLGA凝胶通过调节炎症、破骨细胞生成和TNF-α信号通路有效地促进了骨再生。

这些初步结果显示，2Mg@PEG-PLGA凝胶可被视为一种潜在的无毒且具有生物相容性的植入物，能有效加速骨质疏松骨的再生。

通过数字成像记录了Mg@PEG-PLGA凝胶的可注射性、液-固相变和形状适应性。

为了更好地理解2Mg@PEG-PLGA凝胶中差异表达基因（DEGs）的生物学功能，我们进行了KEGG通路富集分析，结果显示MAPK信号通路、钙信号通路、GnRH信号通路和TNF-α信号通路高度参与了2Mg@PEG-PLGA的治疗过程（图8C）。

伴随着2Mg@PEG-PLGA凝胶在8周时的完全降解，缺损区域被填充了重塑的骨组织和许多骨髓空间，证明了2Mg@PEG-PLGA水凝胶在体内修复骨质疏松骨缺损的优越效果。

因此，我们得出结论，2Mg@PEG-PLGA凝胶可以通过抑制TNF-α信号通路减少体内炎症和破骨细胞生成，改善骨质疏松骨再生微环境（图8F）。

在此背景下，使用RAW264.7细胞研究了2Mg@PEG-PLGA凝胶对破骨细胞生成的影响。

如图7A-B所示，2Mg@PEG-PLGA凝胶显著逆转了植入区域内的局部ROS产生。

总之，2Mg@PEG-PLGA凝胶在体外展现出优异的抗破骨和促成骨特性，预计通过解决成骨细胞骨形成与破骨细胞骨吸收之间的不平衡，加速体内相关骨质疏松性骨再生。

此外，TRAP染色证实了2Mg@PEG-PLGA凝胶在体内的抗破骨细胞特性（图7C-D）。

此外，使用具有多能分化潜能的MEFs评估了2Mg@PEG-PLGA凝胶的成骨诱导能力。

此外，根据ARS染色分析（图5E-F），用2Mg@PEG-PLGA凝胶处理后，MEFs的生物矿化显著增加。

白色和红色箭头分别表示凝胶状和固化的2Mg@PEG-PLGA凝胶。

结果显示，与H2O2组相比，2Mg@PEG-PLGA组的TNF-α和IL-1β的分泌显著降低，而TGF-β和IL-10的分泌显著增加，表明2Mg@PEG-PLGA凝胶具有优越的抗炎活性。

（K）2Mg@PEG-PLGA凝胶的免疫调节机制示意图。

使用美国INSTRON万能材料测试机评估了固化的PLGA和Mg@PEG-PLGA凝胶的机械性能，测试速度为1mm/min，直到样品变形60%。

在金涂层后，通过SEM检查了固化的PLGA和Mg@PEG-PLGA凝胶的形态特征和元素映射。

简而言之，将1mL的每个Mg@PEG-PLGA凝胶引入到MB-Pt探针溶液中（MB：30μM，Pt：2w/w%，10mL）。

值得注意的是，在骨质疏松性骨缺损的大鼠模型中证实了2Mg@PEG-PLGA凝胶的治疗效果，其中骨体积分数比对照组高出两倍多。

其次，具有不对称涂层的Mg@PEG微球与H2O反应，在Mg@PEG-PLGA凝胶的互联孔隙内释放H2。

总之，释放H2的Mg@PEG-PLGA凝胶为促进骨质疏松性骨缺损再生提供了一种通过ROS清除和免疫调节的新策略。

此外，RNA测序分析证实了2Mg@PEG-PLGA凝胶体内具有抗炎和抗破骨细胞生成效果，表明其治疗效果可能与抑制TNF-α信号通路有关。

此外，体外实验证明，2Mg@PEG-PLGA凝胶不仅抑制了破骨细胞生成，还促进了成骨。

此外，元素映射（图S5B）证明了这些含镁微粒在整个固化的Mg@PEG-PLGA凝胶中均匀分布，使得在降解过程中能够稳定释放镁离子。

第三，经确认具有所需弹性模量、孔隙率和细胞相容性的2Mg@PEG-PLGA凝胶（装载2mgMg），通过适当的H2和Mg2+离子释放，在体外显示出有效的ROS清除和抗炎作用。

首先，Mg@PEG-PLGA凝胶的卓越可注射性和顺应性便于以微创方式填充骨缺损，无需额外的开放手术。

（I）镁微粒、PLGA和Mg@PEG-PLGA凝胶的XRD图谱。

（J）固化的Mg@PEG-PLGA凝胶的MgKL1XPS光谱。

（K）固化的Mg@PEG-PLGA凝胶的FTIR光谱。

Bianco及其同事的工作为使用自组装凝胶储存治疗性蛋白打开了大门，并提供了通过简单的注射器操作快速从凝胶中提取纯净药物溶液的方法。

因此，需要进一步研究这种基于凝胶的储存系统中胰岛素的长期稳定性和最高浓度限制。

凝胶可保护治疗性蛋白质免于失活《自然》凝胶可保护治疗性蛋白质免于失活《自然》精选

这种基于凝胶的系统有可能消除运输和储存治疗性蛋白所需的昂贵冷藏系统的需求——这对资源匮乏的地区特别有益。

Bianco及其同事的工作为使用自组装凝胶储存治疗性蛋白打开了大门，并提供了通过简单的注射器操作快速从凝胶中提取纯净药物溶液的方法。

通过向溶液中添加钙盐可以增加凝胶的机械强度。

如果这种凝胶清除不彻底，可能会导致眼压升高、疼痛，甚至长期视力丧失。

手术中要注射一种透明的水凝胶，以保持眼睛发胀并保护角膜。

基于聚乙二醇（PEG）的完全可逆水凝胶已经出现，以保护各种蛋白质免受热应激，并且信使RNA制剂已在可溶性基质中稳定化。

这种基于凝胶的系统有可能消除运输和储存治疗性蛋白所需的昂贵冷藏系统的需求——这对资源匮乏的地区特别有益。