Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab bekannt, dass hochreines Nanomagnesiumoxid als chemischer Füllstoff eingesetzt werden kann. Nach der Modifizierung kann es zur Vernetzung in Carboxymethylchitosan eingearbeitet werden, um ein biomimetisches Knochenreparaturmaterial herzustellen.
Das Unternehmen entschied sich für Magnesiumoxid-Nanomaterialien als Durchbruch bei der Verbesserung von Verbundwerkstoffen und synthetisierte mit Magnesiumoxid-Nanopartikeln modifizierte Eierschalen-Mikrokristalle (Magnesiumoxid) mithilfe eines einfachen Imprägnier- und Kalzinierungsverfahrens. Magnesiumoxid und BMP2 wurden anschließend in eine Carboxymethylchitosan-Matrix eingearbeitet, um ein biomimetisches Gerüst herzustellen. Anschließend wurden die Biokompatibilität und Mineralisierungskapazität des Verbundgerüsts bestimmt und die Osteoinduktivität sowie die mechanistische Analyse des Verbundgerüsts systematisch auf molekularer, zellulärer und tierischer Ebene evaluiert.
Zelluläre Experimente bestätigten, dass das Gerüst eine signifikante Mineralisierung und osteogene Differenzierung induzierte. Experimente zur Reparatur von Schädelknochendefekten bei Ratten zeigten, dass das Gerüst eine ausgezeichnete Wirksamkeit bei der Reparatur von Knochendefekten aufwies. Die Analyse des osteogenen Differenzierungsmechanismus des Materials ergab, dass die vom Gerüst freigesetzten Mg2+-Ionen und BMP2 die Phosphorylierung der ERK1/2- und Akt-Signalwege aktivierten und so die Osteogenese über mehrere Signalwege synergistisch förderten.