IF20.3 近红外可编程支架调控感染骨修复

文章来源：北科纳米专业的纳米材料合成专家浏览次数：87时间：2026-04-22 设计合成：18101240246

针对感染性骨缺损需序贯完成抗菌与骨再生的治疗需求，本研究构建近红外响应型Janus双层骨膜支架，实现光热抗菌与压电成骨功能的空间分离，通过不同近红外照射模式切换功能，体外与体内实验均证实其可协同完成抗菌、免疫调控及骨矿化促进，为感染骨缺损修复微环境的时序调控提供了全新材料策略。
01研究背景
感染性骨缺损的修复过程存在阶段性功能需求，需依次完成感染控制与骨组织再生。压电材料可将外部刺激转化为生物电信号，为调控抗菌与成骨过程提供可行路径，但传统压电支架的多功能相互耦合，无法实现功能区分，难以匹配骨缺损不同修复阶段的特异性要求。
02主要内容
本研究开发近红外调控的可编程多模式骨膜支架，通过结构设计实现抗菌与成骨功能的空间分隔，整合热响应水凝胶与压电电纺膜，依托不同近红外照射方式切换治疗模式，系统探究该支架在体外的抗菌、免疫调控效果，以及在体内对感染骨缺损修复的作用。
03研究设计
采用Janus双层结构，一侧为富含PDA的光热层，另一侧为非光热压电层；将热响应性水凝胶与PVDF/BT压电电纺膜复合，设置连续近红外照射、间歇照射、无照射三种工作模式，分别实现抗菌、免疫调节、机械支撑与钙离子释放促矿化；通过体外微生物、细胞实验及动物骨缺损模型完成效果验证。
04结果
体外实验中，支架可产生理想的抗菌效果，并有效介导巨噬细胞向促愈合方向极化；体内实验中，采用可编程序贯治疗方式，可显著推动感染骨缺损区域的骨组织修复与矿化进程。
05思路延伸
该可编程支架实现了骨修复微环境的时序性精准调控，为多功能生物材料在感染相关骨再生领域的结构设计与功能集成提供了研究参考，丰富了压电与光热协同材料在骨组织修复方向的研究体系。
原文来源：
1. 期刊：Bioactive Materials2. 发表日期：2026-04-023. DOI：10.1016/j.bioactmat.2026.03.0464. 作者：Ying Yin, Yuting Cai, Pengrui Dang, Wenyi Zeng, Lu Wang, Xu Yan, Zhengtang Luo, Wenwen Liu, Yangzhi Zhu, Lili Chen, Chenguang Zhang

北科纳米-学术前沿公众号


二维材料Frontier	生物纳米材料前沿	MXenes Frontier	纳米医学Frontier