01研究背景 骨缺损修复是骨科难题，自体或异体骨移植受限于供区并发症与来源不足。可降解锌金属因其适宜降解行为与固有成骨活性成为有前景的植入材料，但初始腐蚀过快导致锌离子爆发释放，引发细胞毒性，且腐蚀不均匀影响力学完整性。现有表面改性多聚焦于材料-骨细胞直接作用，忽视神经-骨通讯在骨修复中的关键调控作用。感觉神经及其伴随的雪旺细胞通过分泌神经营养因子与神经肽调控成骨、血管化与免疫微环境，因此，构建兼具腐蚀调控、离子缓释与电活性神经调控功能的涂层，有望实现神经-成骨耦合的协同修复。 

02主要内容 研究设计了MOF介导矿化的导电水凝胶涂层。以海藻酸钠、多巴胺修饰透明质酸与氨基化明胶为基质，原位锚定HKUST-1型铜基MOF，并掺入聚吡咯纳米粒。该涂层通过MOF致密层与聚吡咯的协同作用，阻断水氧扩散并竞争性吸附磷酸根，抑制锌离子爆发释放；同时缓释锌、铜离子并提供本征电活性界面。电信号与离子信号共同激活雪旺细胞，上调神经营养因子与神经肽分泌，其条件培养基进一步促进间充质干细胞成骨分化。涂层还调控巨噬细胞向促修复表型极化，形成有利于骨再生的免疫微环境。

 03研究设计 研究首先在大鼠股骨缺损模型中验证雪旺细胞与骨修复的时空关联，并通过Transwell共培养证实雪旺细胞对间充质干细胞成骨分化的促进作用。随后合成涂层材料，系统表征形貌、化学组成、润湿性、力学稳定性、导电性、降解与腐蚀行为及离子释放动力学。体外以雪旺细胞和间充质干细胞评估迁移、增殖、神经标志物表达、神经营养因子分泌及成骨分化。通过转录组测序解析涂层促成骨与神经调控的分子通路。建立大鼠股骨临界缺损模型，植入不同涂层锌棒，评价生物安全性、神经再生、免疫调节、界面力学及骨再生效果。

 04结果 涂层表面呈现多孔粗糙形貌，亲水性增强，界面粘附与抗划擦性能显著提升。导电性随聚吡咯含量增加而提高，腐蚀体积比与锌离子释放量明显降低。体外实验显示涂层促进雪旺细胞迁移、增殖及S100β与Tuj1表达，上调NGF、BDNF、GDNF、CGRP及P物质分泌；其条件培养基增强间充质干细胞碱性磷酸酶活性、矿化结节形成及成骨标志物表达。共培养体系中，雪旺细胞进一步放大成骨效应。转录组揭示涂层激活BMP-SMAD、PI3K-Akt及细胞粘附等通路，并上调神经发育与突触可塑性相关程序。体内结果表明涂层植入物具有良好系统生物安全性，早期招募雪旺细胞并促进髓鞘形成，后期维持神经纤维成熟与感觉再支配，同时促进巨噬细胞向M2极化，提高界面剪切强度与骨体积分数，加速骨整合。

 05思路延伸 本研究将神经-骨耦合引入锌植入物界面设计，通过MOF矿化与导电纳米粒的协同实现了腐蚀调控、离子缓释与电活性神经调控的多功能集成。未来可进一步解析电信号与离子信号在雪旺细胞激活中的相对贡献及时序关系，明确神经营养因子下游促成骨的具体通路。此外，可探索不同导电纳米粒与MOF组合对神经-骨耦合的差异化调控，并系统评估涂层在长期植入中的稳定性与降解产物代谢归宿。该策略为兼具神经调控与骨再生功能的植入物界面设计提供了可拓展的范式。

 原文来源：  

Bioactive Materials 

 Pub Date : 2026-09-03  

 DOI:10.1016/j.bioactmat.2026.08.050  

  Yujia Wei, Dong Mo, Meng Pan, Tingyu Yang, Xicheng Li, Lin Ye, Jianan Li,    Liping Yuan, Zhongwu Bei, Zhiyong Qian