Osteoimmunometabolic modulation via hydrogen-self-supplying magnesium-reinforced collagen membrane for enhanced guided bone regeneration.
骨組織工学における分子状水素の局所送達は未開拓領域であった。本研究では、金属フェノールネットワークでコーティングしたマイクロマグネシウムワイヤを組み込んだコラーゲン膜（Col-MMW）を開発し、骨再生誘導（GBR）への応用を検討した。マグネシウムの分解により水素とMgイオンが持続的に放出され、細胞内ROSを低減するとともに、細胞代謝を解糖系から酸化的リン酸化へと再プログラムした。NRF-2経路の活性化とNF-κB経路の抑制により炎症が軽減され、ラット皮下埋植および頭蓋骨欠損モデルにおいて骨形成の有意な促進が確認された。
マグネシウム分解により放出されたH2とMgイオンが細胞内ROSを低減し、代謝を解糖系から酸化的リン酸化へ転換。NRF-2経路を活性化しNF-κB経路を抑制することで骨免疫環境を調節する。
細胞・分子レベルの基礎研究です。ヒトでの応用には吸入経路が最も有望な投与方法とされますが、吸入応用にあたっては爆発リスクを伴うため使用濃度に注意が必要です（LFL 実証値 10%、高濃度機は非推奨）。
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