摘要：

研究构建低温沉积建模打印的镁基分级多孔支架，负载α-硫辛酸乙体（ALA-Eth），简称LMA。该支架整合分级孔、镁离子与ALA-Eth，旨在于高糖微环境中支持神经、血管与成骨修复。体外显示其改善施万细胞神经营养功能和内皮细胞成血管功能，并经条件培养基及直接作用促进BMSC成骨。糖尿病大鼠股骨髁缺损中，LMA促进神经血管化骨再生；转录组与细胞分析提示涉及神经、血管、成骨及氧化还原和生物能量通路。

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研究背景

糖尿病骨缺损修复受高糖病理微环境制约，活性氧蓄积、周围神经病变和微血管病变导致氧营养供给不足及神经-骨骼信号紊乱。损伤早期神经出芽和新生血管对修复重要，但现有策略常忽视神经血管网络修复。ALA具抗氧化和神经保护作用，却受半衰期、溶解度和生物利用度限制；乙体可改善递送。镁离子利于血管、神经和骨再生，故需可局部持续释放活性成分的多功能支架。

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主要内容

以PLCL/PLGA为基材，LDM打印L支架；掺入硫酸镁得LM；负载ALA-Eth得LMA。分级孔结构提供组织长入框架，大孔利于营养交换与血管长入，微孔利于蛋白吸附和神经细胞黏附。镁离子与ALA-Eth共同支持血管和神经修复。研究系统表征理化性质、释放和降解，在高糖下评估神经、血管、成骨效应，并在糖尿病大鼠模型中验证神经血管化骨再生。

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研究设计

制备并表征ALA-Eth；打印L、LM、LMA支架，观察形貌、元素、力学、降解及ALA和镁释放。体外高糖培养RSC、HUVEC和BMSC，检测增殖、基因、蛋白、迁移、成管、ALP和ARS，并用条件培养基分析神经/血管细胞对成骨的间接作用。体内建立STZ糖尿病大鼠股骨髁缺损模型，结合皮下植入、Micro-CT、组织学、免疫荧光和转录组，分析骨、血管、神经及氧化还原/能量代谢。

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结果

LMA具互连分级孔，ALA-Eth分布良好，镁硫均匀，力学增强，降解较线性，活性成分持续释放。高糖下，LMA提高施万细胞活力、迁移和神经营养因子表达，增强内皮细胞活力、迁移、成管及血管相关基因/蛋白表达；其条件培养基促进BMSC成骨。直接共培养促进BMSC铺展、成骨基因、ALP、矿化和RUNX2/OCN。糖尿病模型中，LMA改善骨参数，增加胶原与新骨，增强OCN、CD31、β3-tubulin表达；转录组和细胞分析显示神经、血管、成骨、氧化还原和生物能量通路富集，ROS降低，抗氧化、线粒体膜电位和ATP改善。

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思路延伸

该研究提示，糖尿病骨缺损需同步修复神经与血管微环境，并调节氧化还原和能量代谢。LMA将分级孔、镁离子和ALA-Eth整合，为神经血管化骨再生提供材料思路。原文指出，尚需支架层面游离ALA对照以区分乙体递送贡献；神经血管指标多为关联证据，需通路扰动和早期原位分析验证因果；后续可优化释放时序、细胞互作和长期安全性，深化神经-血管-骨耦合机制。

原文来源：

Journal of Nanobiotechnology

Pub Date : 2026-09-03

DOI:10.1186/s12951-026-04991-1

Miaoxuan Dai, Beilei Liu, Xiaomeng Zhang, Meifei Lian, Yi Zhang, Tingyu     Wang, Hongchang Lai

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