Spinal fusion has become a common surgical technique to join two or more vertebrae to stabilize a damaged spine; however, the rate of pseudarthrosis (failure of fusion) is still high. To minimize pseudarthrosis, bone morphogenetic protein-2 (BMP2) has been approved for use in humans. In this study, we developed a poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) composite incorporated with magnesium hydroxide (MH) nanoparticles for the delivery of BMP2. This study aimed to evaluate the effects of released BMP2 from BMP2-immobilized PLGA/MH composite scaffold in an in vitro test and an in vivo mice spinal fusion model. The PLGA/MH composite films were fabricated via solvent casting technique. The surface of the PLGA/MH composite scaffold was modified with polydopamine (PDA) to effectively immobilize BMP2 on the PLGA/MH composite scaffold. Analyzes of the scaffold revealed that using PLGA/MH-PDA improved hydrophilicity, degradation performance, neutralization effects, and increased BMP2 loading efficiency. In addition, releasing BMP2 from the PLGA/MH scaffold significantly promoted the proliferation and osteogenic differentiation of MC3T3-E1 cells. Furthermore, the pH neutralization effect significantly increased in MC3T3-E1 cells cultured on the BMP2-immobilized PLGA/MH scaffold. In our animal study, the PLGA/MH scaffold as a BMP2 carrier attenuates inflammatory responses and promotes BMP2-induced bone formation in posterolateral spinal fusion model. These results collectively demonstrate that the BMP2-immobilized PLGA/MH scaffold offers great potential in effectively inducing bone formation in spinal fusion surgery.

脊柱融合术已成为连接两个或更多椎骨以稳定受损脊柱的常用外科手术技术。但是，假关节（融合失败）的发生率仍然很高。为了最大程度地减少假关节，骨形态发生蛋白2（BMP2）已被批准用于人类。在这项研究中，我们开发了聚（丙交酯-共-乙交酯）（PLGA）复合材料，该复合材料与氢氧化镁（MH）纳米颗粒结合在一起用于BMP2的递送。这项研究旨在评估从BMP2固定的PLGA / MH复合支架中释放的BMP2在体外测试和体内小鼠脊柱融合模型中的作用。PLGA / MH复合膜是通过溶剂流延技术制备的。PLGA / MH复合支架的表面经过聚多巴胺（PDA）修饰，可以有效地将BMP2固定在PLGA / MH复合支架上。对支架的分析表明，使用PLGA / MH-PDA可以改善亲水性，降解性能，中和效果并提高BMP2的装载效率。此外，从PLGA / MH支架释放BMP2可以显着促进MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化。此外，在BMP2固定的PLGA / MH支架上培养的MC3T3-E1细胞中，pH中和作用显着增强。在我们的动物研究中，在后外侧脊柱融合模型中，PLGA / MH支架作为BMP2载体可减弱炎症反应并促进BMP2诱导的骨形成。这些结果共同证明，在脊柱融合手术中，BMP2固定的PLGA / MH支架在有效诱导骨形成方面具有巨大潜力。降解性能，中和作用以及提高的BMP2装载效率。此外，从PLGA / MH支架释放BMP2可以显着促进MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化。此外，在BMP2固定的PLGA / MH支架上培养的MC3T3-E1细胞中，pH中和作用显着增强。在我们的动物研究中，在后外侧脊柱融合模型中，PLGA / MH支架作为BMP2载体可减弱炎症反应并促进BMP2诱导的骨形成。这些结果共同证明，在脊柱融合手术中，BMP2固定的PLGA / MH支架在有效诱导骨形成方面具有巨大潜力。降解性能，中和作用以及提高的BMP2装载效率。此外，从PLGA / MH支架释放BMP2可以显着促进MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化。此外，在BMP2固定的PLGA / MH支架上培养的MC3T3-E1细胞中，pH中和作用显着增强。在我们的动物研究中，在后外侧脊柱融合模型中，PLGA / MH支架作为BMP2载体可减弱炎症反应并促进BMP2诱导的骨形成。这些结果共同证明，在脊柱融合手术中，BMP2固定的PLGA / MH支架在有效诱导骨形成方面具有巨大潜力。从PLGA / MH支架释放BMP2可显着促进MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化。此外，在BMP2固定的PLGA / MH支架上培养的MC3T3-E1细胞中，pH中和作用显着增强。在我们的动物研究中，在后外侧脊柱融合模型中，PLGA / MH支架作为BMP2载体可减弱炎症反应并促进BMP2诱导的骨形成。这些结果共同证明，在脊柱融合手术中，BMP2固定的PLGA / MH支架在有效诱导骨形成方面具有巨大潜力。从PLGA / MH支架释放BMP2可显着促进MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化。此外，在BMP2固定的PLGA / MH支架上培养的MC3T3-E1细胞中，pH中和作用显着增强。在我们的动物研究中，在后外侧脊柱融合模型中，PLGA / MH支架作为BMP2载体可减弱炎症反应并促进BMP2诱导的骨形成。这些结果共同证明，在脊柱融合手术中，BMP2固定的PLGA / MH支架在有效诱导骨形成方面具有巨大潜力。PLGA / MH支架作为BMP2载体在后外侧脊柱融合模型中减弱炎症反应并促进BMP2诱导的骨形成。这些结果共同证明，在脊柱融合手术中，BMP2固定的PLGA / MH支架在有效诱导骨形成方面具有巨大潜力。PLGA / MH支架作为BMP2载体在后外侧脊柱融合模型中减弱炎症反应并促进BMP2诱导的骨形成。这些结果共同证明，在脊柱融合手术中，BMP2固定的PLGA / MH支架在有效诱导骨形成方面具有巨大潜力。