IF 16！生物活性多功能水凝胶支架重塑炎症微环境和成骨-破骨细胞稳态，推动骨质疏松性骨缺损修复

文章来源：材料合成浏览次数：16时间：2025-12-22 设计合成：18101240246

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骨质疏松患者的骨缺损修复仍是一大挑战，原因是骨代谢失衡以及炎症性微环境中含有高浓度的活性氧。为解决这些问题，构建了一个三维打印的生物活性多功能水凝胶支架，由多前乳内酯骨架和明胶/透明质酸框架组成，框架内包裹着 MgMn 层双氢氧化物纳米片和钙烯膦酸钠纳米线，以促进骨质疏松性骨缺损修复。即制备的水凝胶支架持续清除过量活性氧，并通过多种酶拟态催化活性（过氧化氢酶、超氧化物变异酶、乳酰酶和羟基自由基清除）生成氧气，调控巨噬细胞表型，降低促炎细胞因子的表达，从而改善炎症微环境并缓解缺氧。同时，水凝胶支架中持续释放的阿伦膦酸和 Mg2+ 离子抑制破骨细胞活性，而释放的生物活性离子（Mg2+、Ca2+ 和 Mn 3+）则增强成骨细胞活性并促进成骨分化，协同恢复成骨-破骨细胞稳态平衡。动物实验结果显示，水凝胶支架能够重建破骨细胞/成骨细胞平衡，并通过植入支架内功能组件的协同效应显著加速骨质疏松大鼠的骨组织缺陷修复。这些发现展示了现制水凝胶支架在解决病理微环境多方面并发症和促进骨质疏松性骨缺损修复方面的临床潜力。

创新点

本研究的核心创新在于将Angiopep-2这一传统上用于血脑屏障靶向的寡肽，首次系统性地应用于脊髓损伤的治疗场景，并通过单细胞测序与免疫荧光实验动态证实其受体LRP-1在损伤后的特异性高表达，从而为工程化细胞外囊泡（EVs）奠定了精准的靶向生物学基础。这一策略超越了常规EVs的被动递送模式，实现了对复杂损伤微环境中特定细胞群体的主动识别与归巢，为神经修复领域提供了一种兼具智能性与高效性的新型递送工具。

原文链接

Bioactive Multifunctional Hydrogel Scaffolds Remodel the Inflammatory Microenvironment and Osteogenic-Osteoclastic Homeostasis to Advance Osteoporotic Bone Defect Repair

ACS Nano ( IF 16 )

Pub Date : 2025-12-15

DOI: 10.1021/acsnano.5c15635

Zhenqiang Wang, Changjiang Gu, Yifan Tang, Xinjin Su, Demeng Xia, Quanwei Zhou, Zhi-Chao Xiong, Ying-Jie Zhu, Xiongsheng Chen

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