IF 26.8！免疫调节 GelMA&Zn2+/Ce3+-惠特洛克石支架，具有连续离子释放以促进骨骼再生

已传文件：photo/1766544328.png

本文精选

复杂的骨骼修复微环境仍然是骨科领域的重大挑战。作为关键调节因子，生物活性金属离子通过协调骨骼免疫微环境促进骨整合。为此，我们通过仿生 GelMA 模板（GM&Zn2+/Ce3+-WH）工程化了 Zn2+/Ce3+双掺杂惠特洛克石纳米颗粒（Zn2+/Ce3+-WH）。这些仿生 GM&Zn2+/Ce3+-WH 水凝胶支架表现出优异的抗氧化能力，显著活化抗炎巨噬细胞表型，并抑制破骨细胞生成。由此产生的免疫微环境有利于体外的骨生成分化，并促进体内植入骨的骨整合。此外，支架显示出术后抗感染活性的潜力。值得注意的是，GM&Zn2+/Ce3+-WH 展现出了出色的整体性能。总之，天然类骨 Zn2+/Ce3+共掺杂策略赋予 GM&Zn2+/Ce3+-WH 免疫调节、抑菌和骨整合特性，为重建免疫调控的骨生成微环境提供了独特且有前景的方法。

创新点

1.本研究首次将 Zn2+/Ce3+ 双掺杂策略与惠特洛克石纳米颗粒相结合，并通过仿生 GelMA 模板进行工程化构建，实现了金属离子的可控释放与协同作用，这一设计不仅模拟了天然骨骼的微环境组成，还显著增强了材料的抗氧化性能，突破了传统骨修复材料在动态免疫调控方面的局限。

2.该支架通过精准调节骨骼免疫微环境，即激活抗炎巨噬细胞表型并同时抑制破骨细胞生成，创造了一个兼具免疫调节与成骨促进功能的局部生态，这种多靶点干预策略超越了单一成骨或抗炎材料的传统思路，为复杂骨缺损修复提供了集成化解决方案。

3.此外，天然类骨共掺杂策略赋予材料免疫调节、抑菌和骨整合的多重特性，尤其是术后抗感染潜力的展示，凸显了其在临床应用中应对感染与再生双重挑战的价值，为开发智能响应型骨修复材料开辟了新途径。

思路延伸

1.基于 Zn2+/Ce3+ 共掺杂的成功经验，未来可系统探索其他金属离子组合（如 Mg2+/Sr2+ 或 Cu2+/Ag+）在不同病理模型（如骨质疏松或感染性骨缺损）中的效应，通过调控离子释放动力学与局部浓度，靶向特定细胞信号通路，以拓展金属离子治疗在组织修复中的适用范围。

2.该思路可延伸至软骨、皮肤或神经等其他组织工程领域，通过适配掺杂离子类型与基质材料特性，模拟特定组织的免疫与再生微环境，并可进一步整合生长因子、外泌体或基因编辑技术，以增强组织再生特异性并减少纤维化等副反应。

3.深入机制研究方面，可利用单细胞测序、空间转录组学或活体成像技术，揭示巨噬细胞表型转换与破骨细胞抑制背后的关键信号网络，从而指导材料设计的优化，实现时空可控的免疫调节，并为基于患者免疫状态的个性化骨修复方案奠定理论基础。

原文链接

Bioactive Materials ( IF 20.3 )

Pub Date : 2025-11-21

DOI: 10.1016/j.bioactmat.2025.11.009

Meiqi Jin,  Miao Xia,  Tianlin Wang,  Yanan Zhao,  Dali Xu,  Linxuan Wu,  Taotao Liu,  Tianqi Li,  Dake Xu,  Huazhe Yang,  Xiaoqian Xu