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저자정보
Luxin Liang (Central South University Changsha China) Deye Song (The Second Xiangya Hospital Central South University Changsha China.) Kai Wu (Central South University Changsha China) Zhengxiao Ouyang (The Second Xiangya Hospital Central South University Changsha China.) Qianli Huang (Central South University Changsha China) Guanghua Lei (Xiangya Hospital Central South University Changsha China) Kun Zhou (Nanyang Technological University Singapore.) Jian Xiao (Xiangya Hospital Central South University Changsha China) Hong Wu (Central South University Changsha China)
저널정보
한국생체재료학회 생체재료학회지 생체재료학회지 제26권 제2호
발행연도
2022.6
수록면
283 - 301 (19page)
DOI
https://doi.org/10.1186/s40824-022-00262-w

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Background: Even though the modulatory effects of Magnisum (Mg) and its alloys on bone-healing cells have been widely investigated during the last two decades, relatively limited attention has been paid on their inflammation modulatory properties. Understanding the activation process of macrophages in response to the dynamic degrada tion process of Mg as well as the relationship between macrophage phenotypes and their osteogenic potential is critical for the design and development of advanced Mg-based or Mg-incorporated biomaterials. Methods: In this work, a Ti-0.625 Mg (wt.%) alloy fabricated by mechanical alloying (MA) and subsequent spark plasma sintering (SPS) was employed as a material model to explore the inflammatory response and osteogenic performance in vitro and in vivo by taking pure Ti as the control. The data analysis was performed following Student’s t-test. Results: The results revealed that the macrophages grown on the Ti-0.625 Mg alloy underwent sequential activation of M1 and M2 phenotypes during a culture period of 5 days. The initially increased environmental pH (~ 8.03) was responsible for the activation of M1 macrophages, while accumulated Mg2+ within cells contributed to the lateral M2 phenotype activation. Both M1 and M2 macrophages promoted osteoblast-like SaOS-2 cell maturation. In vivo experi ment further showed the better anti-inflammatory response, regenerative potentiality and thinner fibrous tissue layer for the Ti-0.625 Mg alloy than pure Ti. Conclusion: The results highlighted the roles of Mg degradation in the Ti-0.625 Mg alloy on the sequential activation of macrophage phenotypes and the importance of modulating M1-to-M2 transition in macrophage phenotypes for the design and development of inflammation-modulatory biomaterials.
#Mg degradation #Inflammation #Macrophage #Polarization #Osteogenesis

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